Bei trocken laufenden Schraubenvakuumpumpen im Ex-Bereich muss das Problem der hohen Abgastemperaturen gelöst werden. Eine Methode, die sich hierfür anbietet, ist die direkte Rotorkühlung, ein klassisches Beispiel die Lösemittelrückgewinnung.
Dr. Uwe Friedrichsen
Viele trocken laufende Vakuumpumpen der chemischen und pharmazeutischen Industrie fördern korrosive Dämpfe, die im Falle eines Phasenübergangs zur flüssigen Phase in kürzester Zeit eine Pumpe zerstören können. Das bedeutet, dass eine trocken laufende Schraubenvakuumpumpe zur Vermeidung von Korrosion so warm wie möglich zu betreiben ist. Andererseits sind in diesen Anwendungen häufig explosive Fördermedien vorhanden, deren Selbstentzündungstemperaturen nicht überschritten werden dürfen. Hohe Temperaturen können zudem Reaktionen des Fördermediums hervorrufen, die zu Feststoffen führen und daher vermieden werden müssen. Insbesondere trocken laufende Vakuumpumpen, bei denen kein flüssiges Betriebsmittel den Wärmeabtransport aus der Arbeitskammer unterstützt, zeigen einen starken Temperaturanstieg des Fördergases.
Gerade große Schraubenvakuumpumpen, bei denen das Verhältnis zwischen innerer Oberflächen und Saugvermögen abnimmt, erfordern daher zusätzliche Kühlmaßnahmen. Mit der direkten Rotorkühlung, die mit hohem Massenstrom des Kühlmediums viel Kompressionswärme abführen kann, steht ein effektives Mittel zur Beherrschung der Gastemperaturen zur Verfügung. Mit ihr lassen sich die Temperaturklassen für die Zertifizierung gemäß der Richtlinie 94/9/EG ohne Anstrengungen einhalten.
Anwendungsbeispiel
Eine Vakuumpumpe Cobra TC 2250 ist bei einem großen Spezialitätenchemieunternehmen in Süddeutschland im Einsatz und wird zur Lösemittelrückgewinnung bei der Produktion von UV-Absorbern benutzt. Für diese Anwendung ergibt sich beispielsweise bei einer Gaseintrittstemperatur von 30 °C, einem Ansaugdruck von 70 mbar, einem Austrittsdruck von 1013 mbar und einem Adiabatenexpo-nent k von 1,4 eine Austrittstemperatur von 377 °C. Für die Umgebung der Produktionsanlage wurde vom Betreiber die Zone 1 festgelegt. In der Produktionsanlage und auch in der Vakuumpumpe Zone 0. Um den Einsatz der Pumpe auch für andere Prozesse zu ermöglichen, wurde sie als Kategorie 1-Gerät im Inneren für die Förderung von Gasen und Dämpfen der Explosionsgruppe II B 3 und die Temperaturklasse T4 ausgelegt.
Mit dem unter der Pumpe angeordneten abgasseitigen Grafitwärmeübertager wird eine besonders geringe Stellfläche des Systems erreicht. Das System verfügt sowohl saug- als auch druckseitig über eine Flammendurchschlagsicherung. Gleichzeitig wird der messtechnische Aufwand deutlich, der für trocken laufende Vakuumpumpen als Geräte der Kategorie 1 gemäß Richtlinie 94/9/EG verlangt wird.
Nur am Anfang der langen störungsfreien Betriebszeit hat ein leider häufiger Anfangsfehler zu Schäden an der Pumpe geführt. Nach dem Betriebsende wurde die Schraubenvakuumpumpe nicht gegen einen geschlossenen saugseitigen Schieber trocken gefahren. So konnten korrosive Kondensate, die im Arbeitsraum verblieben waren, die ansonsten bemerkenswert widerstandsfähige Pumpe beschädigen.
Halle 8.0, Stand K42-K47
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