Direkt gekuppelte Schlauchpumpe

Die Funktionsweise peristaltischer Pumpen ist hinreichend bekannt (Abb. 1). Die Auswahl der Materialien und die Bauweise des Schlauches ist für eine effektive Pumpleistung von entscheidender Bedeutung. Die Wiederaufstellkraft des Schlauches bestimmt seine Saugeigenschaften und seine Stärke die Druckbelastbarkeit. So fördern Hochdruckschlauchpumpen mit verstärkten Schläuchen kontinuierlich gegen einen Druck von 16 bar, Niederdruckschlauchpumpen mit unverstärkten Schläuchen gegen einen Druck von rund 2 bar. Die maximale Durchflußrate für peristaltische Pumpen liegt bei etwa 80 m3 pro Stunde.

Die Flüssigkeit bleibt innerhalb des Pumpenschlauches in einem komplett geschlossenen System und kommt nicht in Kontakt mit den mechanischen Teilen der Pumpe. Dadurch sind Dichtungen, Stopfbuchsen sowie separate Absperr- oder Füllventile nicht erforderlich. Das ist vor allem bei korrodierenden, zähflüssigen oder aggressiven Flüssigkeiten vorteilhaft. Bei Produktwechsel ist eine Reinigung oder gar ein Auseinandernehmen der Pumpe nicht unbedingt erforderlich. Durch einfaches Austauschen des Schlauches kann die Pumpe anschließend ohne Gefahr einer Produktverunreinigung durch eine andere Flüssigkeit eingesetzt werden.

Da bei der peristaltischen Pumpbewegung keine mechanische Krafteinwirkung auf das Medium erfolgt, lassen sich auch scherempfindliche Flüssigkeiten wie Farbpigmente und Polyelektrolyte fördern. Auch das Pumpen fester und faseriger Medien ist möglich. Die Förderrolle schwemmt die meisten festen Partikel, die sich direkt am Druckpunkt befinden, weg. Die übrigen Partikel preßt die Rolle vorübergehend an die Wand des elastischen Schlauches. Sie werden mit der nächsten Fördermenge vorwärtsbewegt. Kristallisierende Chemikalien, industrielle Abfallstoffe und ähnliche Produkte lassen sich daher, soweit sie den Schlauch nicht zu mehr als 25% ausfüllen, fördern.

Schlauchpumpen arbeiten auch problemlos in umgekehrter Richtung. Der einzige Unterschied besteht bei Pumpen mit gefederten Rollen. Wenn die „führende“ Rolle zur „nachfolgenden“ Rolle wird, ändern sich die eigentlichen Federungsverhältnisse und damit auch die Saug- und Druckeigenschaften.

Die Pumpen erreichen bei den zu reproduzierenden Mengendosierungen Genauigkeiten kleiner 0,5%. Die Durchflußrate hängt von der Geschwindigkeit des Rotors und der Größe des Schlauches ab. Die Pumpe 505Du/RL hat zum Beispiel ein Übersetzungsverhältnis von 220:1. In Verbindung mit Schläuchen von 0,5 bis 8 mm kann die Durchflußrate zwischen 0,04 und 2,2 l/min betragen.

Für die peristaltischen Pumpen von Watson-Marlow gibt es acht verschiedene Schlauchmaterialien. Am häufigsten kommen in industriellen Anwendungen Marprene, ein thermoplastisches Elastomer mit einer sehr guten Lebensdauer, und Neoprene, ein synthetischer Gummi mit hoher Beständigkeit gegen aggressive Substanzen, vor. Die Angaben für die Schlauchlebensdauer in der Tabelle sind Durchschnittshöchstwerte, bezogen auf Versuche, in denen ein Pumpenkopf 501RL Wasser drucklos und mit freiem Zulauf fördert. Die tatsächliche Lebensdauer eines Schlauches hängt von den Betriebsbedingungen und dem Pumpenkopf ab, verringert sich aber bei Zunahme von Druck, Ansaugkraft, Temperatur und chemischer Beanspruchung.

Aufgrund des reproduzierbaren Mengenstromes bei kleinen Volumina entschied sich die BASF-Farbenmischfabrik in Michigan, vorhandene Doppelmembranpumpen zu ersetzen. Genau bemessene und wiederholbare Mengenabgaben an die Dispersionsmühle ermöglichen eine einheitliche Farbpigmentdosierung.

Einfache Reinigung, hohe Durchflußraten und präzise Dosierung sind auch die Hauptgründe, warum Eastman Kodak Schlauchpumpen von Watson-Marlow in ihrem Werk in Rochester, New York, installiert hat. Die in der Fotographie verwendeten Chemikalien werden aufgelöst und mit Hilfe einer Computersteuerung in Flaschen dosiert. Die Pumpenwartung besteht aus einem regelmäßigen Ausspülen der Schlauchanlage oder dem gelegentlichen Austauschen eines Schlauches. Eine einfache Reinigung ist in diesem Fall besonders wichtig, da mit den gleichen Pumpen verschiedene Lösungen zu fördern sind.

Bei einem Hersteller von Hochleistungsspeichertanks haben Schlauchpumpen von Watson-Marlow Druckregulatoren ersetzt. Die Pumpen bieten in einer entscheidenden Phase des Beschichtungsverfahrens eine bessere Materialflußsteuerung und somit eine verbesserte Materialausnutzung.

Die Tanks eignen sich zur Lagerung von festen und flüssigen Produkten in der Landwirtschaft, der Industrie und bei der Wasseraufbereitung. Die Platten, aus denen die Tanks bestehen, sind auf beiden Seiten mit einer korrosionsbeständigen Glasbeschichtung überzogen. Die vorgefertigten Tanks werden vor Ort montiert und sind in mehreren Hochleistungsstufen und in verschiedenen Farben erhältlich.

Als Teil des Plattenbeschichtungsverfahrens wird die Oberfläche des präparierten Stahlblechs mit einer äußerst genau kontrollierten Beschichtungslösung besprüht. Die gepumpte Lösung ist eine höchst aggressive und toxische Verbindung aus Mineralien, Lehm und katalytischen Wirkstoffen. Die Watson-Marlow 505U/RL-Pumpen bei diesem Tankhersteller sind mit Maprene-Schläuchen ausgerüstet und normalerweise etwa 14 Stunden pro Tag in Betrieb.

Die zuvor verwendete Druckregulatoranlage konnte weder die Unterschiede in der Flüssigkeitsviskosität auf angemessene Weise, noch den wechselnden Rückdruck, der durch die Auf- und Abwärtsbewegung der Spritzpistolen erzeugt wurde, bewältigen.

Die Möglichkeit, die Pumpen mit Fernbedienung an- oder auszuschalten, erlaubt eine unmittelbare Kontrolle. Die Fernbedienung wurde mit der Steuerung der Spritzpistolen zusammengelegt, um ein genaues Zielen beim Besprühen zu ermöglichen und Material einzusparen.

Demnächst stellt Watson-Marlow mehrere Varianten einer direkt gekuppelten Schlauchpumpe vor. Um zwei oder mehrere Chemikalien in einen Behälter zu dosieren, wurde eine Pumpe mit zwei 601R-Köpfen entwickelt (Abb. 2). Die Pumpe ist mit einem robusten IP55-Industriemotor ausgerüstet, an dem die Pumpenköpfe direkt angeflanscht sind. Die Konstruktion ist eine sehr kosteneffiziente Lösung, die alle Vorteile einer peristaltischen Pumpe in sich vereinigt.

Beide Pumpenköpfe verfügen über einen gemeinsamen Antrieb. Dadurch bleibt das Mengenverhältnis der geförderten Chemikalien immer gleich. Da sich aber die Pumpenköpfe mit Schläuchen unterschiedlicher Größe bestücken lassen, sind die abzugebenden Mengenvolumina nicht zwingend identisch. Es gibt zwei Modelle mit fester Drehzahl, die pro Kanal Durchflußraten von 2,2 bis 16 l/min abdecken.

Eine weitere Alternative ist die direkt gekuppelte Pumpe, deren Geschwindigkeit mit Hilfe eines integralen IP55-Frequenzumrichters gesteuert wird. Das Übersetzungsverhältnis ist 5:1, wodurch die Durchflußraten zwischen 0,5 und 16 l/min liegen. Sie eignen sich besonders für solche Einsätze, wo der Arbeitsablauf (Geschwindigkeit und An/Aus) automatisch gesteuert wird. Dieses Modell mit integriertem Inverter gibt es sowohl mit einem als auch mit zwei Pumpenköpfen.

Weitere Informationen cav-200