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Wenn es zäh wird...

| Autor/ Redakteur: Redaktion PROCESS / Redaktion PROCESS

Ist das Medium nicht sehr viskos und bleibt der Feststoffgehalt in Grenzen, dann bietet sich zum Fördern aus Kostengründen zunächst eine Kreisel-pumpe an. Das ändert sich allerdings mit zunehmender Zähigkeit und höheren Feststoffanteilen – dann schlägt die Stunde der Verdrängerpumpen. Ein PROCESS-Seminar im November letzten Jahres nahm sich des Themas an.

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( Archiv: Vogel Business Media )

Ist das Medium nicht sehr viskos und bleibt der Feststoffgehalt in Grenzen, dann bietet sich zum Fördern aus Kostengründen zunächst eine Kreisel-pumpe an. Das ändert sich allerdings mit zunehmender Zähigkeit und höheren Feststoffanteilen – dann schlägt die Stunde der Verdrängerpumpen. Ein PROCESS-Seminar im November letzten Jahres nahm sich des Themas an.

Die Gelegenheit wäre eigentlich günstig gewesen. Man hätte am Tagungsort des PROCESS-Pumpenseminars, der Festung Marienberg in Würzburg, die alte Streitfrage direkt vor Ort beantworten können: Ob das Glas alter Kirchenfenster tatsächlich unten dicker ist als oben, sich das amorphe Material tatsächlich unter dem Einfluss der Schwerkraft ganz langsam nach unten absetzt. Auch diese Frage hätte in gewisser Weise zum Thema gepasst. Doch auch wenn dieser Praxis-Teil ausfiel: Das Seminar „Viskose Medien und der Einfluss von Feststoffen“ orientierte sich einmal mehr explizit an den Interessen des Anwenders (weshalb auch wieder erfreulich viele Betreiber teilnahmen).

Im Mittelpunkt stand nicht die Frage, „Was kann ich mit einer bestimmten Pumpe fördern?“, sondern: „Mit welchem Pumpentyp kann ich meine Förderaufgabe lösen?“ Das macht einen bedeutenden Unterschied aus: Die erste Frage beantwortet jeder Hersteller gern. Der zweite Ansatz hingegen erfordert ein breites Know-how über die gesamte Pumpentechnik hinweg.

Daran war bei den Referenten kein Mangel. Zum einen waren die Firmenvertreter angehalten, stets auch über die Einsatzgrenzen ihrer Pumpen zu referieren. Zum anderen waren mit Dr. Friedrich W. Hennecke (ehemals Leiter des BASF-Pumpenzentrums) und Prof. Dr. Helmut Jaberg von der Universität Graz (zuvor in leitender Stellung bei KSB) zwei ausgewiesene Praktiker zugange, die ein waches Ohr für objektive Aussagen hatten.

Intensiv beschäftigten sich die Referenten damit, wie man mit der Frage der Viskosität in der Praxis am besten umgeht. Zunächst einmal ist Viskosität (auch Zähigkeit genannt) ja eine Stoffeigenschaft. Sie ist das Maß für die innere Reibung in einem Fluid. Je höher die Viskosität, um so dickflüssiger (zähflüssiger) ist die Substanz.

Das klingt einfacher, als es dann tatsächlich ist. Denn ein häufiges Problem in der Praxis ist die Beantwortung der Frage: Welche Viskosität ist eigentlich gemeint - die dynamische oder die kinematische? Und: Ist diese geschätzt oder gemessen (wenn letzteres: mit welcher Meßmethode)? Fakt ist, dass Betreiber und Pumpenhersteller auch diesbezüglich zuweilen kräftig aneinander vorbeireden. Was Hennecke zu der Anmerkung trieb, dass der Lieferant nicht alles glauben dürfe, was der Kunde ihm sagt. Er müsse immer die Angaben des Betreibers auf Plausibilität hinterfragen.

Zunächst gelte es, so Hennecke, das Fließverhalten festzustellen. Dabei unterscheidet man grundsätzlich newtonsche und nicht-newtonsche Flüssigkeiten. Bei newtonschen Flüssigkeiten gibt es zwischen der Schubspannung, der Viskosität und dem Schergeschwindigkeitsgefälle lineare Beziehungen - bei den anderen nicht. Bei Strukturviskosität und Dilatanz ist die Viskosität keine Konstante, sondern ändert sich mit dem Schergeschwindigkeitsgefälle. Bei Thixotropie und Rheopexie zeigen sich zeitabhängige Strukturveränderungen, je nach Zeitdauer nach der letzten Fließbewegung. Manchmal muss erst eine gewisse Mindestschubspannung vorhanden sein, um ein Fließen zu erreichen (plastisches Fließen).

Was in die Pumpe reingeht, wird gefördert

Weil die Hersteller mittlerweile fast alle das Thema Life-cycle-Kosten mehr oder weniger hoch halten, steuerte Prof. Jaberg diese Erfahrung bei: Eine LCC-Betrachtung lohne im Grunde nur beim Vergleich unterschiedlicher Pumpenkonzepte - da fänden sich wirklich oft signifikante Unterschiede. Beim Vergleich von Pumpen gleicher Bauart, nur unterschiedlicher Hersteller, könne man hingegen die Unterschiede fast immer vergessen. Folgende Pumpen-Bauarten standen beim Seminar zur Diskussion:

  • Exzenterschneckenpumpen (vertreten durch Netzsch),
  • Schlauchpumpen (Ponndorf),
  • Schraubenspindel- (Allweiler), Drehkolben- (Vogelsang) und Zahnradpumpen (Witte Pumps),
  • Kolbenmembran- (Lewa) und Schlauchmembran-Kolbenpumpen (Feluwa),
  • Kreiselpumpen mit unterschiedlichen Laufradformen (Prof. Jaberg).

Doch es ging nicht nur um Pumpen: Abgerundet wurde das Programm durch zwei Beiträge, die sich mit Dichtungen für schwierige Einsatzfälle (Flowserve) bzw. mit dem Messen von Viskositäten (Endress+Hauser) befassten.

Welche spezifischen Vor- und Nachteile die genannten Bauarten aufweisen, das wurde in PROCESS 10-2004 (S. 62/63) und PROCESS 12-2004 (S. 48/49) bereits referiert; dazu gibt es keine grundlegend neuen Erkenntnisse. Eine generelle Einschätzung, die von mehreren Referenten zu hören war: Hochviskose Medien sind meist weniger ein Problem für die Pumpe selbst: „Was in die Pumpe reingeht, das wird auch weggefördert!“

Problematisch sei in der Praxis eher, das Produkt überhaupt ansaugen zu können, sprich das Medium in das Aggregat einzuführen. Einige Hersteller raten deshalb, bei besonders kritischen Situationen die Pumpe direkt unter dem Produktbehälter zu positionieren, andere behelfen sich mit mechanischen Zuführschnecken u.ä. Allgemein war immer wieder der Rat zu hören: Pumpe ran an den Behälter und möglichst kurze Zufuhrleitungen wählen: „Es liegt meist an der Anlage, nicht an der Pumpe!“

Ein weiterer, allgemein gültiger Rat, der so manches Problem mit Kreiselpumpen vermeiden hilft: „Die Pumpe sollte nicht nur unter energetischen Gesichtspunkten im oder nahe am Betriebspunkt arbeiten. Auch unter mechanischen Aspekten ist das von Bedeutung, denn weitab vom Betriebspunkt treten plötzlich Radialkräfte an den Lagern und Gleitringdichtungen auf und belasten diese!“ Auch kommt es verstärkt zu Kavitationserscheinungen. Deshalb die immer wieder gern vorgetragene Forderung von Jaberg: „Keine Sicherheitszuschläge bei der Auslegung einer Pumpe!“

Schließlich galt auch für dieses PROCESS-Seminar:

Die gemeinsame Schlussrunde unter dem Motto „Wettkampf der Systeme“ war ein Highlight. Diesmal hatten acht der Teilnehmer schon vorab eine bestimmte Problemstellung (zum Teil sehr ausführlich) beschrieben und um Rat nachgefragt. Es war wie immer eindrucksvoll, wie die befragte Expertenrunde sich nach und nach einer (der?) Lösung näherte. Diese Objektivität würde sich wohl so mancher Betreiber auch im täglichen Geschäft wünschen!Fazit: Es waren jedenfalls absolut keine „zähen Tage“, wie PROCESS-Redakteur Dr. Jörg Kempf bei der Verabschiedung der Teilnehmer augenzwinkernd sagte. Um im Bild zu bleiben: Die Informationen kamen reibungsfrei an und wurden (weitestgehend) kavitationsfrei von den Teilnehmern aufgenommen. Der Wirkungsgrad wurde allgemein als hoch bewertet. (Pumpen-)Herz, was willst du mehr? Auch wenn die Frage mit den Kirchenfenstern unbeantwortet blieb

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