Verfahrenstechnik 10/2019

KOMPONENTEN UND SYSTEME

KOMPONENTEN UND SYSTEME Geringes Gefährdungspotenzial Spezialkreiselpumpen bewähren sich bei schwierigen Medien Kreiselpumpen werden häufig eingesetzt, um feststoffhaltige Medien zu fördern, die in den unterschiedlichsten Industrien vorkommen. Im Gegensatz zu Verdrängerpumpen haben sie den Vorteil, ohne geschlossene Förderräume oder Ventile auszukommen. Das Funktionsprinzip von Kreiselpumpen basiert auf einer Hydraulik mit einem Laufrad, einem Gehäuse sowie der Dichtungs- und Lagereinheit. Komplizierter wird es bei Medien wie Säuren, Laugen, toxischen, korrosiven, abrasiven oder gashaltigen Lösungen. Gesetzliche Vorschriften, einzuhaltende Standards wie Sicherheits- und Umweltschutzbestimmungen (TA-Luft, Atex) sind bei der Auswahl und Kombination der geeigneten Dichtungsund Lagereinheit zu berücksichtigen. Weit verbreitet ist der Einsatz von Kreiselpumpen mit einer Magnetkupplung. Eine Motorwelle in sogenannter Blockbauweise trägt einen Außenmagnetrotor. Dieser überträgt die Magnetkräfte durch einen Spalttopf auf den Magnetinnenrotor. Das Fördermedium umströmt den Innenrotor und die Gleitlager. Der Nachteil: Sie dürfen nicht trockenlaufen. Problem: Spalttopfbruch Das größte Gefährdungspotenzial der Magnetkupplung besteht in einem Spalttopfbruch. Im Normalfall wird das Medium durch den Spalttopf hermetisch von der Umgebung abgeschirmt. Beim Bruch gelangt die unter dem Förderdruck stehende Flüssigkeit unkontrolliert in die Atmosphäre. Weitere Nachteile: Feststoffe im Medium können die Kühlkanäle zum Spalttopf versperren oder die Lagerung zerstören. Dadurch erhöht sich der Verschleiß des Spalttopfs. Bei Gasanteilen, siedenden, ausgasenden Stoffen oder niedrig viskosen Flüssigkeiten neigt die Schmierung der Gleitlagerung zu Unterbrechungen. Dabei kann es im schlimmsten Fall zu einem Lagerschaden und somit zu einem Ausfall der Pumpe kommen. Gefährlich wird es, wenn die Kupplung sich mangels Kühlung stark erhitzt. Weitere Schwierigkeiten ergeben sich durch Gasanteile im Förderprozess oder bei geringem bis gar keinem Fördermedium im Pumpengehäuse. Hier kann es zu einem Strömungsabriss und somit zu einer Prozessstörung kommen. Hier ist Trockenlaufsicherheit gefragt – eine fundamentale Fähigkeit, um solche und ähnliche Betriebssituationen ohne schädliche Folgen zu meistern. Der trockene Betrieb einer Magnetkupplung ist allerdings nur möglich, wenn der zwischen innerem und äußerem Magnetrotor befindliche Spalttopf eine wirbelstromfreie Magnetfeldübertragung ermöglicht. Ein metallischer Spalttopf scheidet aus, denn durch die wirbelstrombedingt im Betrieb sehr schnell erreichten hohen Temperaturen und die unmittelbar resultierende Entmagnetisierung entstünde nach wenigen Minuten ein Totalschaden der Kupplung. Eine Mangelschmierung der Gleitlager führt innerhalb kurzer Zeit ebenfalls zu einem gravierenden Lagerschaden. Lösung: Spezialpumpen … Anders zeigt sich die hermetisch dichte, mit keramischem Spalttopf und fett- und lebensdauergeschmiertem Wälzlagern ausgestattete horizontale Spezialpumpe MP- CHDryRun. Sie ist extrem wartungsarm und durch trockenlaufende Lippendichtringe unempfindlich gegen Fehlbedienungen. Der keramische oder aus dem Hochleistungskunststoff PEEK gefertigte Spalttopf ermöglicht eine wirbelstromfreie Magnetfeldübertragung. Dadurch ergibt sich eine hohe Energieeffizienz. Ein kontrolliert eingeleitetes Inertgas bewirkt die Sperrgasatmos phäre im Inneren. Dieser Bereich ist damit permanent trocken. Gegenüber herkömmlichen Magnetpumpen 01 Diese trockenlaufende Kreiselpumpe ist extrem wartungsarm und energieeffizient 02 Die funktionale Einbindung der selbstregelnden Vertikalpumpe mit Magnetkupplung während der Planungsphase ermöglicht Kosteneinsparungen 02 01 Labyrinth Wälzlager biegesteife Welle Sperrgaszufuhr Gasraum bei Betrieb Gasraum bei Stillstand Sperrgaszufuhr trockenlaufende Magnetkupplung 24 VERFAHRENSTECHNIK 10/2019

mit Gleitlagerung erhöht sich der Wirkungsgrad durch den Einsatz einer Welle mit fett geschmierten Wälzlagern beträchtlich. Da der Spalttopf ohne Produktberührung läuft, ist ein Atex-konformer Einsatz gewährleistet. Durch diese und weitere positive Eigenschaften lassen sich insbesondere in Kombination mit den Funktionen aus der Serie V-AN zahlreiche Förderprobleme dauerhaft und ökonomisch lösen. … mit extrem langer Standzeit Ein überzeugendes Beispiel liefert die selbstregelnde Vertikalpumpe mit Magnetkupplung vom Typ MPCV-AN bei einem besonders kritischen und toxischen Medium: Bei Temperaturen von bis zu 1 000 °C wird Titandioxid mit Koks und Chlorgas vermischt. So entsteht das hochgefährliche Medium Titantetrachlorid, das beim Kontakt mit der Feuchtigkeit aus der Luft Salzsäuredämpfe bildet. Freie Chlorionen, die durch den Gleitspalt von Gleitringdichtungen diffundieren, erschweren den Prozess. Kreiselpumpen, die mit doppelten Gleitringdichtungen ausgerüstet waren, überstanden die Förderung maximal zwei Jahre. Die MPCV mit hermetisch dichtem Spalttopf arbeitet ohne Lager in der Förderflüssigkeit. Durch eine Gasbarriere, die aus einer reibungsfrei arbeitenden Drosselbuchse gespeist wird, werden die fettgeschmierten Wälzlager, die in einer geschlossenen Gasatmosphäre laufen, vor den Produktdämpfen geschützt. Das Wellenspalt-Dichtungskonzept besteht aus mehreren Komponenten: der vollständigen hydrodynamischen Entlastung der Lager- und Dichtungseinheit vom Pumpenförderdruck durch Rückenschaufeln und einer Gasbarriere, die das Eindringen von Produktdämpfen in die Lagereinheit verhindert. Die wirbelstromfreie, permanent trocken laufende Magnetkupplung schließt die Pumpe hermetisch zur Umgebung ab. Die Lagereinheit läuft genau wie die Magnetkupplung dank Sperrgas und der vertikalen Ausrichtung der Pumpe völlig ohne Produktkontakt, sogar bei einem Sperrgasausfall. Die magnetgekuppelten Kreiselpumpen vom Typ MPCV-AN erzielen heute sogar im Dauerbetrieb Standzeiten von mehr als 5 Jahre. Die intelligent kombinierten Pumpen sind weltweit im Einsatz und haben sich sowohl bei toxischen Medien als auch bei gas- und feststoffhaltigen, zähen, heißen oder siedenden Flüssigkeiten bewährt. Fotos: Bungartz, Sergey Nivens/stock.adobe.com Mischen, teilen und leiten auf kleinstem Raum Immer dann, wenn Platz knapp wird, bietet der GEMÜ M-Block aus Kunststoff den entscheidenden Vorteil • weniger Fittings, Schweißund Klebestellen • kundenindividuelle Lösung • schnelle und einfache Montage • breite Auswahl an hochwertigen Kunststoffen www.bungartz.de www.gemu-group.com