Kreiselpumpen Magnetgekuppelte Kreiselpumpen mit Spalttopf aus Borosilikat

Autor / Redakteur: Jürgen Echterhage / Dr. Jörg Kempf

Wichtigstes Thema bei der Entwicklung magnetgekuppelter Pumpen ist die Verbesserung der Energieeffizienz. Neue Materialien für die Spalttöpfe reduzieren die Wirbelstromverluste erheblich, wie eine innovative magnetgekuppelte Kreiselpumpe mit Borosilikat-Spalttopf zeigt.

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Die Anschlussmaße des Borosilikat-Spalttopfs sind identisch zu herkömmlichen Spalttöpfen, sodass diese selbst an bestehenden Maschinen und Systemen einfach ausgetauscht werden können.
Die Anschlussmaße des Borosilikat-Spalttopfs sind identisch zu herkömmlichen Spalttöpfen, sodass diese selbst an bestehenden Maschinen und Systemen einfach ausgetauscht werden können.
(Bild: Beinlich)

In vielen Produktionsprozessen kommen Medien zum Einsatz, die hochgiftig oder aggressiv sind. Pumpen müssen diese Stoffe fördern oder umwälzen, wodurch sie häufig extrem belastet werden. Zurzeit werden noch immer Kreiselpumpen mit Gleitringdichtungen verwendet, die dieser Belastung häufig nicht lange standhalten können. Durch das Fördern des Mediums entsteht Reibung an den Dichtungen, was zwangsläufig zu Leckagen und möglicher Korrosion führt.

Die Folgen sind nicht selten Probleme an der Maschine, was als Konsequenz meist einen Produktionsstillstand hervorruft. Zudem kann durch auslaufende bedenkliche Substanzen eine Gefahr für den Menschen ausgehen. Dies führt wiederum zu höheren Produktions- und Umweltschutzkosten, die den oft niedrigen Einkaufspreis der Pumpe um ein Vielfaches erhöhen. Zudem sind die finanziellen Folgen im Hinblick auf teure Reparaturen und Langzeitausgaben für die Wartung erheblich.

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Dauermagnetgekuppelte Pumpen umgehen diese Probleme. Sie sind für das betriebssichere Fördern von gefährlichen Medien geeignet, da die medienberührten Pumpenkomponenten hermetisch abgedichtet sind. Die Funktionsweise ist ähnlich der einer Pumpe mit Gleitringdichtung, mit dem Unterschied, dass die Magnetkupplung die Dichtung darstellt, sodass die Pumpe leckagefrei arbeitet. Die Magnetkupplung einer einstufigen, nicht selbst-ansaugenden Kreiselpumpe besteht im Wesentlichen aus einem Außenrotor, der mit der Antriebswelle verbunden ist, einem Innenrotor und einem Spalttopf.

Sowohl der Außen- als auch der Innenrotor der Kupplung sind mit Permanentmagneten bestückt. Bis auf den Spalttopf wird für die Komponenten, die mit dem Medium in Kontakt kommen, bevorzugt Edelstahl verwendet, was eine lange Haltbarkeit ermöglicht. Der Spalttopf zwischen den Rotoren dichtet die Pumpe hermetisch ab. Hierbei ist zu beachten, dass der Spalttopf aus einem nicht-magnetisierbaren Material gefertigt sein und einen hohen elektrischen Widerstand besitzen sollte, um Wirbelströme, verursacht durch die rotierenden magnetischen Felder, zu vermeiden.

Dies reduziert die Wärmeerzeugung innerhalb der Pumpe, sodass keine zusätzlichen Kühlaggregate benötigt werden, und erhöht den Wirkungsgrad. In den meisten Kupplungen wird für den Spalttopfmantel deshalb das nickelbasierte Material Hastelloy verwendet. Hastelloy ist durch seine hohe Beständigkeit in aggressiven Medien, gegen Korrosion, Spaltkorrosion und Spannungsrisskorrosion sowie einen hohen elektrischen Widerstand gekennzeichnet. Dadurch entstehen nur wenige Wirbelstromverluste.

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