gamma/L: Erweiterte Funktionalität

Michael Rummer, Dipl.-Ing. (FH) Holger Ludwig

Die Dosierpumpenbaureihe gamma/L (Abb. 1) ist die Weiterentwicklung der Baureihen gamma/4 und gamma/5. Die erweiterten Bedien- und Einstellmöglichkeiten ermöglichen eine bessere Einbindung der Pumpe in automatisierte Prozesse. Anstatt wie bisher die Dosiermenge mittels Hublänge und Hubfrequenz zu berechnen, besteht nun die Möglichkeit, die Dosiermenge der kalibrierbaren Pumpe direkt in l/h anzuzeigen. Das große hinterleuchtete LC Display besitzt eine gute Lesbarkeit in einem Blickwinkel bis 45°. Mit der i-Taste lassen sich alle zur jeweiligen Betriebsart gehörenden Informationen abrufen. Dies schafft eine große Sicherheit vor Fehlern beim Programmieren der Pumpe und bei der Kontrolle während des Betriebes in einer der vier möglichen Betriebsarten Manual, Extern-Contact, Batch und Analog. Zur Überwachung des Chemikalienvorrats verfügt die Pumpe über einen Eingang für einen zweistufigen Niveauschalter mit Vorwarnung. Wenn das Medium zur Neige geht, bleibt genügend Zeit zum Nachfüllen des Behälters. Zur Erfassung jedes einzelnen Hubes läßt sich ein Strömungswächter anschließen. Wird eine auf den Prozeß abgestimmte Anzahl von Dosierhüben in Folge nicht vollständig ausgeführt, kommt es zu einer Fehlermeldung, die über ein optionales Relais weitergemeldet werden kann.

Arbeitet die Dosierpumpe im Manualbetrieb, erfolgt die Einstellung der Dosierleistung von Hand über die Hublänge und Hubfrequenz. Im Fall der Extern-Contact-Ansteuerung über potentialfreie Kontakte wird die Hubfrequenz der Pumpe durch ein Steuergerät, zum Beispiel ein Kontaktwassermesser oder ein Dulcometer Meß- und Regelgerät, vorgegeben. Optional lassen sich die eingehenden Kontakte im Bereich von 0,01 bis 99,99 unter- oder übersetzen, um so eine optimale Anpassung an das Steuergerät zu ermöglichen. Falls die Steuerkontakte schneller eingehen, als die Pumpe diese abarbeiten kann, lassen sie sich mit der Funktion Memory zwischenspeichern. Die Betriebsart Batch ist eine Variante der externen Ansteuerung über potentialfreie Kontakte. Hier besteht die Möglichkeit der Chargendosierung mit einer Impulsübersetzung von 1 bis 65 535 Hüben pro eingehendem Startkontakt oder Druck auf die P-Taste der Pumpe, wahlweise mit Memory-Funktion.

Bei der Option Analogansteuerung über 4…20-mA-Signal stehen verschiedene Varianten zur Verfügung. In der Standard-Einstellung steigt die Hubfrequenz der Pumpe proportional zum eingehenden Stromsignal an, das bedeutet 4…20 mA entsprechen null bis maximale Hubfrequenz. Daneben besteht die Möglichkeit, die Hubfrequenz dem Eingangssignal beliebig zuzuordnen, womit sich ein umgekehrt proportionales Verhalten und die Anpassung der Pumpe an das Steuersignal erreichen läßt. Der Einsatz der gamma/L als Dosierpumpe mit eingebautem Proportionalregler stellt eine äußerst kostengünstige Alternative zu herkömmlichen Systemen dar. Bei allen Betriebsarten läßt sich die Pumpe mit der Pause-Funktion über einen potentialfreien Dauerkontakt ein- bzw. ausschalten.

Abbildung 2 zeigt den schematischen Aufbau einer Magnet-Membrandosierpumpe. Sie besteht im wesentlichen aus den Komponenten Antrieb (1) und Fördereinheit (2). Es werden Magnete (3) in zwei Größen (D70 und D85 mm) eingesetzt. Das Gehäuse (4) ist für beide Magnetgrößen gleich. Der Aufbau der gamma/L Dosierpumpe ist modular, so daß sich mit einer Kombination aus zwei Antriebsgrößen und acht verschieden großen Fördereinheiten der gesamte Leistungsbereich abdecken läßt. Das einzige bewegte Teil des Magnetantriebes ist das in PTFE-Verbundlagern geführte Druckstück (5). Über die Magnetachse (6) wird die Membran (7) beim Dosierhub nach vorne bewegt. Das Saugventil (11) schließt sich und das Druckventil (12) verdrängt das Dosiermedium aus dem Kopf. Danach bewegt die Rückdruckfeder (8) die Membran in ihre Ausgangslage zurück, das Druckventil schließt sich und der Dosierkopf füllt sich erneut über das Saugventil. Die Einstellung der Hublänge (maximal 1,25 mm) und damit des Hubvolumens erfolgt über den Hubverstellbolzen (9) und die Verstellspindel (10) durch Reduzierung des Rückhubes.

Für jeden Einsatz der Dosierpumpe steht die richtige Werkstoffkombination zur Verfügung. Polypropylen ist eine sehr preiswerte Ausführung, die gegenüber vielen Säuren und Laugen beständig ist. Typische Einsatzgebiete sind in der Wasseraufbereitung zu finden. PVC ist gegenüber Reinigungs- und Desinfektionsmitteln beständig. Das durchsichtige Dosierkopfmaterial Acrylglas weist eine sehr gute Resistenz gegenüber Chlorbleichlauge auf. Zudem läßt sich der Pumpvorgang im Dosierkopf beobachten, so daß Lufteinschlüsse oder kristalline Ablagerungen, die die Dosierung unterbrechen können, erkannt und entfernt werden können. Für die Dosierung hochkonzentrierter und oxidierender Säuren und Laugen stehen Dosierköpfe aus PTFE zur Verfügung. Lösemittel und ölartige Flüssigkeiten lassen sich am sichersten mit der Werkstoffausführung Edelstahl dosieren. Für stark ausgasende Medien gibt es selbstentlüftende Dosierköpfe in den Werkstoffen Polypropylen und Acrylglas.

Die Dosiermembran besteht bei allen Ausführungen aus einem Kunststoffkern in einem gewebeverstärkten Elastomer mit PTFE-Beschichtung. Die Membrane wird zwischen dem Dosierkopf (2) und der Kopfscheibe eingespannt. Damit ist der Pumpraum zur Außenwelt hin hermetisch abgedichtet und die Pumpe arbeitet leckfrei. So lassen sich auch Dosiermedien, die nicht mit der Außenwelt in Berührung kommen dürfen, sicher fördern. Als Zubehör steht eine Membranbruchsignalisierung zur Verfügung.

In der Miniplanttechnik werden chemische Prozesse im kleinen Maßstab gefahren, um Parameter wie Reaktionsdauer, Reaktionstemperatur oder Konzentration der einzelnen Edukte sowie die Auswahl der effizientesten Katalysatoren optimal aufeinander abzustimmen. Neben der Meß- und Regeltechnik und dem apparativen Aufbau spielt hier die Dosiertechnik eine entscheidende Rolle. Die Dosierpumpe gamma/L erfüllt eine Vielzahl der geforderten Eigenschaften wie:

• Ansteuerung über Normsignal oder Feldbus (Profibus DP V1 in Vorbereitung),

• Anzeige der an der Pumpe anliegenden Stellgrößen zur schnellen Kontrolle der Dosierung,

• geringe Abmessungen und geringes Gewicht,

• modularer Aufbau (von außen abmontierbares Netz- und Relaiskabel) sowie

• verschleißarmer Antrieb und lange Lebensdauer der Membrane.

Bei Zulauf am Saugstutzen ist die Pumpe zur Niveauregulierung in Reaktionsapparaturen durch Absaugen von Kondensat aus dem Vakuum – je nach Pumpengröße bis 50 mbar – einsetzbar.

Mit der Option Analogeingang 4…20 mA läßt sich gamma/L in Regelkreisen als Dosierpumpe mit proportionalem Regelverhalten einsetzen. Dazu sind die Ansteuerungsvarianten unteres Seitenband und oberes Seitenband zu wählen. Abbildung 4 zeigt eine Zweiseitenneutralisation. Das Meßsignal 4…20 mA entspricht einem Meßwert von pH 2 bis 12. Der Sollwert liegt bei pH 7. Mit der Wahl der Punkte P1(I1/F1) und P2(I2/F2) wird festgelegt, bei welcher Sollwertabweichung die Laugenpumpe einsetzt (I2). F2 ist die Startfrequenz in diesem Punkt. Die Regelsteilheit und die maximale Frequenz, mit der die Pumpe arbeiten soll, werden durch P1 festgelegt. Für die Säurepumpe gilt sinngemäß das gleiche für Punkt P3 und P4.

Halle 8.0, Stand D2-E6

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