Exzenterschneckenpumpen und Drehkolbenpumpen Nachhaltig pumpen – neue Konstruktionsansätze verbinden Ressourceneffizienz und Servicefreundlichkeit

Autor / Redakteur: Hisham Kamal / Dr. Jörg Kempf

Ganzheitliche Technologien, die Umwelt und Rohstoffe schonen und dennoch wirtschaftlich arbeiten, sind das Ziel von Netzsch Pumpen & Systeme. Bei seinen Exzenterschnecken- und Drehkolbensystemen hat der Pumpenspezialist mit gängigen Mustern gebrochen. Das Ergebnis waren deutliche Verbesserungen hinsichtlich Energieeffizienz, Materialeinsatz und Wartbarkeit.

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Bei seinen Exzenterschneckenpumpen und Drehkolbenpumpen setzt Netzsch voll und ganz auf Energieeinsparung.
Bei seinen Exzenterschneckenpumpen und Drehkolbenpumpen setzt Netzsch voll und ganz auf Energieeinsparung.
(Bild: Netzsch)

Die Anforderungen, die Netzsch an sich stellt, sind groß: Eine hohe Anlagenverfügbarkeit, Wirtschaftlichkeit und die stetige Prozessoptimierung zählen ebenso dazu, wie ein verantwortungsvoller Umgang mit Werkstoffen und Energieressourcen. Ein Beispiel dafür ist die Neugestaltung der Drehkolbenpumpe: Die so genannte Tornado T2 wurde, vom Wirkprinzip ausgehend, völlig neu konstruiert.

Materialumkehr bringt Vorteile

Einer der größten Unterschiede zu bisherigen Pumpen dieses Typs ist die Umkehr der Werkstoffe im Förderraum. Bei herkömmlichen Drehkolbenpumpen liefen hier zwei, teils komplex gewendelte Elastomer-Kolben innerhalb eines Stahlgehäuses. Nachteilig dabei sind zum einen die hohen dynamischen Kräfte, die mit jeder Drehung auf das Gummi einwirken und die Materialalterung stark beschleunigen. Zum anderen berühren sich die rotierenden Flügel immer wieder und reiben sich dadurch ab.

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Um dies zu verhindern, werden bei der neuen Pumpengeneration die Drehkolben aus wesentlich abriebfesterem Stahl oder Edelstahl gefertigt, weshalb sie den ständigen Bewegungskräften länger unbeschadet standhalten. Auf ihre Flanken ist lediglich ein genau abgemessener Elastomer-Einleger aufvulkanisiert, der dafür sorgt, dass zu jedem Zeitpunkt der Rotation nur ein materialschonender Hart-Weich-Kontakt zwischen den Kolben besteht.

Vor allem aber senkt die neue Materialkonfiguration den Energieverbrauch. Zum einen werden durch die ausschließliche Berührung von Elastomer und Stahl die Reibung und damit der Kraftverlust reduziert. Zum anderen reagiert der dünne Elastomer-Einleger deutlich weniger auf Temperaturschwankungen als die sonst verbauten, dicken Elastomerkolben. Veränderungen der Abmessungen fallen daher wesentlich kleiner aus und lassen sich besser beherrschen, was es erlaubt, die verschiedenen Komponenten mit engeren Toleranzen zu fertigen. Die daraus resultierenden, sehr geringen Spaltmaße erhöhen die Leistung und den Wirkungsgrad der Anlage. Insgesamt sparen diese baulichen Veränderungen rund zehn Prozent Energie im Vergleich zum bisherigen State of the Art.

Alternative zum Verbundmaterial

Ein anderes Anliegen ist das Recycling der in Maschinen verbauten Materialien. Hierzu wurde speziell für den Bereich der Exzenterschneckenpumpen eine neue Stator-Technologie entwickelt, die durch Energie- und Materialeinsparung die knapper werdenden Ressourcen schont und deren Bauteile sich zugleich teilweise wiederverwenden lassen. Anstatt wie üblich das Elastomer des Stators in ein Aluminium- oder Stahlgehäuse zu vulkanisieren, wodurch beim Austausch das gesamte Bauteil entsorgt werden muss, ist beim Atex-zertifizierten iFD-Stator 2.0 das separat gefertigte Elastomerteil nicht stofflich mit dem Gehäuse verbunden und wird allein durch die polygone Form und die axiale Verspannung in seiner Position fixiert. Sollte das Elastomer beispielsweise aufgrund von Abnutzung ausgewechselt werden müssen, lässt sich der iFD-Mantel weiternutzen. Die komplizierte und teure Entsorgung eines Gummi-Metall-Verbundwerkstoffs entfällt. Dies spart nicht nur Geld- und Ressourcen, sondern schont auch die Umwelt.

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