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Exzenterschneckenpumpen

Die Vorspannung macht's: So erreichen Sie längere Standzeiten bei Exzenterschneckenpumpen

| Autor / Redakteur: Sabine Mühlenkamp / Dr. Jörg Kempf

Der Stator lässt sich einfach über die neue Verstelleinheit nachjustieren.
Der Stator lässt sich einfach über die neue Verstelleinheit nachjustieren. (Bild: Netzsch)

Die Exzenterschneckenpumpe wird in nahezu allen Industriezweigen eingesetzt. Vorzugsweise werden feststoffhaltige Fluide mit niedrigen bis sehr hohen Viskositäten gefördert. Sie eignet sich jedoch auch für aggressive oder abrasive Medien. Um hier die Standzeit zu erhöhen, hat Netzsch eine intelligente Nachjustierung entwickelt.

Das Pumpsystem der Exzenterschneckenpumpe besteht im Wesentlichen aus zwei Baugruppen: Einerseits einer außenliegenden stehenden Einheit mit dem Stator als statische Wirkkomponente und andererseits einer in der stehenden Einheit rotierenden Baugruppe, dem Kraftstrang mit dem sogenannten Rotor als dynamische Wirkkomponente.

Der Rotor ist eine Rundgewindeschraube mit großer Steigung, großer Gangtiefe und kleinem Kerndurchmesser. Der Stator hat einen Gewindegang mehr und weist die doppelte Steigungslänge des Rotors auf. Dadurch bleiben zwischen dem Stator und dem sich darin drehenden Rotor Förderräume, die sich kontinuierlich von der Eintrittsseite zur Austrittsseite bewegen.

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Auf diese Weise wird nicht nur Rückströmung verhindert, sondern auch eine volumen- und druckstabile Bewegung des Förderguts sichergestellt, so dass kaum Scherkräfte und Pulsation auftreten. Viskosität und Konsistenz des Mediums sind dabei für die Pumpenleistung unerheblich. Die Größe der Förderräume und damit die theoretische Fördermenge hängt von der Pumpengröße und der verwendeten Stator-Rotor-Geometrie ab.

Da die Stahl- und Elastomerbauteile der Pumpe bei sehr aggressiven oder abrasiven Medien jedoch verschleißen können, wurden verschiedene Maßnahmen entwickelt, um die Standzeit zu erhöhen und die Wartung zu vereinfachen. „Ein Stator besteht standardmäßig aus einem Rohr – beispielsweise aus Stahl – als Mantel, in den ein Elastomerkörper einvulkanisiert ist. Das Stator­elastomer liegt mit Vorspannung am Rotor an, um die Förderräume gegeneinander abzudichten und dadurch den Druckaufbau zu ermöglichen“, erklärt Mikael Tekneyan, Entwicklungsingenieur bei Netzsch.

Kampf dem Verschleiss

Durch die Reibung zwischen dem Rotor und dem Statorelastomer tritt je nach Fördermedium ein stetiger Verschleiß an Elastomer und Rotor auf. Dies geschieht beispielsweise durch mechanischen Materialverschleiß, d.h. durch Partikel im Medium, was auf Dauer zum Verlust der gegenseitigen Abdichtung zwischen Rotor und Stator führen kann.

„Aufgrund der Reibpaarung Elastomer/Stahl ist das Elastomer im Stator jedoch das wesentliche Verschleißteil dieser Pumpenart“, so Tekneyan weiter. „Es kann etwa dazu kommen, dass Mediumsbestandteile eindringen und seine Eigenschaften verändern.“

Neben einer Quellung, die meist zum Verlust der mechanischen Festigkeit und zu erhöhtem Verschleiß führt, können auch eine Versprödung mit Rissgefahr und eine chemische Zerstörung auftreten. Dies bedeutet, dass die Pumpe bei verschleißintensiven Anwendungen in relativ kurzen Zeitabständen gewartet werden muss – ein Vorhaben, das die Monteure unter Umständen in einem nur schwer zugänglichen Umfeld durchführen müssen, was wiederum einen erhöhten Aufwand zur Folge hat.

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Exzenterschneckenpumpen mit neuem Stator

Um die Wartung auch unter diesen Voraussetzungen möglichst zu erleichtern, hatte Netzsch bereits vor einigen Jahren den IFD-Stator 2.0 entwickelt; ein Statorsystem, bei dem nicht wie sonst üblich das Elastomer in das Gehäuse einvulkanisiert, sondern durch axiales Verpressen fixiert wird. Ein definierter Anschlag sorgt dabei für eine gleichmäßige Vorspannung und stellt die gewünschte Dichtlinie sicher. Durch die Trennung von Stahlhülle und Elastomerstator lässt sich letzterer ganz einfach mitsamt dem Rotor entnehmen.

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