Langlebige Doppelspindelpumpen für die Handhabung viskoser und chemisch aggressiver Fluide

Chemische Verarbeitungssysteme müssen häufig Fluide fördern, die sich nur schwierig konsistent pumpen lassen. Hohe Viskosität, geringe Schmierfähigkeit, korrosive Eigenschaften, suspendierte Verunreinigungen, Temperaturänderungen und Druckschwankungen können alle zusätzliche Anforderungen an die Fluidhandhabungsausrüstung stellen. In diesen Anwendungen reicht die Auswahl einer Pumpe allein auf Basis des Nennförderstroms selten aus.

Eine Zweischraubenpumpe bietet ein Verdrängerförderprinzip, das viele dieser Anforderungen innerhalb eines ordnungsgemäß ausgelegten chemischen Verarbeitungssystems erfüllen kann. Die berührungsfreie Schraubenanordnung ermöglicht es der Pumpe, ausgewählte Fluide mit eingeschränkter Schmierfähigkeit oder korrosiven Eigenschaften zu handhaben, während Drehzahlvariabilität und Reversibilität Flexibilität für verschiedene Produktionsstufen bieten.

Für chemische Lösungen und vollständige Anlagensysteme sollte die Pumpe zusammen mit Lagertanks, Mischbehältern, Rohrleitungen, Ventilen, Heiz- oder Kühlgeräten, Filtration und anderen Prozesseinheiten betrachtet werden. Ziel ist es, ein Fördersystem zu schaffen, das stabil bleibt, wenn sich Produkteigenschaften und Betriebsbedingungen ändern.

Warum Chemiefluide einen anderen Pumpenansatz erfordern

Chemiefluide können sich ganz anders verhalten als herkömmliche niedrigviskose Flüssigkeiten. Einige bleiben relativ frei fließend, während andere hochviskos oder schwer zu bewegen werden, wenn sich Konzentration, Temperatur oder Formulierung ändern.

Einige Prozessmedien können auch schlechte Schmiereigenschaften aufweisen. Bei einer herkömmlichen Pumpenkonstruktion kann eine unzureichende Schmierung zwischen beweglichen Komponenten den Verschleiß erhöhen oder den Bereich geeigneter Anwendungen einschränken.

Die SLGP-Zweischraubenpumpe begegnet dieser Herausforderung durch zwei Schrauben, die ohne direkten Kontakt miteinander oder mit dem Pumpengehäuse rotieren. Das Produkt wird durch kontinuierlich gebildete Hohlräume transportiert, während die Schrauben rotieren, wodurch eine verdrängende Förderwirkung entsteht.

Diese Konstruktion kann auf ausgewählte chemisch aggressive oder schlecht schmierende Fluide angewendet werden, wenn die benetzten Werkstoffe, Dichtungen, Temperatur, Druck und Betriebsbedingungen angemessen spezifiziert sind.

Berührungsfreie Schrauben für anspruchsvolle Fluidförderung

Das Fehlen eines direkten Kontakts zwischen den Schrauben und dem Pumpengehäuse ist ein wichtiges Merkmal bei der Handhabung von Fluiden, die keine wirksame Schmierung bieten.

Anstatt sich auf einen Gleitkontakt zur Produktförderung zu verlassen, erzeugen die zwei Spindeln ein kontrolliertes Fördervolumen im Pumpeninnenraum. Dies ermöglicht es der Pumpe, Fluide über einen breiten Viskositätsbereich zu handhaben, während der direkte mechanische Kontakt zwischen den primären rotierenden Komponenten reduziert wird.

Die angegebene Viskositätsfähigkeit der SLGP-Serie reicht bis zu 500.000 cSt. Dieser Wert sollte zusammen mit dem ausgewählten Pumpenmodell, der Schraubenkonfiguration, der Betriebsdrehzahl, der Druckdifferenz und der Produkttemperatur bewertet werden. Eine Pumpe, die für eine hochviskose chemische Formulierung an einem Betriebspunkt geeignet ist, kann eine andere Konfiguration erfordern, wenn sich die Prozessbedingungen ändern.

Das gleiche Prinzip gilt für korrosive Medien. Die Pumpenwerkstoffauswahl und die Dichtungsverträglichkeit müssen auf die tatsächliche chemische Zusammensetzung abgestimmt sein, anstatt davon auszugehen, dass eine Bauweise für jedes chemische Produkt geeignet ist.

Umgang mit der Viskosität im gesamten Prozess

Die Viskosität kann zu einer der Hauptvariablen bei der chemischen Fluidförderung werden. Konzentration, Temperatur, Formulierung und Mischbedingungen können alle beeinflussen, wie leicht sich ein Produkt durch die Prozessleitung bewegt.

Die SLGP-Pumpe bietet einen breiten Drehzahlbereich, wobei das Gesamtdesign bis zu 3.600 U/min erreichen kann. Dies gibt den Verfahrenstechnikern Flexibilität, die Förderrate an den tatsächlichen Fluidzustand anzupassen.

Die maximale Drehzahl ist jedoch nicht unbedingt die optimale Drehzahl für ein hochviskoses chemisches Produkt. Ein geeigneter Betriebspunkt sollte die Saugbedingungen, den erforderlichen Durchfluss, die Druckdifferenz, die Produkttemperatur, den Rohrleitungswiderstand und die ausgewählte Schraubengeometrie berücksichtigen.

Dieser Ansatz ermöglicht es, die Pumpe zu einem Teil eines gesteuerten Prozesses zu machen, anstatt einfach als Hochleistungsfördereinrichtung zu fungieren.

Handhabung von Fluiden mit geringer Schmierfähigkeit oder Verunreinigungen

Bestimmte chemische Prozessfluide können Verunreinigungen, suspendierte Partikel oder Komponenten enthalten, die das konventionelle Pumpen erschweren.

Die SLGP-Konstruktion kann unter geeigneten Bedingungen Partikel mit einem Durchmesser von bis zu 40 mm aufnehmen. Die tatsächliche Fähigkeit hängt von der Partikelhärte, -konzentration, -form, Viskosität, Schraubenkonfiguration und anderen Prozessvariablen ab.

Dies kann das Zweischraubenprinzip für ausgewählte chemische Formulierungen relevant machen, die suspendierte oder weiche Feststoffpartikel enthalten.

Die berührungsfreie Schraubenanordnung ist auch nützlich, wenn das Produkt selbst eine eingeschränkte Schmierung bietet. Anstatt zu verlangen, dass das Prozessfluid als Schmiermittel zwischen sich berührenden Komponenten wirkt, arbeiten die Schrauben mit einem Spalt zwischen den rotierenden Elementen und den umgebenden Oberflächen.

Reversibler Betrieb für integrierte Chemiesysteme

Chemische Produktionssysteme umfassen häufig mehrere Förderstufen. Eine Pumpe muss möglicherweise Material von einem Vorbereitungsbehälter zu einem Lagertank bewegen, Produkt durch Prozessausrüstung zirkulieren lassen oder bei der Rückgewinnung aus einer Förderleitung helfen.

Die SLGP-Pumpe unterstützt den Vorwärts- und Rückwärtsbetrieb durch Änderung der Drehrichtung der Welle. Dies ermöglicht eine Änderung der Förderrichtung, ohne die Pumpe mechanisch umbauen zu müssen.

Für vollständige chemische Verarbeitungsanlagen kann der reversible Betrieb zusätzliche Flexibilität bieten, wenn mehrere Behälter angeschlossen werden oder die Produktrückgewinnung verwaltet wird. Er kann auch dazu beitragen, bestimmte Zirkulationsanordnungen zu vereinfachen, bei denen dieselbe Pumpe mehr als eine Prozessrichtung bedienen muss.

Die tatsächliche Systemkonfiguration sollte bestimmen, wie der Rückwärtsbetrieb genutzt wird, insbesondere wenn Ventile, Filter, Wärmetauscher oder andere richtungsabhängige Komponenten in der Leitung enthalten sind.

Integration der Pumpe in eine vollständige chemische Verarbeitungslösung

Eine Chemiepumpe arbeitet selten als isolierte Komponente. Ihre Leistung hängt stark von der umgebenden Ausrüstung ab.

Ein vollständiges System kann Rohstofftanks, Mischbehälter, Dosiergeräte, Hygiene- oder Prozessrohrleitungen, Ventile, Filtrationseinheiten, Heiz- oder Kühlsysteme, Zwischentanks sowie Abfüll- oder Verpackungsanlagen umfassen.

Die Zweischraubenpumpe kann innerhalb dieses Systems positioniert werden, um eine kontrollierte Förderung zwischen Prozessstufen zu ermöglichen. Die Drehzahlvariabilität kann helfen, unterschiedliche Produktionsanforderungen zu erfüllen, während der reversible Betrieb zusätzliche Flexibilität für ausgewählte Förder- und Rückgewinnungssequenzen bieten kann.

Bei hochviskosen Fluiden ist die Beziehung zwischen der Pumpe und der Saugleitung besonders wichtig. Eine lange oder einschränkende Saugleitung kann den Widerstand erhöhen, bevor das Produkt die Pumpe erreicht. Die Tankauslassgeometrie, die Pumpenposition, der Rohrdurchmesser, die Produkttemperatur und die Ventilauswahl sollten daher als Teil der vollständigen technischen Konstruktion bewertet werden.

Temperatur und Druck beeinflussen die Pumpenauswahl

Chemische Produkte können sich mit der Temperatur erheblich verändern. Einige lassen sich leichter fördern, wenn sie erhitzt werden, während andere eine strenge Temperaturkontrolle erfordern, da sich ihre chemischen oder physikalischen Eigenschaften außerhalb eines bestimmten Bereichs ändern können.

Die SLGP-Pumpe ist für Medientemperaturen bis zu 130°C bei der angegebenen Produktkonfiguration spezifiziert. Die Reinigungstemperaturen können 140°C erreichen, sofern die ausgewählte Konstruktion und die Betriebsbedingungen dies zulassen.

Die Pumpe kann auch in Standard- oder Mantelbauweise konfiguriert werden. Eine Mantelanordnung kann in Betracht gezogen werden, wenn die Aufrechterhaltung der Produkttemperatur um die Pumpe für eine stabile Verarbeitung wichtig ist.

Der Druck ist ein weiterer wichtiger Auswahlfaktor. Die gelieferten Produktinformationen spezifizieren einen maximalen Differenzdruck von 16 bar für anwendbare Konfigurationen. Der tatsächliche Betriebsdruck muss gemäß dem ausgewählten Modell und den vollständigen Systembedingungen bestimmt werden.

Die Dichtungsauswahl ist bei chemischen Anwendungen wichtig

Die chemische Beständigkeit erstreckt sich über das Pumpengehäuse und die Schrauben hinaus. Wellendichtungen sind direkt der Betriebsumgebung ausgesetzt und müssen daher entsprechend dem Fluid, der Temperatur, dem Druck, den Reinigungsbedingungen und den Anforderungen an die chemische Beständigkeit ausgewählt werden.

Die SLGP-Serie kann mit einfachen Gleitringdichtungen, doppelten Gleitringdichtungen, Gummiwellendichtungen oder Packungsdichtungen konfiguriert werden.

Die geeignete Dichtungsanordnung hängt vom spezifischen Prozess ab. Bei chemisch aggressiven Fluiden sollten Ingenieure die Verträglichkeit aller benetzten Werkstoffe und Dichtungskomponenten mit der tatsächlichen chemischen Formulierung bewerten, anstatt die Dichtung ausschließlich nach Druck oder Temperatur auszuwählen.

Ein systemischer Ansatz für die chemische Fluidhandhabung

Die Haltbarkeit beim chemischen Pumpen wird nicht allein durch die Pumpenkonstruktion bestimmt. Ein zuverlässiger Betrieb hängt davon ab, die Pumpe auf das Fluid abzustimmen und sie korrekt in den gesamten Prozess zu integrieren.

Die SLGP-Zweischraubenpumpe bietet mehrere nützliche Eigenschaften für anspruchsvolle chemische Anwendungen: berührungsfreien Schraubenbetrieb, Verdrängerförderung, breite Viskositätsfähigkeit, Drehzahlvariabilität, reversiblen Durchfluss und flexible Dichtungskonfigurationen.

Für chemische Lösungen und vollständige Anlagensysteme können diese Merkmale die Förderung von viskosen, schlecht schmierenden oder ausgewählten chemisch aggressiven Fluiden unterstützen, wenn die Pumpenwerkstoffe und Betriebsbedingungen korrekt spezifiziert sind.

Der effektivste Auswahlprozess beginnt mit den tatsächlichen chemischen Eigenschaften und Prozessanforderungen: Viskosität, chemische Beständigkeit, Temperatur, Druck, Feststoffgehalt, erforderlicher Durchfluss, Saugbedingungen und Reinigungsmethode. Von dort aus können die Pumpenkonfiguration, Schraubengeometrie, Dichtungen, Werkstoffe und die umgebende Ausrüstung abgestimmt werden, um ein zuverlässiges Fluidhandhabungssystem zu schaffen, anstatt die Pumpe als eigenständige Komponente zu behandeln.