Zahnradpumpen unter Atex-Bedingungen auslegen

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Beispiel aus der Praxis

Bei dem hier vorgestellten Lösungsbeispiel wurde Naphtha bei einer Temperatur von max. 40 °C gefördert, dabei kam eine Zahnradpumpe mit Magnetkupplung mit doppeltem Spalttopf zum Einsatz. Der Prozess wurde aufgrund der Temperaturdifferenz von 160 K (Betriebstemperatur von 40°C und der Zündtemperatur von 200°C) als nicht kritisch erachtet, wobei der Einsatz einer Magnetkupplung mit einfachem Spalttopf vollkommen ausgereicht hätte.

Bei der Auslegung unter Atex-Bedingungen muss bei einer Pumpengruppe, bestehend aus Zahnradpumpe, Magnetkupplung und Motor, streng darauf geachtet werden, dass alle eingesetzten Komponenten für die entsprechenden Temperaturklassen geeignet sind. Denn für die Zahnradpumpe ist das ausschlaggebende Kriterium die Mediumstemperatur.

Gemäss Atex-Richtlinie muss die Pumpengruppe entsprechend hier im Beispiel der Temperaturklasse (T3 (>200 °C)) betrieben werden. Für die vorliegende Zone 2 gilt, dass die Explosionsgefahr innerhalb des Prozesses auf „unwahrscheinlich bis selten“ klassifiziert werden kann, daher kann die komplette Pumpengruppe für die Gerätekategorie 3G eingeteilt werden. Obwohl der Prozess hinsichtlich Explosionsgefahr als unkritisch eingestuft werden konnte, wünschte der Kunde trotzdem aus Sicherheitsgründen eine Magnetkupplung mit doppeltem Spalttopf mit Überwachung des zwischen einzelnen Spalttöpfen befindlichen Volumens.

Ein Membran-Sensor mit Auswerteeinheit ist eine Lösung, die aufgezeigt werden kann. Mit dieser Lösung kann sowohl eine Beschädigung des äusseren als auch des inneren Spalttopfes lokalisiert werden. Die am Spalttopfflansch befindliche Auswerteeinheit, die im Wesentlichen aus einer druckbelasteten Membran besteht, betätigt einen Schalter.

Bei der Pumpenmontage wird der Zwischenraum (Luft) der beiden Spalttöpfe evakuiert und ein Vakuum erzeugt, wobei sich die Membran und der Schalter sich in Null-Stellung befinden.

Wird der Spalttopf von aussen beschädigt, steht Umgebungsdruck an der Membran an, die dadurch in die Mittellage ausgelenkt wird und über den Schalter die Information „Leckage von aussen“ anzeigt. Bei einer Beschädigung des inneren Spalttopfes steht der Pumpendruck an der Membran an und die Membran wird weiter ausgelenkt und der Schalter gibt die Information „Leckage von innen“ weiter.

Wesentlicher Sicherheitsaspekt dieser Lösung ist, dass selbst nach Beschädigung eines der beiden Spalttöpfe die Abdichtung nach wie vor gegeben ist, da beide Spalttöpfe so ausgelegt sind, dass sie dem Auslegedruck jeweils alleine standhalten können. Des Weiteren findet noch eine Temperaturüberwachung des Spalttopfes mittels Temperatursensors statt, um eine Überhitzung rechtzeitig festzustellen.

Dieses Beispiel zeigt eine Lösung von vielen auf, wie Zahnradpumpen unter Atex-Bedingungen betrieben werden können.

Maag Pump Systems erstellt für jede Pumpe und Pumpengruppe eine individuelle Atex-Risiko-Analyse und bestätigt die Konformität auftragsspezifisch entsprechend der von Betreiber zur Verfügung gestellten Betriebsdaten.

* Der Autor ist Product Manager Industrial bei Maag Pump Systems AG.

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