Chemisch resistent und doppelt abgesichert

Von unserem Redaktionsmitglied Olaf Stauß

Eine dritte Bauart von wellendichtungslosen Pumpen schickt sich an, den klassischen Konstruktionen das Feld streitig zu machen: Mit der „Taifun” hat die Wernert-Pumpen GmbH, Mülheim an der Ruhr, eine Chemienormpumpe auf den Markt gebracht, die ausschließlich aus chemisch beständigen, nicht-metallischen Werkstoffen besteht und dennoch zweifach hermetisch abgeschlossen ist – so wie metallische Spaltrohrmotorpumpen. „Es klingt unglaublich”, meint Christian Wallrodt, Leiter für Technik und Verkauf, „aber die Taifun hat nur Vorteile und vereinigt die Vorzüge von Magnetkupplungspumpe und Spaltrohrmotorpumpe.” Schon immer hätten sich Pumpenbauer mit dem Gedanken getragen, eine Spaltrohrmotorpumpe mit universell chemisch resistenter Kunststoffauskleidung zu entwickeln. Dies scheitert unter anderem daran, dass über Kunststoffbeschichtungen die hohen Wärmemengen nicht abgeführt werden können, die im Asynchronbetrieb durch Wirbelströme entstehen. Eine solche Pumpe würde in kürzester Zeit innerlich verschmoren.

Damit wollte sich eine junge Generation von Entwicklungsingenieuren in Mülheim nicht abfinden. Irgendwann kam ihnen die Idee: Der äußere Magnettreiber einer Magnetkupplungspumpe wird entfernt und durch eine geeignete Spulenanordnung ersetzt. Es entsteht ein in die Pumpe integrierter Synchronmotor mit dauermagnetischer Erregung, der keinerlei innere Wirbelströme erzeugt und somit keine Wärmequellen aufweist – ideal für Kunststoffpumpen. Da bei einer solchen Pumpe keine Wellendurchführung auftritt, kann sie mit einer zusätzlichen, vollständig geschlossenen Metallhaut umgeben werden. Abzudichten ist lediglich die Kabeldurchführung zu den unbewegten Spulen. Und in diesem Punkt ist die neue Bauart nun den Magnetkupplungpumpen überlegen: Die doppelte hermetische Dichtheit wird möglich. Der einzige Wermutstropfen: Das elektromagnetische System muss mit Wechselströmen weit über der Netzfrequenz von 50 Hz versorgt werden, so dass ein Betrieb am Frequenzumrichter erforderlich wird. Das ist nicht gerade die preiswerteste Lösung – aber liegt doch voll im technischen Trend.

„Wir waren verblüfft über diese naheliegende Lösung – nur, warum existierte solch eine Pumpe noch nicht am Markt?”, lässt Wallrodt die Diskussionsrunden im Team noch einmal Revue passieren. Studien hätten dann gezeigt: Vor Jahren sei die Realisierung einer solchen Pumpe noch undenkbar gewesen. Zum einen liegt der Grund in der Preisentwicklung bei Frequenzumrichtern und zum anderen in der Werkstofftechnik, die es beispielsweise erst jetzt ermöglicht, die beiden Spaltrohre aus Siliziumcarbid mit einer Dicke von ungefähr 1,5 mm wirtschaftlich zu fertigen. Einen Vorteil sieht der technische Leiter auch im Luftspalt zwischen den beiden keramischen Spaltrohren, der im Millimeter-Bereich liegt. Im Vergleich zu metallischen Pumpen mit nur einem Zehntel Luftspalt wächst die Schadenstoleranz. Weicht der Rotor im Havariefall von seiner Bahn ab, fängt er nicht gleich an, das äußere Spaltrohr aufzufräsen…

Bei der Taifun handelt es sich um eine Chemienormpumpe nach ISO 2858/DIN EN 22858. Diffusionsdichte PFA-Auskleidungen schützen die Gehäuseteile gegen Korrosion. Auch die übrigen mediumberührten Teile und alle Dichtungen sind aus chemisch universell beständigen Werkstoffen gefertigt. Den Mülheimern zufolge ist die Pumpe vollkommen gasdicht und hat einen mehrtägigen Helium-Leckage-Test erfolgreich überstanden. Auf der Achema 2000 hat Wernert-Pumpen das Produkt erstmals der breiten Fachwelt vorgestellt. Die erste verfügbare Baugröße, die Taifun 32-200, ist für Förderhöhen bis 80 m und Volumenströme zwischen 3 und 36 m³/h ausgelegt. An ihre jeweilige Förderaufgabe wird sie über die Drehzahleinstellung am Frequenzumrichter angepasst. Das nur 140 mm durchmessende Laufrad aus massivem PTFE weist strömungsgünstige Schaufelprofile auf, so dass die Pumpe einen hohen Wirkungsgrad erreichen soll (siehe Tabelle).

Laut Wallrodt verkauft sich die Pumpe so gut, dass bereits im nächsten Jahr mit zwei weiteren Baugrößen gerechnet werden kann. Geplant ist ein abgestimmtes hydraulisches System mit wenigen Typen, die durch kompakte Bauweise und einen festen Laufraddurchmesser gekennzeichnet sind. Wallrodts Prognose: „Wenn sich die Taifun in der Praxis bewährt, kann sie die Kreiselpumpe der Zukunft werden.”