Gleichmäßig und präzise dosieren

Christian Hansen

Grundfos hat das Dosierpumpenprogramm nach oben erweitert und bietet nun Dosierpumpen mit einer Dosierleistung zwischen 2,5 ml/h und 940 l/h. Für diese Leistungsbandbreite sind nur vier Baugruppen mit insgesamt neun Pumpengrößen erforderlich:

Während die kleineren Dosierpumpen mit Schrittmotoren bestückt werden, sind in den großen Varianten aufgrund der erforderlichen Motorleistung bürstenlose Gleichstrommotoren installiert. Solche DC-Motoren ermöglichen weite Drehzahlspreizungen. Somit ist auch bei den großen Dosierpumpen der Baugruppe 3 und 4 ein breiter Verstellbereich zwischen 1:800 verfügbar; bei den Baugruppen 1 und 2 mit Schrittmotor liegt der Verstellbereich sogar bei 1:1000. Allen DME-Dosierpumpen gemeinsam ist die konstant hohe Dosiergenauigkeit von ±1 %.

Einsatzmöglichkeiten finden sich beispielsweise in der Brauchwasser- und Abwasseraufbereitung sowie in der Zellstoff- und Papierverarbeitung. Dort zeichnen sich DME-Pumpen durch schnelles und präzises Dosieren aus. Das digitale Display der Pumpe zeigt Milliliter und Liter an. Wer 4,67 l/h benötigt, stellt diese Menge am Display mit Drucktasten ein. Die eingestellte Dosiermenge entspricht dann exakt der tatsächlich geförderten Menge. Die Pumpenbaureihe hat weiterhin die Vorteile der einfachen Installation und einfachen Kalibrierung auf Knopfdruck. Während bei herkömmlichen Dosierpumpen die Arbeitsschritte Kalibrieren und Auslitern Zeit und Mühe erfordern, überzeugt die Dosierpumpe DME den Anwender durch ein sehr einfaches Handling: Im Kalibrier-Modus zählt die Pumpe die Anzahl der Hübe und die dabei dosierte Menge. Der Anwender kontrolliert die Dosiermenge. Die Pumpe speichert dieses Wissen und ist damit fertig kalibriert. Auch wenn die zu dosierende Menge geändert wird, ist kein Rekalibrieren erforderlich. Das Kontrolldisplay kann wahlweise auf der Frontseite oder am Seitenteil angebracht werden. Um auch problematische Medien exakt zu dosieren, sind die DME-Pumpen in Werkstoffen verfügbar, die aggressiven Flüssigkeiten widerstehen. Die medienberührten Pumpenteile können wahlweise aus Edelstahl, PVDF oder Polypropylen gefertigt werden; die textilverstärkte EPDM-Membran ist mit PTFE beschichtet.

Einer der frühen Feldtests der DME-Pumpen vor der Markteinführung fand bei Buckman Laboratories statt. Das Unternehmen produziert Chemikalien für die Wasseraufbereitung – u.a. Biocide, Korrosionsschutzmittel, Mittel gegen Schaumbildung und andere chemische Substanzen. Eddy Scott von Buckman zeigte sich von der Technik der neuen Dosierpumpen überzeugt: „Wir hatten eine der großen DME-Pumpen für einige Zeit bei einem Kunden eingesetzt und sie hat hervorragende Leistungen erbracht.“ Scott stellt zudem die Bedienerfreundlichkeit als weiteren wichtigen Vorteil heraus. Sehr angetan zeigte er sich von der einfach aufgebauten Menüstruktur. Und auch, dass alle Pumpen der Baureihe denselben Menüaufbau besitzen, bewertet er als großen Pluspunkt: „Die Einstellung der großen Pumpen erfolgt genauso wie die der kleineren. Das bedeutet, dass sich Bediener und Kunden nicht immer wieder neu in die Handhabung der Pumpe einarbeiten müssen.”

CDM ist ein führender Anbieter von Chemikalien und Rohstoffen für industrielle und kommunale Betriebe in Schweden und Norwegen. Das Unternehmen ist auf die drei Kernbereiche Papier, Überwachung der Umweltverschmutzung (Wasseraufbereitung und Entwässerung von Schlämmen) und Spezialchemikalien ausgerichtet. Da bereits zehn kleinere digitale Dosierpumpen bei CDM im Einsatz sind, waren den Mitarbeitern die Vorteile der Digitalen Dosierung bekannt, bevor sie die große DME-Pumpe im Rahmen eines Feldtests ausgehändigt bekamen. Die neue DME-Pumpe wird genutzt, um Aluminiumchlorid einer Papiermühle zuzuführen. Die Tatsache, dass die Pumpe druckstoßfrei arbeitet, erwies sich als großer Vorteil und die zahlreichen Funktionen waren für die Anwendungen sehr nützlich. Da digitale Dosierpumpen nun auch größere Fördermengen bewältigen können, wird CDM die Aggregate in weiteren Anwendungen einsetzen.

Das positive Feedback aus der Praxis kommt nicht unerwartet: Als Kolbenmembranpumpe ist die DME-Pumpe bauartbedingt optimal für ein präzises Dosieren geeignet. Solche Pumpen besitzen den höchsten volumetrischen Wirkungsgrad und weisen eine nahezu drucksteife Kennlinie auf, d.h. Durchfluss/Dosiermenge (Q) sind vom Druck (H) praktisch unabhängig. Denn wichtig ist, dass die Dosierpumpe eine definierte Menge pro Pumpenhub, Umdrehung oder Zeiteinheit liefert, unabhängig vom Gegendruck. Im Gegensatz zu konventionellen Kompakt-Dosierpumpen mit traditioneller Hublängenverstellung arbeiten DME-Pumpen stets mit voller Hublänge. Die Veränderung der Dosiermenge erfolgt allein über die Hubfrequenz und Variation der Hubgeschwindigkeit. Insbesondere im kontinuierlichen Betrieb im untersten Einstellbereich bietet die Motorsteuerung mit konstanter Hublänge ein nahezu pulsationsfreies Dosieren ohne Druckspitzen. Aufgrund dieser kontinuierlichen Dosierung vermischt sich auch bei kleinsten Dosiermengen das Additiv an der Impfstelle gleichmäßig mit dem zu beaufschlagenden Medium. Durch das so realisierte sanfte Dosieren wird nicht nur eine optimale Dosiergenauigkeit, sondern aufgrund der geringeren mechanischen Belastung auch eine erhöhte Lebensdauer der Membran und der gesamten Dosieranlage erzielt. Herkömmliche Dosierpumpen produzieren hingegen Druckstöße bis zum 2,5fachen des Betriebsdruckes, was den Membranverschleiß erhöht.

Die Baureihe DME arbeitet immer mit konstanter Hublänge, damit ist auch das Totraumverhältnis über den gesamten Leistungsbereich immer konstant und gleichbleibend optimal. Selbst auskristallisierende Medien können deshalb zu einem gewissen Grad störungsfrei gefördert werden. Der entscheidende Vorteil dieser Pumpen liegt aber beim Dosieren von ausgasenden Medien, wie z.B. Natriumhypochlorit oder Wasserstoffperoxid. Dem Medium fehlt sozusagen die Zeit auszugasen, weil es bei jedem Druckhub mit voller Hublänge wieder aus dem Pumpenkopf verdrängt wird und sich nicht in den verbleibenden Toträumen Gas ansammeln kann. Auch bei kleineren Dosiervolumina arbeitet die Pumpe daher betriebssicher bei einer hohen Dosiergenauigkeit.

Es gibt unterschiedliche Wege, um die Daten von einem Feldgerät (hier die Dosierpumpe) zur zentralen Leitstation zu lenken. Die klassische Praxis, jedes Feldgerät einzeln mit einem zentralen Prozesscontroller zu verkabeln, funktioniert zwar, ist aber nicht sehr effizient. Dagegen macht die Verwendung einer Bus-Struktur eine Punkt-zu-Punkt-Verkabelung unnötig. In Summe senkt dies die Installationskosten von Feldgeräten in der Praxis um bis zu 40 %. Zudem lassen sich neue Geräte durch Anschließen an den Bus sehr einfach ins System einbinden. Die Anbindungsmöglichkeit an die zentrale Leittechnik per Feldbus eröffnet dem Betreiber einer Dosierpumpe vielfältige und effiziente Überwachungs-, Kontroll- und Steuerungsmöglichkeiten. Alle generierten Daten stehen dann beispielsweise auch für vorbeugende Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmen zur Verfügung. Nicht zuletzt können Daten archiviert werden – wichtig beispielsweise in Branchen mit hohen Validierungsanforderungen durch die US-amerikanische FDA. Die Dosierpumpen DME von Grundfos können optional mit einem Profi- oder Geni-Bus-Modul ausgerüstet werden.

cav 400

Weitere Informationen zu den Dosierpumpen

Pumpenauslegungssoftware

Fachbuch – Leckfreie Pumpen, Verdichter und Vakuumpumpen