NETZSCH Pumpen & Systeme GmbH

Über die Inspektionsöffnung der Exzenterschneckenpumpe lässt sich die rotierende Einheit in kurzer Zeit seitlich entnehmen und wieder einsetzen.

Bild: Netzsch Pumpen & Systeme

Pumpen & Kompressoren Pumpenwartung ohne Ausbau

01.09.2016

Auch unscheinbare Prozessbestandteile wie Pumpen müssen gewartet werden. Dazu ist deren Ausbau notwendig, was aufwendig ist. Eine spezielle Bauform nach dem „Full Service in Place“-Konzept ermöglicht nun die Wartung von Exzenterschneckenpumpen mit minimalem Aufwand.

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Zeit ist heute in fast allen Branchen ein entscheidender Wirtschaftsfaktor: Kunden wollen oder können immer weniger auf Lieferungen warten, der globale Wettbewerb bringt ständig neue Produkte auf den Markt. Für die Produktion bedeutet das, dass Abläufe reibungslos ineinandergreifen müssen und Stillstände soweit möglich zu vermeiden sind – selbst notwendige Unterbrechungen wie etwa zur Wartung und Instandhaltung. Für Pumpsysteme, die in vielen Anwendungen einen zwar unscheinbaren aber essenziellen Prozessbestandteil darstellen, hat Netzsch Pumpen & Systeme daher das „Full Service in Place“-Konzept (FSIP) entwickelt. Damit werden Eingriffe in die Pumpentechnik ohne einen Ausbau aus der Leitung ermöglicht. Dieser Ansatz hat sich bei den Tornado-T2-Drehkolbenpumpen bereits seit mehreren Jahren in der Praxis bewährt und wurde nun auf eine Exzenterschneckenpumpe übertragen. Mit der neuen Konstruktion spart der Betreiber Zeit bei Inspektion, Reparatur und Reinigung und reduziert zudem benötigten Bauraum.

Erfolgsbeispiel Drehkolbenpumpe

Herzstück der Nemo-Exzenterschneckentechnologie ist die präzise Geometriepaarung eines feststehenden Stators mit einem sich darin oszillierend drehenden Rotor. Durch die exakte Abstimmung beider Komponenten ergeben sich bei der Rotation Förderkammern, in denen das Medium schonend und pulsationsarm von der Saug- zur Druckseite bewegt wird. Viskosität und Konsistenz des Stoffes sind für die Pumpenleistung unerheblich. Zudem gewährleistet die dichtende Linie zwischen Rotor und Stator, die sich über deren ganze Länge zieht, dass die Kammern in sich abgeschlossen sind. So werden nicht nur Druckschwankungen vermieden, gleichzeitig wird eine hohe Dosiergenauigkeit von unter 3 Prozent erreicht. Die transportierte Menge an Fördergut lässt sich in Abhängigkeit von der Drehzahl stufenlos regulieren, es kann sogar direkt aus der Pumpe dosiert werden.

Diese Leistungen der Exzenterschneckenpumpe hatten bisher allerdings einen gewissen Preis: Die Wartung der Förderelemente war mit einem hohen Aufwand verbunden. So musste zur Entnahme des Rotors und Stators die gesamte Pumpe aus der Leitung ausgebaut werden. Um die Förderelemente wechseln zu können, musste der Endstutzen abgebaut, der Stator vom Rotor abgezogen und der Antriebsstrang demontiert werden. Bei der Positionierung der Pumpe musste deshalb an die Ausbaulänge gedacht und genug Raum nach vorne freigehalten werden. Aufgrund dessen war jeder größere Eingriff in die Pumpe mit längerem Stillstand, Produktionsausfall und Personalaufwand verbunden.

Um eine bequemere und effektivere Lösung zu schaffen, orientierten sich Netzsch-Ingenieure am Beispiel der T2-Drehkolbenpumpe. Bei dieser kann mit wenigen Handgriffen die gesamte Front abgenommen, die Spann-Fixierung der Kolben gelöst und so der ganze Innenraum bis zu den Flansch-Anschlüssen freigelegt werden. Die Pumpe muss nicht aus der Rohrleitung ausgebaut werden, alle Arbeiten können direkt vor Ort stattfinden. Der Experte spricht daher vom „Full Service in Place“-Konzept, das die Dauer von Wartungsmaßnahmen verkürzt und Ressourcen sowie Kosten reduziert. Dank dieser Eigenschaften werden solche Pumpen inzwischen vor allem für verschleißintensive Medien oder schwierige Bedingungen bevorzugt eingesetzt, da sie die unvermeidlichen Arbeiten am Gerät vereinfachen.

Exzenterschneckenpumpen verfügen über keine vergleichbare Front, die einfach entfernt werden kann. Um das FSIP-Prinzip auch bei diesem Pumpentyp umzusetzen, wurde ein spezieller Inspektionsdeckel entwickelt und in die Konstruktion implementiert. Der Deckel wird von fünf Schrauben gehalten, die sich ohne Spezialwerkzeug in kurzer Zeit lösen lassen. Dennoch wurde bei der Gestaltung darauf geachtet, dass er bei hohen Drücken wie auch bei vertikaler Aufstellung der Pumpe zuverlässig schließt.

Die Wartungsöffnung liegt dort, wo der Stator an das Pumpengehäuse anschließt. Durch das Abnehmen des Deckels erhält der Monteur so Zugriff auf eine Schalenkupplung, die das Gelenk am Rotor mit der Kuppelstange verbindet. Hier reicht es, eine Schraube zu lösen, um das Rotor-Stator-Element von der Kuppelstange zu trennen. Anschließend lässt sich die rotierende Einheit herausheben und der Pumpeninnenraum ist von Flansch zu Flansch frei zugänglich. Da alle Teile seitlich entnommen werden statt am Ende der Pumpe, wird für den Ausbau kaum Platz benötigt. Die früher obligatorische Ausbaulänge entfällt, wodurch sich der erforderliche Einbauraum verkürzt – ein wichtiger Faktor für die meist recht langen Exzenterschneckenpumpen.

Teile in kurzer Zeit austauschen

Neben der bequemen Demontage wurde bei der Überarbeitung der Konstruktion auf eine möglichst einfache Handhabung beim Einbau neuer Komponenten beziehungsweise beim Wiedereinsetzen der inspizierten Teile geachtet. Üblicherweise ist hierfür einiges an Geschick, Kraft und Zeit erforderlich. Mitunter werden sogar Hilfsmittel wie Stützen gebraucht.

Die FSIP-Pumpe ist dagegen so konzipiert, dass das Pumpengehäuse selbst als Stütze sowie Orientierungsmaßstab fungiert. Dadurch wird gewährleistet, dass jedes Bauteil an den vorgesehenen Platz gelangt. Die Positionierung erfolgt gewissermaßen automatisch, weshalb der Monteur oder Betreiber nichts nachjustieren muss. Insgesamt gesehen lässt sich somit der Wechsel aller Verschleißteile in weniger als der Hälfte der bisherigen Zeit erledigen. Die eigentliche Fördergeometrie wird für die „Full Service in Place“-Exzenterschneckenpumpen nicht verändert. So bleibt trotz einfacherer Wartung die gewohnte Leistung erhalten und der Betreiber hat den Vorteil, dass er herkömmliche Nemo-Pumpen auf die moderne Version der FSIP-Pumpe umrüsten kann.

Langlebiger und sparsamer mit flexbilem Stator

Besonders einfach und ressourcensparend funktioniert die neue Pumpenform in Kombination mit einer anderen Innovation von Netzsch, dem iFD-Stator 2.0. Dabei handelt es sich um ein Statorsystem, bei dem nicht, wie sonst üblich, das Elastomer in das Gehäuse einvulkanisiert, sondern durch axiales Verpressen fixiert wird. Ein definierter Anschlag sorgt dabei für eine gleichmäßige Vorspannung und stellt die gewünschte Dichtlinie sicher. Durch die Trennung von Stahlhülle und Elastomerstator lässt sich letzterer mitsamt dem Rotor entnehmen. Das erleichtert die Wartung zusätzlich und erlaubt es, im Bedarfsfall – wenn das Gummi abgenutzt ist – den Stator separat zu entsorgen. Bei herkömmlichen Exzenterschneckenpumpen muss das Gehäuse mit weggeworfen werden, da es sich nicht mehr vom Elastomer trennen lässt, was unnötige Kosten verursacht. Mit dem iFD-Stator kann die Hülle dagegen mit einem neuen Stator weiter verwendet werden, der Austausch dauert nur wenige Minuten.

Darüber hinaus erhöht diese Lösung die Wirtschaftlichkeit: Indem sich der Stator ein Stück weit mit der Rotation mitbewegt, läuft die gesamte Pumpe sanfter und bei geringerem Losbrechmoment an. Außerdem findet weniger Walkarbeit zwischen den Komponenten statt, was die Drehmomente im laufenden Betrieb verringert. Auf diese Weise wird während des gesamten Förderprozesses rund 25 Prozent weniger Energie verbraucht und die Antriebe der Pumpen können entsprechend kleiner dimensioniert werden. Zudem halten die Statoren dank der geringeren Belastung etwa doppelt so lang – in Verbindung mit der einfachen Wartung durch das FSIP-Konzept reduzieren sich die unvermeidlichen Stillstandzeiten so auf ein Minimum.

Bildergalerie

  • Der iFD-Stator 2.0 wird in das Gehäuse eingespannt, sodass er sich mit dem Rotor entnehmen lässt. Das erspart zusätzlich Zeit bei der Wartung.

    Bild: Netzsch Pumpen & Service

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