Die Magnet-Membrandosierpumpen der beta-Baureihe werden nicht nur in der Wasseraufbereitung eingesetzt, sondern finden auch in vielen anderen Industriezweigen Anwendung. Sie lassen sich problemlos in zentral gesteuerte Prozesse einbinden und erfüllen somit die Forderungen nach wachsender Automatisierung.
Michael Rummer
Die Hauptkomponenten der beta-Magnet-Membrandosierpumpen sind Pumpenantrieb und Fördereinheit. Wie in Abbildung 1 dargestellt, besteht der Pumpenantrieb aus dem Gehäuse, dem Hubmagneten mit Druckstück und Magnetachse, aus der Hubeinstellachse mit Hubeinstellknopf sowie aus der elektronischen Steuerung mit den Bedienelementen. Dosierkopf mit Saug- und Druckventil, Dosiermembran und Kopfscheibe bilden die Fördereinheit.
Der Pumpvorgang erfolgt stoßweise: Bei jedem von der Elektronik kommenden Impuls baut sich in der Magnetspule ein Magnetfeld auf. Das beweglich gelagerte Druckstück wird bis zum Anschlag in Richtung Dosierkopf angezogen. Über die starr verbundene Magnetachse bewegt sich die Dosiermembran nach vorne. Dabei drückt sie das zu dosierende Medium durch das Druckventil aus dem Dosierkopf heraus; das Saugventil bleibt dabei geschlossen. Sobald der Stromimpuls zum Magneten abgeschaltet ist, bricht das Magnetfeld zusammen. Eine Rückholfeder bringt das Druckstück zusammen mit der Membran wieder in die Ausgangslage zurück. Gleichzeitig schließt das Druckventil und der Dosierkopf wird über das Saugventil erneut befüllt.
Innerhalb des Magnetantriebs ist das Druckstück das einzige bewegte Teil. Es ist in PTFE-Buchsen nahezu verschleißfrei gelagert. Ein Magnetantrieb kann deshalb als „wartungsfrei“ bezeichnet werden.
Wie in Abbildung 1 dargestellt, erfolgt die Einstellung des Hubvolumens über die Begrenzung des Rückhubes mit dem Hubverstellbolzen. Bei den Membrandosierpumpen der beta-Baureihe ist das Gegenlager für den Hubverstellbolzen starr mit dem Magneten verbunden. Auf diese Weise gewährleistet man, daß die Schläge des Druckstückes beim Saughub am Magneten abgefangen werden und nicht bis zum Bedienteil, in dem sich die Elektronik befindet, gelangen können. Ein weiterer Vorteil ist, daß nach dem Öffnen des Gehäuses an der Bedienseite keine Neujustierung des Hublängen-Nullpunktes durchgeführt werden muß.
Die zwischen Dosierkopf und Kopfscheibe eingespannte Membran schließt den Dosierraum hermetisch dicht ab. Die medienberührte Seite der Membran ist mit einer PTFE-Auflage versehen, die eine hohe Chemikalienbeständigkeit und mechanische Festigkeit gewährleistet. Als Trägermaterial dient ein gewebeverstärktes, hochelastisches EPDM-Elastomer mit korrosionsbeständigem Kunststoffkern, der auf die Magnetachse aufgeschraubt ist. Um eine relativ drucksteife Dosierkennlinie zu erreichen, ist bei einer maximalen Hublänge von 1,25 mm die Walkzone zwischen Membraneinspannung und Membrankern sehr klein.
Leistungsbereich und Baugrößen
Die Magnet-Membrandosierpumpen der beta-Baureihe gibt es in zwei Baugrößen. Diese decken bei Gegendrücken von 16 bis 2 bar zwei Leistungsbereiche ab,
• beta/4: 0,6 bis 20 l/h und
• beta/5: 4,7 bis 32 l/h.
Es können zwei Antriebe mit acht Fördereinheiten unterschiedlicher Größe kombiniert werden. Dabei passen die Fördereinheiten gleichermaßen auf die Antriebe der Baureihe beta/4 und beta/5.
Ganz im Sinn einer hohen Betriebssicherheit kann durch eine Programmierung der Leistungsdaten der Druck, den die Pumpe beim Betrieb gegen ein geschlossenes Absperrorgan oder eine verstopfte Dosierleitung aufbaut, begrenzt werden.
Einstell- und Ansteuerungsmöglichkeiten
Hublänge und Hubfrequenz bestimmen die zu dosierende Menge. Bei den beta-Pumpen erfolgt die Hublängeneinstellung stufenlos zwischen 0 und 100%. Der empfohlene Bereich liegt zwischen 30 und 100%. Die Hubfrequenz kann der Anwender in 10%-Stufen zwischen 0 und 100% wählen. Da beide Parameter annähernd linear in die Förderleistung eingehen, läßt sich die Pumpeneinstellung optimal an den Prozeß anpassen. Wird eine gute Durchmischung gewünscht, ist eine hohe Hubfrequenz bei reduzierter Hublänge zu empfehlen. Ist das Dosiermedium dickflüssig oder ausgasend, ist eine große Hublänge bei reduzierter Hubfrequenz sinnvoll.
Die beta-Membrandosierpumpen können aber auch über externe Signale angesteuert werden. Mit Hilfe der Ein/Aus-Zuschaltfunktion können die Pumpen über einen potentialfreien Kontakt ein- bzw. ausgeschaltet werden. Solange der Steuerkontakt geschlossen ist, laufen die Pumpen mit der am Multifunktionsknopf eingestellten Hubfrequenz. Ist er geöffnet, bleiben sie stehen. Der Life-Zero-Betrieb führt bei Kabelbruch zum Stillstand der Pumpen. So läßt sich eine ungewollte Dosierung ausschließen.
In der Betriebsart „Extern-Ansteuerung über potentialfreie Kontakte“ gibt ein separates Steuergerät die Hubfrequenz der Pumpe vor. Diese Betriebsart nutzt man beispielsweise bei der mengenproportionalen Zugabe von Chemikalien in das Trinkwasser.
Über die Funktion „Externe Frequenzumschaltung auf Auxiliarfrequenz“ kann die Pumpe über einen potentialfreien Kontakt auf Maximalfrequenz umschalten. Diese, nach dem Ruhestromprinzip arbeitende Betriebsart ist sowohl dem manuellen als auch dem Externbetrieb übergeordnet.
Die Überwachung des Chemikalienvorrats kann mit Hilfe eines zweistufigen Niveauschalters erfolgen. Beim Erreichen der ersten Schaltstufe löst die Pumpe ein Alarmsignal aus und das optionale Störmelderelais wird aktiviert. Vor dem Erreichen der zweiten Schaltstufe – sie würde einen Pumpenstillstand bewirken – bleibt genügend Zeit, um den Chemikalienvorrat aufzufüllen. Mit dem Taktgeberrelais läßt sich eine zweite Pumpe parallel ansteuern, oder es können die Dosierhübe extern erfaßt werden.
Dosierköpfe aus chemikalienbeständigen Materialien
Aufgrund der vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der beta-Magnet-Membrandosierpumpen steht eine breit gefächerte Palette von Dosierköpfen aus unterschiedlichen Werkstoffen zur Verfügung. Dosierköpfe aus Polypropylen weisen eine hohe Chemikalienbeständigkeit auf und sind für die meisten der in der Wasseraufbereitung vorkommenden Chemikalien geeignet. Die Werkstoffkombination Plexiglas/PVC nutzt man bevorzugt bei der Dosierung von Chlorbleichlauge. Ein weiterer Vorteil der Plexiglas-Dosierköpfe ist ihre Durchsichtigkeit. Der Pumpvorgang läßt sich so jederzeit beobachten und überwachen. Des weiteren können Ablagerungen, die zu Funktionsstörungen führen können, rechtzeitig erkannt und entfernt werden.
Für die Dosierung hochkonzentrierter Säuren und Laugen stehen Dosierköpfe aus PTFE zur Verfügung. Dieser Werkstoff zeichnet sich durch eine universelle Chemikalienbeständigkeit aus.
In Edelstahl gefertigte Dosierköpfe werden vor allem in der chemisch/pharmazeutischen und in der Lebensmittelindustrie eingesetzt. Sie sind gegen organische Lösemittel beständig und sterilisierbar.
Für die Dosierung stark ausgasender Medien wie Wasserstoffperoxid oder Peressigsäure eignen sich selbstentlüftende Dosierköpfe, die in den Werkstoffen Polypropylen oder Plexiglas/PVC erhältlich sind.
Sicher und universell einsetzbar
Bei den beta-Magnet-Membrandosierpumpen ist der Dosierraum durch eine PTFE-kaschierte Elastomermembran hermetisch von der Umgebung abgeschlossen. Diese, in den beta-Pumpen realisierte Kombination aus Dichtheit und hoher Chemikalienbeständigkeit ermöglicht die Dosierung von unterschiedlichsten Stoffen, beispielsweise:
• Chlorbleichlauge,
• Chemikalien zur pH-Korrektur,
• umwelt- und gesundheitsschädigende oder leichtflüchtige Medien,
• sterile oder anaerobe Medien.
Die Magnet-Membrandosierpumpen der beta-Baureihe haben keine bewegten Dichtflächen. Eine Leckagegefahr besteht nicht, so daß auf Einrichtungen zur Verhinderung von Trockenlauf verzichtet werden kann. In Verbindung mit dem nahezu verschleißfreien Magnetantrieb erhält der Anwender ein sehr zuverlässiges, sicheres und kostengünstiges Dosiersystem, das sich aufgrund der vielfältigen Ansteuerungsmöglichkeiten auch in größere verfahrenstechnische Anlagen integrieren läßt.
Halle 5, Stand 5H41
Weitere Informationen cav-247
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