Betriebstechnik Schraubenspindelpumpen mit Magnetkupplung

Magnetkupplungen überwinden die sonst üblichen Einschränkungen von Gleitringdichtungen in Schraubenspindelpumpen. Schraubenspindelpumpen sind seit langem bewährte Pumpen, die nach dem...

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Schraubenspindelpumpen sind seit langem bewährte Pumpen, die nach dem Verdrängerprinzip arbeiten. Deshalb werden sie traditionell für schmierende, saubere Flüssigkeiten verwendet. Kral- Schraubenspindelpumpen bieten im Vergleich zu anderen Pumpenbauarten auf kleinem Bauraum große Fördermengen auch bei hohen Differenzdrücken. Kompakte Einzelpumpen und Pumpenstationen des Unternehmens erfüllen unterschiedlichste Förderaufgaben. Das Verdrängerprinzip garantiert eine gleichmäßige Förderung. Deshalb sind Druckpulsationen und Fließgeschwindigkeitsvariationen äußerst gering. Die Pumpe arbeitet sehr leise.Schraubenspindelpumpen werden von Elektromotoren angetrieben. Die Verbindung zwischen Elektromotor und Spindelsatz stellt fast immer eine Gleitringdichtung her. Gleitringdichtungen sind weit verbreitet und haben einen hohen technischen Stand. Gleitringdichtungen sind aber auch bei sachgemäßem Gebrauch immer ein Verschleißteil, das in bestimmten Intervallen ersetzt werden muss und somit Kosten verursacht. Bei fehlerhafter Inbetriebnahme oder unsachgemäßem Betrieb können Pumpenschäden auftreten. Sind die Pumpen funktionsrelevant, können Anlagenausfälle oder sogar Unfälle folgen.Höhere Sicherheit durch die MagnetkupplungGleitringdichtungen stellen eine ununterbrochene Verbindung zwischen dem Elektromotor und dem Wellenende der Schraubenspindel her. Das ist ganz ähnlich zur Kupplung eines Autos. Im Unterschied dazu ist die Verbindung zwischen Elektromotor- und Pumpenwelle bei der Magnetkupplung nicht fest mechanisch verbunden. Auf der Pumpen- und Motorwelle sind gegenüberliegende Permanentmagnete befestigt. Die Magnete auf der Motorwelle nehmen die auf der Pumpenwelle bei der Rotation mit. Dadurch drehen sich die Spindeln der Pumpe. Zur Abdichtung ist im Spalt zwischen den gegenüberliegenden Magneten eine dichte Kapsel - der so genannte Spalttopf - eingebaut. Die Magnete sind im Bild 1 rot markiert. Sind die Rohrleitungen angeschlossen, befindet sich die Pumpe in einem vollkommen dichten Gehäuse.Leckagen, wie bei einer Gleitringdichtung, gibt es bei einer Magnetkupplung nicht. Folgeschäden durch Undichtheit sind nicht möglich. Somit bieten Schraubenspindelpumpen mit Magnetkupplung maximale Sicherheit.Pumpen mit Magnetkupplung sind hermetisch dicht. Zwei konstruktive Unterschiede zwischen Gleitringdichtung und Magnetkupplung bringen bedeutende Vorteile:- die hermetische Abdichtung der Pumpe- die nicht mechanisch feste Verbindung zwischen Elektromotor und PumpeAufgrund der vollkommenen Dichtheit kann keine Flüssigkeit auslaufen und es kann nichts von außen in die Pumpe und in die Flüssigkeit gelangen. Austretende Flüssigkeit kann die Umwelt belasten und den Aufstellort verschmutzen. Leckageflüssigkeit kann aber auch andere Pumpenelemente beschädigen und letztlich einen Pumpenausfall verursachen.Ein eindrucksvolles Beispiel sind Anwendungen in der Marine. Dabei werden Kral-Schraubenspindelpumpen unter anderem zur Förderung von vorgeheiztem Kraftstoff für die Motoren verwendet. Der Kraftstoff ist Schweröl und wird aus Rückständen im Raffinerieprozess gewonnen. Damit diese hochviskosen Rückstandsöle für die Verbrennung genügend dünnflüssig sind, mussten sie bisher auf zirka 130 °C geheizt werden. Die Pumpen sind gewöhnlich bis 150 °C ausgelegt.Raffinerien können aber immer mehr Kraftstoffe aus Rückstandsölen herstellen und so Abfälle vermeiden. Deshalb sind immer höhere Vorheiztemperaturen nötig. Bisher übliche Gleitringdichtungen werden bei den hohen Temperaturen beschädigt. In der Folge fallen die Pumpen aus. Die Dieselmotoren bleiben stehen, das Schiff wird manövrierunfähig. Es besteht höchste Gefahr eines „Groundings“, das Menschenleben und die Umwelt gefährdet. Pumpen mit Magnetkupplungen kennen diese Probleme nicht. Sie können bis zu 250 °C eingesetzt werden. Keine ungewollten Stoffe in der PumpeEin anderes Beispiel zeigt die Probleme, wenn ungewollte Stoffe in die Pumpe gelangen und das Fördermedium belasten. Bei der Polyurethanherstellung (PUR) werden die Rezepturkomponenten Polyol und Isocyanat mit Additiven zum PUR-Produkt verarbeitet. Die Komponenten werden mit Kral-Schraubenspindelpumpen gefördert. Isocyanat ist hygroskopisch, bindet also Wasser. Ist die Pumpe undicht, kann Wasser aus der Luft ins Isocyanat gelangen. Isocyanat und Wasser bilden dann Harnstoff, der kristalliert. Die kleinen Kristalle gelangen schließlich zum Mischkopf der PUR-Maschine. Dort können sie die Düse für Isocyanat verstopfen. Dann ändert sich das Mischungsverhältnis der Rezepturkomponenten und das PUR-Endprodukt kann unbrauchbar werden.Noch ein Beispiel aus der PUR- Produktion zeigt die Vorteile der „losen“ Kupplung zwischen Motor und Pumpe. Manche Polyole sind bei Raumtemperatur hochviskos. Infolge des Fließwiderstands, der die Spindel am Rotieren hindert, können starke Kräfte an der Kupplung auftreten. Eine mechanische Verbindung wie bei einer Gleitringdichtung kann zu schleifen beginnen. Mit der Zeit wird die Dichtung luftdurchlässig. Luftsauerstoff ändert dann das Reaktionsverhalten des Polyols mit dem Isocyanat. Wieder wird das PUR-Endprodukt fehlerhaft sein. Eine Magnetkupplung hingegen bleibt luftdicht, weil nichts reibt und schleift. Hohe Zuverlässigkeit reduziert die Life-Cycle-Costs. Seit fast fünf Jahren bewähren sich diese Schraubenspindelpumpen mit Magnetkupplung in der Praxis. Nach Herstellerangaben liegt die Reklamationsquote bisher bei 0%! Die höhere Investition amortisiert sich schon nach drei Jahren. Die lange Liste der Vorteile magnetgekuppelter Kral-Schraubenspindelpumpen führt letztlich immer wieder zu den Themen „Sicherheit“ und „geringe Betriebs- und Wartungskosten“.