Hermetisch dichte Peripheralpumpe Hermetisch dichte Peripheralpumpe meistert kritische Förderaufgaben in der Wachs-Produktion

Redakteur: Dr. Jörg Kempf

Bei Clariant Produkte (Deutschland) sind in der Montanwachs-Produktion hermetisch dichte Peripheralpumpen der Baureihe MPB von Richter Chemie-Technik installiert. Prozesstechnisch und auch aus Umweltschutzgründen sind sie für die speziellen Anforderungen dieser Produktion deutlich besser geeignet als andere Zentrifugalpumpen.

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Die aufgeschnittene MPB-Pumpe lässt einen Blick auf das schmale Laufrad zu. (Bild: Richter Chemie-Technik)
Die aufgeschnittene MPB-Pumpe lässt einen Blick auf das schmale Laufrad zu. (Bild: Richter Chemie-Technik)

Am Standort Gersthofen produziert und verarbeitet Clariant u.a. synthetische und natürliche Wachse. Synthetische Wachse werden bevorzugt in Druckfarben, Lacksystemen, Textilien oder zur Beschichtung von Zitrusfrüchten eingesetzt. Natürliche Montanwachse kommen hauptsächlich im Pflegemittelbereich (z.B. Schuhcremes oder Autopolituren) oder bei der Verarbeitung von Kunststoffen zum Einsatz.

Montanwachs wird aus bitumenhaltiger Braunkohle gewonnen und über mehrere Verfahrensstufen zum Endprodukt verarbeitet. „Wir haben hier Einsatzbedingungen, unter denen andere Pumpenbauarten sehr schnell versagen“, erläutert Dipl.-Ing. Franz Kovanetz, Betriebsingenieur des Gersthofener Montanwachsbetriebes den Grund, warum in diesem Prozess Peripheralpumpen der Baureihe MPB von Richter Chemie-Technik zum Einsatz kommen.

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In der Verfahrensstufe der Oxidation müssen Pumpen zum einen das Oxidationsmittel selbst, zum anderen das noch mit Oxidationsmittel verunreinigte Oxidat fördern. In diesem Prozessschritt fordert der Gesetzgeber den Einsatz von hermetisch dichten Pumpen. Kovanetz: „In der Vergangenheit haben alle konventionellen Magnetkupplungs-Pumpen in diesem Einsatzfall Probleme bereitet. Das heißt: Kurze Lebensdauer durch Ablagerungen und Schäden durch Kavitation.“

Hinzu kommt die Forderung, an jeder Stelle der Pumpe ein bestimmtes Temperaturniveau einzuhalten – es geht schließlich um das Fördern einer Wachsschmelze. Die Pumpe muss beheizbar sein; zudem schwanken die Fördervolumina in relativ weiten Bereichen – zwischen 300 und 2000 l/h. Kovanetz weiter: „Bei einem Druck von über 4 bar muss die Pumpe das schäumende, korrosive Medium problemlos fördern können. Kreiselpumpen scheitern häufig an dieser Aufgabe, im Falle einer Schaumbildung des Mediums kavitieren herkömmliche Kreiselpumpen, es kommt zu schädlichen Schwingungen.“

Anspruchsvolle Anforderungen

Das zeigt: Das Spektrum der Anforderungen an die hier arbeitenden Pumpen ist äußerst anspruchsvoll. Kovanetz erinnert sich nur ungern an die Vergangenheit: „Es gab lange Zeit keinen einzigen Pumpenhersteller, der eine korrosionsfeste Kreiselpumpe mit diesem breiten Förderbereich anbieten konnte. Die 2000 l/h waren nicht das Problem, eher die kleine Fördermenge von 300 l/h. Auch beim geforderten Druck von über 4 bar winkte mancher Hersteller ab. Die vor 20 Jahren verfügbaren Kreiselpumpen mit Gleitringdichtungen hatten eine Standzeit zwischen einem Tag und zwei Wochen – ein Paradies für jeden Pumpenhersteller!“

Mithilfe einer speziell installierten Gleitringdichtung erreichte Kovanetz mit seinem Team schließlich eine Standzeit von rund zwei Jahren. Als ernsthaftes Problem erwies sich natürlich die Forderung des Gesetzgebers hinsichtlich der Leckagefreiheit. Zu dieser Zeit erprobte man auch die Standard-Prozesspumpen der Baureihe MNK von Richter Chemie-Technik. Aber selbst diese sehr robusten Pumpen zeigten für diese Anwendung aufgrund der extremen Kavitation keine befriedigende Standzeit.

Den Durchbruch brachte erst der Einsatz von Richter Peripheralpumpen in optimaler Chemie-Ausführung, da diese dichtungslos und praktisch wartungsfrei sind. Variierende Volumina lassen sich durch Frequenzsteuerung effizient realisieren.

Reduzierte Lebenszykluskosten

Welche konkreten Vorteile hat Clariant durch den Einsatz dieser Peripheralpumpen? Franz Kovanetz: „Da ist zum einen die deutlich längere Standzeit, auch der Wartungsaufwand ist erheblich geringer.“ Er geht bei der erwarteten Standzeit von vier Jahren von einem Kostenvorteil von mehreren Tausend Euro je Pumpe aus. Sehr wichtig ist ihm, dass der Betrieb mit weniger Störungen kämpfen muss. „Wir können somit Mitarbeiter produktiver einsetzen als zur Kontrolle und Reparatur von Pumpen.“

Was den Betriebsingenieur besonders freut ist, dass der Prozess nicht mehr so häufig unterbrochen wird: „Jede Unterbrechung eines kontinuierlichen Prozesses bedeutet stets eine Beeinflussung der Produktqualität. Nur wenn eine Konti-Anlage konstant gefahren wird, bleibt die Produktqualität ohne Schwankungen auf einem hohen Level.“ Alle Pumpen sind im Übrigen in das Prozessleitsystem eingebunden – es gibt z.B. auch eine automatische Routine für das Reinigen der Pumpe.

Hohe Standzeiten dank konstruktiv eleganter Lösung

Wie erreicht man mit der Peripheralpumpe MPB diese hohe Standzeit bei geringem Wartungsaufwand? Hauptsächlich durch eine konstruktiv elegante Lösung der Laufrad-Abdichtung:

  • Die im Laufrad integrierten Dichtlippen (patentiert) bewirken die für einen hohen Wirkungsgrad entscheidende Abdichtung zwischen Laufrad und Gehäusewand des Siliziumcarbid-Ringkanals. Die Gleitflächen des Ringkanals sind hochglanzpoliert – das sichert ein reibungs- und absolut verschleißarmes Gleiten der Laufrad-Dichtlippen.
  • Ein weiterer, entscheidender Vorteil ist die einfache und schnelle Montage: Die federnden Dichtlippen machen eine auf Zehntelmillimeter genaue Laufrad-Ringkanal-Justage entbehrlich. Derart enge, hydraulisch aber wichtige Spalte führen bei herkömmlichen Peripheralpumpen häufig zum vorzeitigen Verschleiß – insbesondere bei Temperaturänderungen – und erfordern für deren präzise Montage und Wartung einen hohen Zeitaufwand. Die Dichtlippen des Richter MPB-Laufrades jedoch kompensieren die Maßänderungen bei Temperatureinwirkung.

Das ist für Clariant besonders wichtig: Sowohl das Oxidationsmittel als auch das noch säurehaltige Oxidat weisen Temperaturen von deutlich über 100 °C auf. „Die Richter-Peripheralpumpe ist sehr gut temperaturbeständig, auch kleinere Temperaturschocks akzeptiert die Pumpe problemlos“, so die Erfahrung von Franz Kovanetz.

Fazit

Beim Fördern von stark oxidierenden Substanzen und anderen korrosiven Medien sind Richter Peripheralpumpen bei Clariant heute Standard. Aufgrund besonderer technischer Details bewähren sich diese Pumpen und weisen die längste Standzeit auf: Eine 2004 zu Testzwecken installierte MPB läuft auch im Jahr 2011 noch problemlos.

* Der Autor ist Verkaufsleiter Bayern, Richter Chemie-Technik GmbH, Kempen.

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