Dichtungsprobleme „anziehend“ gelöst

Insbesondere wenn aggressive, korrosive, toxische und anderweitig problematische Flüssigkeiten zu fördern sind, gehen Anlagenplaner und Betreiber gleichermaßen auf „Nummer Sicher“.

Safety first

Beim Umgang mit kritischen Medien erwartet der Anwender ein hohes Maß an Betriebssicherheit, Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit der Komponenten. Meist schränken geltende Sicherheitsbestimmungen und Umweltauflagen des Gesetzgebers die Wahl der Mittel zusätzlich ein. Im Hinblick auf Kreiselpumpen ist neben der Werkstoffauswahl für Gehäuse und Lager vor allem die Art der Wellenabdichtung ausschlaggebend. Hier müssen zuverlässige Vorkehrungen zur Vermeidung gefährlicher Leckagen getroffen werden. Voraussetzung dafür ist eine hermetische Dichtheit des flüssigkeitsgefüllten Pumpenraumes gegenüber der umgebenden Atmosphäre.

Diese Forderung erfüllen nur wenige Pumpenausführungen, denn in der Regel ist zur Drehmomentübertragung eine Welle erforderlich, die vom Antriebsmotor durch das Pumpengehäuse hindurch zum Laufrad führt. Zur Abdichtung der Welle werden überwiegend dynamische Dichtsysteme mit Gleitring verwendet. Will heißen: Typische Verschleißteile, die bei Defekt zu Pumpenausfällen und Leckagen führen können. Für das oben genannte Anforderungsprofil kommt diese Dichtungsart nicht in Betracht.

Leckagefrei und zuverlässig

Wellendichtungslose Magnetkupplungspumpen haben den entscheidenden Vorteil, dass zwischen der Antriebsseite und der Pumpenhydraulik keine mechanische Verbindung besteht, die es abzudichten gilt. Die Magnetkupplung besteht aus zwei magnetenbestückten Rotoren, die durch eine geschlossene, mit dem Pumpengehäuse verbundenen Kapsel – den sog. Spalttopf – voneinander getrennt sind. Der auf der Antriebswelle angebrachte Außenrotor überträgt das Drehmoment des Motors über ein rotierendes Magnetfeld berührungslos auf den gekapselten Innenrotor, der je nach Pumpenausführung direkt oder indirekt mit dem Laufrad verbunden ist. Lutz verwendet für den Spalttopf ausschließlich Polymermaterialien, die im Gegensatz zu elektrisch leitfähigen Metalltöpfen keine Wirbelströme induzieren und insofern keine zusätzliche Wärme einbringen. Ein statischer O-Ring zwischen Pumpengehäuse und Spalttopf dient als Dichtelement zur Atmosphäre.

Gefahr erkannt...

Zweifellos ist die Leckagefreiheit „das“ ausschlaggebende Kriterium für die Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit einer Magnetkupplungspumpe. Aber wie ist es im Falle schwieriger Betriebsbedingungen, insbesondere bei Ausbleiben des Fördermediums, um die drehenden Teile der Pumpe bestellt? Üblicherweise steigt die Temperatur an den Kontaktflächen zwischen Lagern, Anlaufringen und Welle bei Trockenlauf rasch an. Es drohen Lagerschäden, die bei Überschreiten der zulässigen Temperatur zu einer Verformung der angrenzenden Kunststoffteile wie Laufrad, Spalttopf und Gehäuse führen können. Um derartigen Schäden vorzubeugen, greifen viele Betreiber unter Inkaufnahme zusätzlicher Installations- und Wartungsarbeiten zu herkömmlichen Überwachungssystemen wie Motorlastwächtern, Füllstandsmeldern oder Leckagesonden. Diese Maßnahmen können das Risiko zwar mindern, die Gefahr auftretender Leckagen ist dennoch latent vorhanden.

...Gefahr gebannt

Mit der Magnetkupplungspumpe Baureihe TMR präsentiert Lutz eine betriebssichere Alternative, die kritische Einsatzbedingungen „locker wegsteckt“. Durch Einbringen eines weiteren Magnetfeldes wird ein permanenter Axialschubausgleich sichergestellt. Tritt ein durch Druckabfall, Flüssigkeitsmangel oder sonstigen Gründen verursachter Trockenlauf ein, wird das Läuferpaket durch das zusätzliche Magnetfeld automatisch in eine neutrale Position zwischen den vorderen und hinteren Anlaufringen verschoben. In dieser Lage arbeiten die Axiallager absolut berührungsfrei. Bei Verwendung von HD-Kohlegleitlagern (Ausführung „R“) lässt sich die Pumpe TMR über einen längeren Zeitraum gefahrlos unter Trockenlauf betreiben.

Unter Umständen gilt es neben Trockenlauf auch andere ungünstige Betriebsbedingungen zu berücksichtigen. Mit Gleitlagern aus Siliziumkarbid (Ausführung „X“) können z.B. auch leicht feststoffhaltige Suspensionen und Lösungen gefördert werden, während korrosionsfeste Rulon®-Lager (Ausführung „N“) für hochkorrosive Hypochlorit-, Chrom- oder Bromlösungen geeignet sind. Zugunsten der Stabilität wurde das drucktragende Gehäuse der Baureihe TMR rippenverstärkt; auf Wunsch ist der Typ TMR mit einer metallischen Schutzplatte an Saug- und Druckstutzen lieferbar.

Explosionsschutz (k)ein Thema

Bislang genügte für den Betrieb einer Magnetkupplungspumpe in explosions-gefährlicher Umgebung ein explosionsgeschützter Motor. Seit dem 1. Juli 2003 schreibt die ATEX-Richtlinie 94/9/EG auch für nicht-elektrische Betriebsmittel eine Untersuchung auf mögliche Gefahrenquellen (Bewertung der Zündgefahr nach EN 13463-1) vor. Damit soll sichergestellt werden, dass weder im Betrieb noch im Störfall – wie etwa unter Trockenlauf – die zulässigen Oberflächentemperaturen an den mechanischen Teilen überschritten werden. Lutz horizontale Zentrifugalpumpen der Baureihe AM/TMR Ausführung GX entsprechen den Prüfanforderungen und erlauben damit den Einsatz in häufig explosionsgefährdeter Atmosphäre (Kategorie 2).

Anwendungsfelder

Zu den typischen Anwendungsgebieten magnetgekuppelter Zentrifugalpumpen zählt unter anderem die chemische Industrie, die Verfahrenstechnik, die Galvanik und Oberflächentechnik, die Halbleiterindustrie, die Wasseraufbereitungs- und Abwassertechnik, sowie der allgemeine Anlagen- und Apparatebau. Ein derart vielfältiges Einsatzspektrum erfordert ein anpassungsfähiges Pumpenprogramm. Lutz verfügt über einstufige Kunststoffpumpen aus glasfaserverstärktem Polypropylen und kohlefaserverstärktem ECTFE, die sich auf nahezu jede Betriebsbedingung anpassen lassen. Zur sicheren Installation in der Anlage stehen für alle Baureihen und Einbausituationen verschiedene Gewinde- und Flanschanschlüsse oder Schlauchtüllen zur Verfügung.