Baukastensysteme reduzieren Lagerkosten

Dipl.-Ing. Christian Haag

Bei den Laufrad- und Gehäusehydrauliken stellt sich für die Entwickler das Problem, einen großen freien Durchgang mit einem guten Wirkungsgrad zu kombinieren. Die Lösung liegt in der richtigen Wahl der Laufradform für die jeweilige Fördermenge. Bei kleinen Fördermengen haben sich Freistrom- und bei mittleren Fördermengen Einkanalräder durchgesetzt. Da die Antriebsleistungen solcher Aggregate klein sind, überwiegt der Vorteil des freien Duchganges dieser Laufradformen gegen-über dem Nachteil des geringeren Wirkungsgrades. Infolge gestiegener Energiekosten geht der Trend bei großen Fördermengen zu Mehrkanalrädern. So werden heute bei Tauchmotorpumpen bereits ab Nennweite 150 hydraulische Wirkungsgrade von über 80% realisiert. Freie Durchgänge von 76 mm oder sogar 100 mm gewährleisten eine abwassertaugliche Gestaltung der Hydraulik.

Da nicht nur größere Feststoffe, sondern auch abrasive oder korrosive Medien gefördert werden, ist die richtige Werkstoffkombination zur Erzielung langer Standzeiten von entscheidender Bedeutung. Mit den bereits vor einigen Jahren erfolgreich eingeführten Duplex-Werkstoffen ließ sich die Korrosionsbeständigkeit zum Beispiel für den Transport von Meer- und Brackwasser sowie von sauren Lösungen steigern. Neue, sogenannte „Triplex-Werkstoffe“ enthalten einen hohen Volumenanteil an Chromcarbiden und zeichnen sich durch eine deutlich erhöhte Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit aus. Im Pumpenbau ermöglicht dies eine Erweiterung des Einsatzbereiches und die Verlängerung der Standzeiten der Aggregate, ohne daß neue Modelle oder veränderte technische Konzepte notwendig sind.

Nicht nur der hydraulische Wirkungsgrad einer Tauchmotorpumpe ist für eine betriebswirtschaftliche Betrachtung entscheidend, auch ein hoher Wirkungsgrad des Motors ist hierbei wesentlich. Moderne Motorenkonzepte erlauben es heute, Wirkungsgrade um die 96% zu realisieren. Um eine optimale Wärmeabfuhr zu gewährleisten, verzichtet man bei Neuentwicklungen auf Zwangs- oder Umlaufkühlung. Kühlkanäle innerhalb der Pumpe können durch Feststoffe im Fördermedium verstopfen und damit zum Ausfall des Aggregates führen. Die direkte Kühlung mit dem umgebenden Medium gewährleistet einen optimalen Wärmeübergang vom Motor zur Förderflüssigkeit, da kein Kühlmantel als Isolationshülle wirkt.

Die thermischen Reserven und die Überwachungseinrichtungen moderner Tauchmotoren werden so ausgelegt, daß ein Leerpumpen des Pumpensumpfes bei ausgetauchtem Motor ohne Überhitzung möglich ist. Die Kapselung der Motoren und damit der Schutz vor Wassereinbruch hat einen sehr hohen Standard erreicht. So sind die Kabeleinführungen für die Kraft- und Steuerleitung bei Tauchmotorpumpenaggregaten heute längswasserdicht vergossen. Die Dichtheit läßt sich durch die Einbettung der einzelnen Adern in Gießharz und die Verlötung der Aderlitzen zusätzlich absichern. Um bei einer Beschädigung des Kabels dieses schnell austauschen zu können, wurden lösbare Leitungsverbindungen entwickelt. Im Motorraum integriert, machen diese im Servicefall das zeitaufwendige An- und Abklemmen an den Stator des Motors überflüssig und können sogar bei explosionsgeschützten Motoren zum Einsatz kommen.

In modernen Konstruktionen ist die Sicherheitstechnik bereits integriert. Eine umfangreiche Sensorik in der Pumpe übernimmt die Überwachung wichtiger Betriebsparameter. Um den Motor vor Überhitzung zu schützen, ist neben dem Temperaturüberwachungskreis für den Explosionsschutz ein zweiter Kreis mit Wicklungstemperaturfühlern integriert. Dieser schaltet bei Erreichen eines schädlichen Grenzwertes den Motor ab und schützt damit auch im ausgetauchten Zustand vor Überhitzung. Nach einem Abkühlen und dem damit verbundenen Unterschreiten des oberen Temperaturniveaus wird der Motor selbständig wieder eingeschaltet. Temperaturfühler messen permanent den Betriebszustand der Lager, obwohl diese aufgrund der Anforderungen im Abwasserpumpbetrieb groß dimensioniert werden und damit eine hohe Lebensdauer auch unter härtesten Bedingungen erreichen. Feuchtigkeitssensoren überwachen den Motorinnenraum und melden jede Dichtungsleckage. Damit unterliegen alle für den Pumpenbetrieb wichtigen Funktionseinheiten einer ständigen Überwachung und Kontrolle. In Verbindung mit einem regelmäßigen Wartungs- und Inspektionssystem sorgen sie für einen langen, störungsfreien und damit wirtschaftlichen Betrieb der Pumpe. Neuentwickelte Auswerteelektroniken auf Mikroprozessorbasis erfassen die in der Pumpe gemessenen Betriebsparameter und übernehmen u. a. die nachfolgenden Funktionen:

• Spitzenlastzuschaltung,

• Niveaualarm,

• Pumpenwechsel bei Störung,

• Überlastschutz.

Wahlweise lassen sich diese intelligenten Steuergeräte mit Modulen zur Datenaufzeichnung und zur Kommunikation mit anderen Computersystemen ausstatten.

Baukastensysteme ermöglichen die Standardisierung einzelner Komponenten und tragen zu einer Reduzierung der Lagerkosten bei. Gleiche Hydrauliken, Laufräder, Gleit-ringdichtungen sowie Dichtungselemente können in verschiedenen trocken oder naß aufgestellten Pumpenbaureihen zum Einsatz kommen. Damit ist es dem Betreiber möglich, Ersatzteile nicht mehr baureihenspezifisch, sondern nach Anwendungsfällen für ein bestimmtes Leistungsspektrum vorzuhalten.

Halle 5, Stand 5E14

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