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Magnetkupplungs- und Spaltrohrmotorpumpen

Dichtkunst besonderer Art

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Die von Hermetic vorgelegte Statistik einer deutschen Raffinerie zeigt den Vergleich der MTBF-Werte (Mean Time Between Failure) zwischen konventionellen Pumpen mit einfach- bzw. doppeltwirkender Gleitringdichtung und Spaltrohrmotorpumpen. Die Analyse ist das Ergebnis einer mehrjährigen Auswertung von über 1000 Prozesspumpen mit Gleitringdichtung und ca. 100 Spaltrohrmotorpumpen. Demzufolge erreichen Spaltrohrmotorpumpen mit 180 Monaten eine etwa 4-fache MTBF.

Die Magnetkupplung

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Magnetkupplungspumpen besitzen eine Kupplung mit einem Primärteil, das mit der Motorwelle starr verbunden ist; das Sekundärteil ist die Welle mit dem Laufrad. Primär- und Sekundärteil sind mit Permanentmagneten bestückt; dabei stehen sich jeweils ungleichnamige Pole gegenüber, die sich infolge des magnetischen Kraftflusses gegenseitig anziehen. Durch den Einbau einer Trennwand im Spalt zwischen Primär- und Sekundärteil (Spalttopf) ist eine vollständige Abdichtung der Pumpe erreicht. Werden nicht-metallische Spalttöpfe verwendet, entstehen keine Wirbelstromverluste, eine Wärmeabfuhr ist nicht erforderlich. Im Gegensatz zu Spaltrohrmotorpumpen wird zum Antrieb ein handelsüblicher Elektromotor verwendet.

Wellendichtungslose Pumpen in der Praxis

Im Folgenden werden einige Anwendungsbeispiele aufgeführt:

• Im Rahmen des Varianten-Konzepts für die Hochdruckpumpen-Baureihe CR offeriert Grundfos die Permanentmagnet-Kupplung MAGdrive. Ein Hersteller von Kohlenstoff-Fasern setzt die CRN MAGdrive-Pumpe im Vorprodukt-Kreislauf ein und fördert dort Polyacrylnitril, das in Dimethylformamid gelöst ist (DMF ist als toxisch und kanzerogen eingestuft). Hochviskoses Polyacrylnitril ist der Ausgangsstoff zur Produktion von Kohlenstoff-Fasern. Der Magnetantrieb ist bis einschließlich 22 kW Motorleistung verwendbar. Die Pumpe kann auch in einer Atex-Ausführung geordert werden.

• Klaus Union berichtete auf der International Rotating Equipment Conference 2008 in Düsseldorf über den Fall einer Raffinerie in Süddeutschland: Eine mit Stopfbuchspackungen ausgerüstete Pumpe fiel immer wieder aus, musste in kurzen Abständen instand gesetzt und repariert werden. Die nicht länger tolerierbaren Leckagen und die hohen Kosten veranlassten den Betreiber, über Alternativen nachzudenken. Andere Dichtungskonzepte boten offenbar keine überzeugende Lösung an. Erst eine von Klaus Union angebotene Magnetkupplungspumpe erweist sich nach mittlerweile über zwei Jahren als Problemlösung: Die Pumpe schützt vor Emissionen, die Instandhaltungsintervalle konnten erweitert werden, Reparaturen kommen deutlich seltener vor. Dabei ist das zu fördernde Produkt alles andere als einfach: Bitumen mit einer maximalen Viskosität von 450 mPas und einem Erweichungspunkt von etwa 105 °C.

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