Mit den Anforderungen gewachsen Grown to match demands

Manfred Kluge

Richter Chemie-Technik hat die Magnetkupplungspumpe MNK 1987 in den Markt eingeführt und ließ in der Folge immer wieder durch einige markante Weiterentwicklungen aufhorchen. Zu den wesentlichen Merkmalen der Pumpe gehören unter anderem die Safeglide-Trockenlaufoptimierung, Förderleistungen bis 300 m³/h und Förderhöhen bis 140 m, Eignung für Temperaturen bis 200 °C und für feststoffhaltige Medien über 30 % Feststoffanteil hinaus sowie die Eignung für reine und hochreine Medien. Das Unternehmen hat die MNK nun nochmals entscheidend in mehrfacher Hinsicht verbessert, um den stetig wachsenden Anforderungen im Markt gerecht zu werden.

Bei besonders schwierigen Betriebsbedingungen, z. B. bei kristallisierenden, anbackenden oder schlecht schmierenden Medien, bei Mangelschmierung und erhöhtem Gasanteil, tritt erhöhte Gleitlagerreibung auf. Die Gleitlagermitnahme wird besonders stark belastet, in Einzelfällen führte die starke Beanspruchung zu einem Herauswinden des Gleitlagers aus der Nut im Pumpenrotor. Um hier Betriebssicherheit auch für Extrembedingungen zu schaffen, wurde die Gleitlagermitnahme am Pumpenrotor modifiziert. Die Übertragung des Drehmoments erfolgt nun über zwei am Radius angesetzte Mitnehmer. Dank der deutlich vergrößerten Mitnahmefläche ergibt sich nun an dieser Stelle ein um mehr als 100 % größeres Drehmoment. Die verbesserte Gleitlagermitnahme ist Standard für alle MNK-Pumpen.

Der Auskleidungsfluorkunststoff PFA ist in punkto Korrosionsfestigkeit fast unschlagbar gut. Gegenüber dem praktisch gleich beständigen PTFE hat das thermoplastische PFA den Vorteil höherer Diffusionsbeständigkeit. Eine PFA-Wanddicke von 5 mm reicht meistens auch bei stark permeierenden Fluiden. Aus konstruktiven und physikalischen Gründen kann im Pumpenbau aber nicht bei allen Komponenten eine 5-mm-Auskleidung vorgesehen werden, z. B. bei Spalttöpfen und Magnetrotoren. Hier kommt nun der hoch permeationsresistente Fluorkunststoff PFA-P zum Zuge. Über alle Betriebsdrücke und -temperaturen hinweg wird die Permeation durch PFA-P gegenüber Rein-PFA auf etwa die Hälfte und gegenüber Standard-PTFE sogar auf ein Viertel reduziert. PFA-P hat – von Ausnahmen abgesehen – die gleiche chemische Beständigkeit wie Rein-PFA und PTFE und ist geeignet für Temperaturen bis 200 °C. Damit ließ sich der Einsatzbereich der MNK-Pumpe auf Bereiche ausdehnen, in denen bislang nur Pumpen aus hochlegierten Metallen eingesetzt wurden.

Aus Anwendersicht ist die beste Pumpe die, die man gar nicht wahrnimmt, weil sie ihre Arbeit einwandfrei verrichtet. Dennoch gibt es Anwendungen, bei denen Betriebszustände auftreten können, die kritisch für die Funktion und die Lebensdauer der Pumpen sein können. Besonders kritisch sind beispielsweise Mangelschmierung oder gar Trockenlauf, zu geringe oder zu große Fördermengen, Überlastung (Kupplungsabriss) und transienter Betrieb (plötzliche Änderungen des Betriebspunkts). Genau hier setzt das Pumpenzustandsüberwachungssystem an, das demnächst in jede MNK-Pumpe integriert sein wird. Dieses System überwacht den Betriebspunkt der Pumpe auf einfache Weise und versetzt den Betreiber somit in die Lage, die Pumpe stets im zulässigen Bereich und damit sicher zu betreiben. Er erfährt entweder über die lokale LED-Anzeige direkt an der Pumpe oder per Fernüberwachung sofort, ob ein für die Lebensdauer der Pumpe kritischer Zustand herrscht. Alle genannten Informationen sowie Aussagen über Drehzahl, Drehmoment und Temperatur können gespeichert (Datenlogger) und jederzeit abgefragt werden.

Des Weiteren wird die Förderleistung der Magnetkupplungspumpen auf bis zu 550 m³/h erweitert werden. Schon mit dem bestehenden Bereich bis 300 m³/h ist die MNK eine der leistungsstärksten, auf dem Markt verfügbaren, PFA/PTFE-ausgekleideten Magnetkupplungspumpen.

Richter Chemie-Technik launched the MNK magnetic drive pump on the market in 1987 and subsequently attracted considerable attention with a series of unique refinements. The outstanding features of the MNK include Safeglide dry-run optimisation, flow rates of up to 300 m³/h, delivery heads of up to 140 m, an ability to withstand temperatures up to 200 °C and suitability for solids-laden media with a solids content of over 30 % as well as pure and ultra-pure media. The MNK has now been improved in several crucial ways to meet the continuously rising demands of the market.

Increased plain bearing friction arises in particularly difficult operating conditions, for example with crystallising, sticky or poorly lubricating media, with insufficient lubrication or a high gas content. The plain bearing engagement is subjected to especially high loads, and in isolated cases these loads have resulted in the bearing twisting out of the keyway in the inner magnet assembly. The plain bearing engagement on this assembly was modified in order to assure the same operational reliability under extreme conditions. The torque is now transmitted through two engagement features mounted on the radius. Thanks to the considerably larger engagement area, the torque at this point has been more than doubled. The improved plain bearing engagement is a standard feature of all MNK pumps.

PFA is almost unbeatable as a lining fluoroplastic when it comes to corrosion resistance. The thermoplastic PFA also offers the advantage of significantly higher permeation resistance than PTFE, which has similarly good corrosion resistance. A PFA wall thickness of 5 mm is generally sufficient, even with highly permeating fluids. For design and physical reasons, however, a 5 mm lining cannot be provided for all components in pump construction, e. g. cans and magnet assemblies. This is where the highly permeation-resistant fluoroplastic PFA-P comes into its own. The permeation through PFA-P is only around half that of pure PFA, and no more than a quarter that of standard PTFE, in all operating pressure and temperature ranges. PFA-P has the same chemical resistance as pure PFA and PTFE and is suitable for temperatures up to 200 °C. It has thus been possible to extend the operating range of the MNK to regions where only pumps made of high-alloy metals were previously used.

From the user’s point of view, the best pump is one you don’t even notice because it simply gets on with its job. However, operating conditions that are critical for the function and the service life of the pumps can occur in some applications. The following are especially problematic: insufficient lubrication or even dry running, flow rates that are too low or too high, overloading and transient operation. The pump condition monitoring system, which will in future be integrated into every MNK pump, provides an answer here. This system monitors the operating point of the pump in a simple way, so that the operator can be certain of always using the pump in the permissible range and therefore safely. If a condition critical to the pump service life arises, this is immediately notified either by the local LEDs directly on the pump or remotely. All the above information can be stored (in a data logger) and retrieved at any time. There are plans to increase the maximum flow rate to 550 m³/h. Even with the existing range up to 300 m³/h, the MNK is one of the most efficient PFA/PTFE-lined magnetic drive pumps. The benefits of the PFA/PTFE-lined MNK will in future also be accessible for numerous other processes, such as the production and treatment of sulphuric acid, chlorine plants and world-scale facilities.

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