Höhere Standzeiten erreichen Drehkolbenpumpen, wenn konstruktive Veränderungen die Strömung an der Saugseite beschleunigen. Mit der Injection-Housing-Technik schadet selbst Kies den Kolbenspitzen nicht mehr.
Bei mehrflügeligen Drehkolbenpumpen, die unter abrasiven Bedingungen laufen, lässt sich die Standzeit durch einfache konstruktive Maßnahmen an der Einlassseite erheblich steigern. Das haben Fachleute des Essener Pumpenherstellers Hugo Vogelsang Maschinenbau GmbH festgestellt, nachdem sie die Strömungsverhältnisse am Einlass von Drehkolben- und Zahnradpumpen in Versuchen und Simulationen untersucht hatten.
Bei herkömmlicher Bauart der Pumpen entsteht im Bereich des Einlasses eine Wirbelwalze. Sie führt dazu, dass Fremdkörper auf dem meist waagrecht positionierten, ebenen Rohrleitungsboden liegen bleiben, statt in die Lücken zwischen den Kolbenflügeln einzutreten. Von den Kolbenspitzen werden sie immer wieder in das Ansaugrohr zurückgestoßen und verursachen dabei Abrasionsschäden am Kolben.
Dieses Ansaugproblem lässt sich lösen, indem die Wirbelwalzen durch einen veränderten Ansaugbereich vermieden werden: Rampenartige Einbauten beschleunigen die Strömung und führen die Feststoffe zusammen mit der Flüssigkeit in die Zahnlücken auf der Saugseite, so dass sie kontinuierlich durch die Pumpe geleitet werden. Weil so keine Schäden an den Kolben entstehen, steigert die Rampe die Standzeit der Drehkolbenpumpen. Diese Lösung haben die Essener unter dem Begriff Füllungsoptimierung zum Patent angemeldet.
Auch große Fremdkörper können die Pumpe durchlaufen, ohne Schäden an den Kolbenspitzen zu hinterlassen. Das haben Versuche gezeigt, bei denen Drehkolbenpumpen unter abrasiven Betriebsbedingungen mit Kies bis 25 mm Körnung als Fremdkörper betrieben wurden. In einem Härtetest mit Sand in einer Körnung von 1 bis 20 mm haben die Essener auch das Betriebsverhalten untersucht. Das Ergebnis nach dem Test: Bei Pumpen mit Standard-Anschlüssen wurde die Fördermenge durch Schäden an den Kolbenspitzen – je nach Druckdifferenz und Drehzahl – mehr als halbiert. Pumpen mit Rampe kamen besser weg, denn die Fördermenge wurde wesentlich weniger beeinträchtigt, wenn die neuen Injektionsanschlüsse verwendet werden.
Das Beschleunigen der Strömung in Richtung der sich öffnenden Zahnlücken hat darüber hinaus einen weiteren positiven Effekt. An herkömmlichen Pumpen entsteht ein Unterdruck, wenn sich die Zahnlücken plötzlich öffnen. Wenn der Ansaugdruck nahe dem Dampfdruck der Flüssigkeit liegt, verursacht dies Kavitationsblasen. Die Füllungsoptimierung verringert die Kavitationsgefahr in den Zahnlücken aufgrund der in die Mitte geführten Strömung.
Feldversuche auf diversen Biogasanlagen zeigten, dass die Standzeiten der dort verwendeten Drehkolbenpumpen um den Faktor 1,5 bis 2,5 gesteigert werden konnten, nachdem sie auf die Injection-Technik umgebaut worden waren. So ein Umbau ist nach Angaben des Herstellers für alle Vogelsang-Drehkolbenpumpen im Rahmen der normalen Service- und Wartungsarbeiten vor Ort möglich. op
Weitere Informationen: Hugo Vogelsang Maschinenbau GmbH, Essen, Tel. (05434) 83-0, E-Mail: info@vogelsang-gmbh.com
Nachrüsten auf Injection Housing ist möglich
Teilen:
