Kreiselpumpen vs. Verdrängerpumpen

Einfach kann jeder: Wann es sich lohnt, über Verdrängerpumpen nachzudenken

Hat es sich ausgekreiselt? Wann es sich lohnt, über Verdrängerpumpen nachzudenken – Pumpenexpertise für Chemie und Food-Prozesse: Wenn Kreiselpumpen nicht mehr weiter kommen, schlägt die Stunde der Verdränger. Ob als Exzenter- oder Schraubenspindelpumpen: Gerade bei anspruchsvollen Medien oder hygienischen Prozessen lohnt es sich, bei der Pumpe weiter zu denken.

Altöl, Papierbrei, Klebstoffe, Cremes, Seifen und Shampoo – diese Materialien, so unterschiedlich sie auch sind, haben eine Gemeinsamkeit: Für die verwendete Fördertechnik werden sie zur Herausforderung. Zäh, kleb­rig und hochviskos stellen diese Medien für Kreiselpumpen, die in der Chemie immer noch mehr als zwei Drittel der verbauten Einheiten ausmachen, eine erhebliche Herausforderung dar. Und damit nicht genug: Viele dieser Medien müssen pulsationsarm, druckstabil und dosiergenau gefördert werden. Bei Anwendungen in der Kosmetik, Pharma oder Lebensmittel­industrie kommen zusätzlich strenge hygienische Vorgaben hinzu. Doch es geht auch anders.

Wer schwierige Medien präzise dosiert, pulsationsarm und schonend fördern will, sollte über Verdrängerpumpen nachdenken. Die Exzenter- und Schraubenspindelpumpen punkten bei einer Vielzahl von Anwendungen. Besonders Mischmedien mit Gas, Fluid und Feststoffanteil, stichfeste oder pas­töse Produkte mit niedriger bis sehr hoher Viskosität bei gleichbleibender Fördermenge und schwankendem Druck können gut regelbar und nahezu pulsationsfrei gefördert werden.

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Polyol, Isocyanat, PVC-Compounds, Tenside, Klebstoffe oder galvanische Schlämme: Die Allgäuer Pumpenexperten kennen die Herausforderungen ihrer Kunden – immerhin hat die „­Pumpenfabrik“ fünf Jahrzehnte Erfahrung beim Pumpen zäher und schwieriger Medien. Seit dem Start der Produktion 1969 mit Dickstoffpumpen für die Landwirtschaft hat die Firma Wangen sich als Ansprechpartner für die Fluidförderung in Industrie, Kommunen und Landwirtschaft etabliert – also Anwendungen, in denen Robustheit, Qualität und Zuverlässigkeit gefragt sind.

Pumpen-Trendsetter mit Baukasten

Schon in den frühen 70ern erweiterten Industriepumpen, wie die Rachenpumpe R80, das Einsatzgebiet in Richtung Klärtechnik und Abfallentsorgung sowie – in einer hygienischen Weiterentwicklung – in die Lebensmittelindustrie. Die anspruchsvolle Branche hatte schnell im wahrsten Sinne des Wortes Geschmack an den robusten Arbeitspferden aus dem Allgäu gefunden – und wollte mehr: Um auch die Förderung von Fetten zu ermöglichen, ergänzten 1980 Kammerschneckenpumpen das Portfolio. Im selben Jahr entdeckt Wangen das Baukasten-Prinzip – lange vor der aktuellen Modularisierungsdiskussion – mit der KL-Pumpe. Indem sie den Antrieb direkt auf den Lagerstuhl stecken, schaffen die Pumpenspezialisten es, den Trend zu immer individuelleren Lösungen mit dem Wunsch nach weitestgehender Serienfertigung in konstanter Qualität zu vereinen. Im neuen Jahrtausend ergänzen die Schraubenspindelpumpen das Exzenterschnecken-Portfolio des Herstellers. Die Wangen Twin und die Twin NG punkten besonders bei hygienischen Anwendungen und ermöglichen dank des optimierten und technisch ausgefeilten Strömungsverhaltens ein schonendes Fördern und gründliches Reinigen in Place (CIP) der Pumpe. Der Clou: Nach dem Fördern der Produkte kann die Twin-Pumpe auch das Wasser- bzw. Reinigungsmedium fördern, weshalb der Anwender auf eine CIP-Rücklaufpumpe verzichten kann. Das spart Platz und Kosten und sichert trotzdem exzellente Reinigungsergebnisse, erklären die Entwickler.

Für jede Anwendnung die richtige Pumpen

Heute bietet der Pumpenhersteller ein breites Pumpenportfolio für den Einsatz in Chemie- und Pharmatechnik. Die Exzenter- und Schraubenspindelpumpen passen sich in Bauform, Werkstoffen und durch spezifisch definierte Leistungsparameter an ihre jeweilige Aufgabe an und sind daher ideal für die Aufgaben in der chemischen Industrie. Die Gehäuse sind strömungsoptimiert, die Medien werden nahezu pulsationsfrei befördert, die Dosiergenauigkeit ist hoch, die verwendbaren Materialien sind auf Wunsch FDA-zugelassen und die Pumpen sind, (mit ihren totraumarmen Ausführungen) so konstruiert, dass sie sich optimal und schnell reinigen lassen. Das Portfolio für spezielle, hygienische Anwendungen wurde nun erweitert und ergänzt. Dabei steht die Servicefreundlichkeit und der störungsfreie Einsatz in Chemie- und Industrieanlagen an oberster Stelle.

Ebenfalls für höchste Reinheit und hygienische Anwendungen optimiert ist die Hyline, bei der anstelle des üblichen Kardangelenkes eine flexible Wellenverbindung – bestehend aus einem kreuzgewickelten Seil aus Federstahl, je nach Anforderung mit verschiedenen Elastomeren umspritzt – zum Einsatz kommt. „Das Wellengelenk ist durchmessergleich von der Gleit­ringdichtung bis zum Rotor, bietet somit optimale Reinigbarkeit und hervorragende Strömungseigenschaften“, erklärt Florian Biegger, Pumpenkonstrukteur bei Wangen. „Durch die Konstruktion des Antriebsstranges haben wir im Produktbereich keine Wellenschnittstelle, die aufwändig abgedichtet werden müsste und die Reinigung der Pumpe ­erschwert.“

Verdrängerpumpen - Das passende Puzzleteil

Weil aller guten Dinge drei sind, ergänzt 2019 eine weitere hygienische Exzenterschneckenpumpe das Wangen-Portfolio: Die MX, ursprünglich von Knoll Maschinenbau entwickelt, soll das Wangen-­Angebot für Pharma- und Lebensmittelprozesse mit Even-Wall-Technologie und hygienischem Basis- design, kombiniert mit hohen Oberflächenanforderungen, abrunden, erklärt Wangen-Geschäftsführer Markus Hofheinz: „Wir ergänzen unseren starken hygienischen Schraubenspindelbereich mit der führenden hygienischen Exzenterschneckenpumpe und bieten unseren Kunden zukünftig ein deutlich breiteres Sortiment aus einer Hand an.“ Sicher, sauber und servicefreundlich soll die neue Pumpe sein, erklärt Hofheinz. Doch das wesentliche Merkmal der MX ist die Ausführung des Stator-Mantels als Even-Wall-Produkt, angepasst an die Kontur des Rotors: Dies bewirkt zahlreiche Vorteile gegenüber konventionellen Bauweisen mit einer zylindrischen Außengeometrie der Statormäntel und dementsprechend unterschiedlichen Wandstärken des Elastomers, erklären die Pumpenspezialisten. So erreiche die MX eine deutlich höhere Druckstabilität, weniger Rückströmung, längere Standzeiten, einen besseren Wirkungsgrad, weniger Scherung des Produkts und ein besseres Ansaugverhalten. Auch die Leistung ist beachtlich: Die MX soll dank einer geschlossenen Kammer einen Druck von mindestens 10 bar zur Verfügung stellen, während herkömmliche Exzenterschneckenpumpen häufig nicht mehr als etwa 4 bis 6 bar erreichen.

Ergänzendes zum Thema

Im Gespräch mit Marc Geiselhart, Leiter Produktmanagement und Anwendungstechnik bei Wangen

„Modularität in der DNA“

? Seit 2019 ergänzen die MX-Exzenterschneckenpumpen von Knoll das Wangen-­Portfolio. Wie fügen sich diese Geräte in Ihren Produktkosmos ein?

Marc Geiselhart: Die MX-Exzenterschneckenpumpe mit Even-­Wall-Technologie und hygienischem Basisdesign, kombiniert mit hohen Oberflächenanforderungen, ergänzt unser Portfolio in der Lebensmittel und Pharmaindustrie bestens. Even-Wall steht für hohe Druckfestigkeit, die bei Dosier­anwendungen eine gute Dosiergenauigkeit sichert. Even-Wall steht für größere Temperaturbereiche, die mit einer Maschine abgedeckt werden können.

? Die Forderung nach modularen Baukastensystemen wird auch in der Pumpenwelt immer lauter – wie gehen Sie bei Wangen damit um?

Geiselhart: Neben hoch standardisierten Produkten, die wir in bestimmten Branchen und Anwendungen anbieten, bildet der modulare Baukasten sowohl bei den Exzenterschneckenpumpen als auch bei den Schraubenspindelpumpen die Basis, für die vielfältigen Anwendungen in den Zielmärkten Chemie, Pharmazie, Lebensmittel und Zellstoffindustrie. Modularität ist bei Wangen in der DNA von der Produktentwicklung bis hin zur Auftragsprozessgestaltung.

? Mit Vario Twin erweitern Sie die Twin-Schraubenspindelpumpe um ein variables Zusatzmodul. Was für Vorteile ergeben sich so für den Anwender?

Geiselhart: Die Vario Twin ist die hygienische Ergänzung unserer Twin-Schraubenspindelpumpe. Dieses Zusatzmodul bietet mit Rachen und Zuführschnecke eine hervorragende Kombination für die Förderung von hochviskosen, nicht fließfähigen Medien. Durch den Rachen in variabler Länge kann sie optimal auf den Einsatzbereich und die Bedürfnisse abgestimmt werden. Die „seelenlose“ Pumpenschnecke ermöglicht das Rückströmen überschüssigen Materials, sodass eine gleichmäßige Befüllung während dem Förderprozess zu jeder Zeit gewährleistet ist.

? Welche Rolle spielen in diesem Zusammenhang die häufig hohen Initialkosten?

Geiselhart: Bei der Auslegung der Maschinen auf die optimalen Lebenszykluskosten spielen die initialen Investitionen in die Pumpe oft nur eine untergeordnete Rolle: Über die gesamte Lebensdauer der Produkte rückt zunehmend eine hohe Verfügbarkeit durch lange Standzeiten der Verschleißteile in den Vordergrund – so ist mit Blick auf die Gesamtkosten nicht immer die billigste Pumpenlösung auch die günstigste.

? Mit einem Team aus Anwendungsspezialisten will Wangen die passende Pumpenlösung finden – wie profitieren Betreiber von Ihrer Expertise?

Geiselhart: Bei anspruchsvollen Medien wird bei uns ein Anwendungstechniker von Anfang an in den Projektierungsprozess involviert. Dabei betrachten wir nicht nur die optimale Ausführung der Pumpen sondern beziehen auch die Betriebsart sowie die Systemintegration in unsere Beratungsleistung mit ein. Als ein seit Jahrzehnten am Markt bekannter Problemlöser können wir dabei nun auf einen großen Fundus an Erfahrung im Handling von besonderen Medien zurückgreifen.

Challenge? Accepted!

„Wir schauen sehr zufrieden auf die Entwicklung der ersten 50 Jahre zurück. Die Pumpenfabrik Wangen hat eine kontinuierliche Entwicklung von einem Nischenanbieter im Landwirtschaftsbereich hin zu einem globalen Anbieter von Exzenterschnecken- und Schraubenspindelpumpen in vielen verschiedenen Segmenten erfolgreich durchlaufen. Unsere Ingenieurleistungen, verbunden mit dem Streben nach Qualität und einem großen Engagement in allen Abteilungen und von allen Mitarbeitern, haben das Wachstum ermöglicht und sind die Basis, um weiter auf dem Weltmarkt und in den unterschiedlichsten Segmenten erfolgreich zu sein“, so die Geschäftsführung des Unternehmens.

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