Exzenterschneckenpumpen Spezielle Bauform ermöglicht Wartung von Exzenterschneckenpumpen mit minimalem Aufwand

Pumpsysteme stellen in vielen Anwendungen einen zwar unscheinbaren, aber essentiellen Prozessbestandteil dar. Spätestens, wenn eine dringende Wartung ansteht, die Pumpe aus der Leitung ausgebaut und die Anlage gestoppt werden muss, bekommt dies jeder Betreiber schmerzlich zu spüren. Doch es geht auch anders.

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JESSBERGER GmbH

Jung Process Systems GmbH

CP Pumpen AG

NETZSCH Pumpen & Systeme GmbH

Herzstück der Exzenterschneckentechnologie ist die präzise Geometriepaarung eines feststehenden Stators mit einem sich darin oszillierend drehenden Rotor. Durch die exakte Abstimmung beider Komponenten ergeben sich bei der Rotation Förderkammern, in denen das Medium schonend und pulsationsarm von der Saug- zur Druckseite bewegt wird. Viskosität und Konsistenz des Stoffes sind dabei für die Pumpenleistung unerheblich. Zudem gewährleistet die dichtende Linie zwischen Rotor und Stator, die sich über deren ganze Länge zieht, dass die Kammern in sich abgeschlossen sind. Auf diese Weise werden nicht nur Druckschwankungen vermieden, gleichzeitig wird auch eine hohe Dosiergenauigkeit von unter drei Prozent erreicht. Die transportierte Menge an Fördergut lässt sich dadurch in Abhängigkeit von der Drehzahl stufenlos regulieren, je nach Situation kann sogar direkt aus der Pumpe dosiert werden.

Diese Leistungen der Exzenterschneckenpumpe hatten bisher allerdings einen gewissen Preis: Die Wartung der Förderelemente war mit einem hohen Aufwand verbunden. So musste zur Entnahme des Rotors und Stators die gesamte Pumpe aus der Leitung ausgebaut werden. Um die Förderelement wechseln zu können, musste der Endstutzen abgebaut, der Stator vom Rotor abgezogen und der Antriebsstrang demontiert werden. Bei der Positionierung der Pumpe musste deshalb an die Ausbaulänge gedacht und genug Raum nach vorne freigehalten werden. Aufgrund dessen war jeder größere Eingriff in die Pumpe mit längerem Stillstand, Produktionsausfall und Personalaufwand verbunden.

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Um hier eine wesentlich bequemere und effektivere Lösung zu schaffen, orientierten sich die Ingenieure von Netzsch Pumpen & Systeme am Beispiel der T2-Drehkolbenpumpe. Bei dieser können mit wenigen Handgriffen die gesamte Front abgenommen, die Spann-Fixierung der Kolben gelöst und so der ganze Innenraum bis zu den Flanschanschlüssen freigelegt werden. Die Pumpe muss nicht aus der Rohrleitung ausgebaut werden, alle Arbeiten können direkt vor Ort stattfinden. Der Pumpenexperte spricht daher vom „Full Service in Place“ (FSIP)-Konzept, das die Dauer von Wartungsmaßnahmen deutlich verkürzt und Ressourcen sowie Kosten reduziert. Dank dieser Eigenschaften werden solche Pumpen inzwischen vor allem für verschleißintensive Medien oder schwierige Bedingungen bevorzugt eingesetzt, da sie die unvermeidlichen Arbeiten am Gerät stark vereinfachen.

Rotorwartung der nächsten Generation

Exzenterschneckenpumpen verfügen jedoch über keine vergleichbare Front, die einfach entfernt werden kann. Um das FSIP-Prinzip auch bei diesem Pumpentyp umsetzen zu können, wurde daher stattdessen ein spezieller Inspektionsdeckel entwickelt und in die Konstruktion implementiert. Der Deckel wird von fünf Schrauben gehalten, die sich ganz ohne Spezialwerkzeug in kürzester Zeit lösen lassen. Dennoch wurde bei der Gestaltung darauf geachtet, dass er sowohl bei hohen Drücken wie auch bei einer vertikalen Aufstellung der Pumpe zuverlässig schließt.

Die Wartungsöffnung liegt dort, wo der Stator an das Pumpengehäuse anschließt. Durch das Abnehmen des Deckels erhält man so Zugriff auf eine Schalenkupplung, die das Gelenk am Rotor mit der Kuppelstange verbindet. Hier reicht es, eine Schraube zu lösen, um das Rotor-Stator-Element von der Kuppelstange zu trennen. Anschließend lässt sich die rotierende Einheit einfach herausheben, und der Pumpeninnenraum ist von Flansch zu Flansch frei zugänglich.

Da sämtliche Teile seitlich entnommen werden, statt am Ende der Pumpe, wird für den Ausbau kaum Platz benötigt. Die früher obligatorische Ausbaulänge entfällt, wodurch sich der erforderliche Einbauraum stark verkürzt – ein wichtiger Faktor für die meist recht langen Exzenterschneckenpumpen.

Austausch von Teilen in der Hälfte der Zeit

Neben der bequemen Demontage wurde bei der Überarbeitung der Konstruktion auch auf eine möglichst einfache Handhabung beim Einbau neuer Komponenten bzw. beim Wiedereinsetzen der inspizierten Teile geachtet. Üblicherweise ist hierfür einiges an Geschick, Kraft und Zeit erforderlich. Mitunter werden sogar Hilfsmittel wie Stützen gebraucht.

Die FSIP-Pumpe ist dagegen so konzipiert, dass das Pumpengehäuse selbst als Stütze sowie Orientierungsmaßstab fungiert. Die spezielle Gestaltung gewährleistet dadurch, dass jedes Bauteil an den vorgesehenen Platz gelangt. Die Positionierung erfolgt gewissermaßen automatisch, weshalb der Monteur oder Betreiber nichts nachjustieren muss. Insgesamt gesehen lässt sich somit der Wechsel aller Verschleißteile in weniger als der Hälfte der bisherigen Zeit erledigen.

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Die eigentliche Fördergeometrie wird für die FSIP-Exzenterschneckenpumpen nicht verändert. Somit bleibt trotz einfacherer Wartung die gewohnte Leistung erhalten, und der Betreiber hat den Vorteil, dass er herkömmliche Nemo-Exzenterschneckenpumpen einfach auf die moderne Version der FSIP-Pumpe umrüsten kann.

Langlebiger und sparsamer dank flexbilem Stator

Besonders einfach und ressourcensparend funktioniert die neue Pumpenform in Kombination mit einer anderen Innovation von Netzsch, dem iFD-Stator 2.0. Dabei handelt es sich um 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. Das erleichtert die Wartung zusätzlich und erlaubt es im Bedarfsfall – wenn das Gummi abgenutzt ist – den Stator separat zu entsorgen. Bei herkömmlichen Exzenterschneckenpumpen muss das Gehäuse mit weggeworfen werden, da es sich nicht mehr vom Elastomer trennen lässt, was unnötige Kosten verursacht. Mit dem iFD-Stator kann die Hülle dagegen mit einem neuen Stator weiter verwendet werden, der Austausch dauert nur wenige Minuten.

Darüber hinaus erhöht diese Lösung auch die Wirtschaftlichkeit: Indem sich der Stator ein Stück weit mit der Rotation mitbewegt, läuft die gesamte Pumpe sanfter und bei geringerem Losbrechmoment an. Außerdem findet weniger Walkarbeit zwischen den Komponenten statt, was die Drehmomente im laufenden Betrieb verringert. Auf diese Weise werden während des gesamten Förderprozesses rund 25 Prozent weniger Energie verbraucht, und die Antriebe der Pumpen können entsprechend kleiner dimensioniert werden. Zudem halten die Statoren dank der geringeren Belastung etwa doppelt so lang – in Verbindung mit der einfachen Wartung durch das FSIP-Konzept reduzieren sich die unvermeidlichen Stillstandzeiten so auf ein Minimum.

Die FSIP-Exzenterschneckenpumpen werden ab sofort parallel zu den gewohnten Nemo-Pumpen angeboten. Auch bereits installierte Pumpen ab Baugröße NM045 lassen sich problemlos nachrüsten. Dazu müssen nur der Antriebsstrang und das dazugehörige Gehäuse ausgetauscht werden.

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