Schlauchpumpen

Dr. Boris Gehring

Der Rotor ist das einzige bewegte Teil der Schlauchpumpe. Am Rotor befestigt sind die Verdrängerorgane, die über den an der Gehäusewand anliegenden Schlauch abrollen und ihn dabei zusammendrücken. Der Schlauch stellt sich anschließend wieder durch die Eigensteifigkeit in die kreisrunde Querschnittsform zurück. Die Verdrängerorgane können als Rollkörper oder Gleitschuhe ausgebildet sein. Durch die Drehung des Rotors und dem Abrollen (bei Rollkörpern) bzw. durch die Reibwirkung (bei Gleitschuhen) wird das im Pumpenschlauch befindliche Fördergut weiterbewegt. Dabei wird das gesamte Volumen, das zwischen den Verdrängerorganen eingeschlossen wird, weitergefördert. Bei industriellen Schlauchpumpen sind zwei oder drei Verdrängerorgane an einem Rotor befestigt.

Im Pumpengehäuse befindet sich ein Schmiermittel, das den Schlauch außen umgibt und der Schmierung des Verdrängerorgans auf dem Pumpenschlauch sowie zur Temperaturkonstanthaltung dient.

Schlauchpumpen sind trocken selbstansaugend, d. h. sie sind in der Lage, Fluide z. B. aus Behältern anzusaugen, ohne zuvor mit Flüssigkeit gefüllt zu sein. Die Fähigkeit von Schlauchpumpen, saugend zu fördern, ist durch die Eigensteifigkeit des Schlauches bestimmt. Durch die Rückstellkraft des Schlauches wird das Medium saugseitig angesaugt. Bestimmend für den Ansaugvorgang ist die Eigensteifigkeit des Schlauches und der Pumpeninnendruck, der auf dem Schlauch lastet.

Da es für den Fördervorgang unerheblich ist, ob der Förderschlauch mit Produkt gefüllt ist oder nicht, sind Schlauchpumpen grundsätzlich trockenlaufsicher, nicht zuletzt auch deshalb, weil sich keine Dichtungen im Produktraum befinden.

Schlauchpumpen sind in Standardausführung mit Förderleistungen von 1 l/h bis 68 m3/h erhältlich.

Mit Schlauchpumpen können insbesondere abrasive, viskose, aggressive, korrosive und reaktive Medien sowie Schlämme und stark feststoffhaltige Fluide gefördert werden. Dabei sollten harte, unverformbare Feststoffe nicht größer als ein Drittel des Schlauchdurchmessers sein. Weiche, verformbare Partikel hingegen können nahezu so groß wie der Schlauchdurchmesser sein. Scherempfindliche Medien werden mit höchstmöglicher Schonung gepumpt.

Man unterscheidet die Schlauchpumpen in Nieder- und Hochdruckpumpen. Der Unterschied liegt in den Eigenschaften des Schlauches, der Gehäusekonstruktion und im Antriebsmoment des Motors.

Niederdruckpumpen decken einen Bereich bis ca. 2,5 bar (Abb. 1) ab. Der Druck wird dabei durch das Schlauchmaterial limitiert. Werden Rollkörper verwendet, können in Niederdruckpumpen feste Schmiermittel, wie z.B. Schmierfett, eingesetzt werden. Da die Rollkörper nur eine minimale Reibung verursachen, ist eine Schmierung mit Silikon- oder silikonfreiem Schmierfett möglich. Die Verwendung von Schmieröl zur Verringerung der gesteigerten Reibung ist lediglich bei Pumpen mit Gleitschuhen notwendig.

Hochdruckpumpen fördern bis 15 bar. Die verwendeten Hochdruckschläuche zeichnen sich durch eine größere Wandstärke (ca. 1 cm) und zwei Gewebeeinlagen im Schlauch aus.

Bei Hochdruckpumpen kommen flüssige Schmiermittel, Schmieröle zum Einsatz. Die Pumpen unterscheiden sich dabei in den Füllmengen. Prinzipiell benötigen Pumpen mit Rollkörpern, wegen der geringeren Reibung, nur ca. ein Fünftel der Schmierölfüllung wie Pumpen mit Gleitschuhen.

Die neuentwickelte DL-Schlauchpumpe für den Hochdruckbereich zeichnet sich durch ihre hohe Leistungsfähigkeit aus.

Der Rotor ist mit speziell gestalteten Führungsschienen im Bereich der Rollkörper versehen, so daß die Andruckfläche zum Schlauch vergrößert wird. Der Schlauch läßt sich dadurch während der Volumenverdrängung durch den Rollkörper vorformen und schonen. Durch diese größeren Andruckflächen sind wesentlich höhere Schlauchstandzeiten erreichbar. In Abbildung 2 ist eine Schlauchpumpe der DL-Baureihe mit abgenommenem Deckel dargestellt.

Die Wartungs- und Bedienfreundlichkeit konnte durch die Veränderung der Schlauchbefestigung erheblich gesteigert werden. Bei der DL-Serie benötigt man für den Schlauchwechsel ca. 15 Minuten.

Schlauchpumpen zeichnen sich durch ihre universelle Einsetzbarkeit aus und sind in allen Industriezweigen vertreten. Im folgenden sind daher nur beispielhaft einige wenige Anwendungsgebiete dargestellt.

In der chemischen Industrie werden Schlauchpumpen überall dort eingesetzt, wo aggressive, korrosive oder partikelhaltige Produkte zu fördern sind. Darunter fallen die Förderung von konzentrierter Schwefelsäure, Fällungsmitteln, Katalysatoren, von feststoffbelasteten Waschwässern aus Reaktoren oder von Verbindungen mit chemisch undefinierter Zusammensetzung.

In der Umwelttechnik können Schlauchpumpen in nahezu jedem Bereich eingesetzt werden. Sie kommen zur schonenden Förderung von sehr empfindlichen und sehr groben Gütern zum Einsatz.

Da Schlauchpumpen keine produktberührten Teile aufweisen, können sie auch zur Förderung abrasiver Schlämme eingesetzt werden. Dies ist bei der Förderung von Abwasser- und Abfallschlämmen der Fall. Dabei fördern Schlauchpumpen den Schlamm aus zerkleinerten Abfällen z. B. in Gärtürme, in denen Biogas zu Wärmegewinnungszwecken gewonnen wird.

Ein Standardanwendungsfall in der Umwelttechnik stellt die Beschickung von Kammerfilterpressen durch Schlauchpumpen dar. Die partikelhaltigen Schlämme werden nach der Ausfällung der abzutrennenden Schmutzstoffe der Filterpresse zugeführt und dort entwässert. Dabei werden die zuvor ausgefällten Verunreinigungen von der ablaufenden Flüssigkeit getrennt, der anfallende Schlamm kann anschließend entsorgt werden.

Derartige Installationen sind nicht nur im Bereich der Abwasserbehandlung, sondern auch zur Behandlung von Reinigungs- und Spülflüssigkeiten (z. B. im Bereich von Industriewaschanlagen) weit verbreitet.

In der Biotechnologie kommt es bei der Förderung von Fermenterbrühen, Zellkulturen und mikrobiologisch gewonnener Wirkstoffe besonders auf schonendes Fördern an. Die verwendeten Schlauchpumpen werden mit geringer Drehzahl und groß dimensioniert ausgelegt, um das Fördergut ohne Scherbeanspruchung fördern zu können. Mit Schlauchpumpen können sowohl die Nährlösungen, flüssig und pastös, wie auch Mikroorganismenkulturen gefördert werden.

Einen speziellen Anwendungsfall stellt die Bierherstellung dar. Bei der Bierfiltration nach der Gärung und Lagerung wird das Bier mit Filterhilfsmitteln meist in Form von Kieselgurmischungen filtriert. Dies erfolgt in Anschwemmfiltern mit horizontalen oder vertikalen Filterelementen. Die Bierpartikel wie Hefen, Hopfenreste, Schleimstoffe usw. werden in der porösen Struktur des Filterhilfsmittels eingelagert und damit abgeschieden. Der Filter muß von Zeit zu Zeit entleert werden, um das Filterhilfsmittel mit den eingelagerten Verunreinigungen zu entfernen. Der Filterhilfsmittelschlamm ist sehr abrasiv und weist einen Trockensubstanzgehalt von ca. 20% auf. Zur Förderung des Schlammes werden Pumpen benötigt, die keine produktberührten Teile wie z. B. Dichtungen aufweisen, da diese vom schmiergelnd wirkenden Schlamm innerhalb kürzester Zeit vollkommen zerstört würden. Zudem muß die Pumpe trockenlaufen können, da der Schlamm trocken angesaugt und die Rohrleitung entleert werden muß, ohne daß die Pumpe mit Produkt gefüllt ist. Schlauchpumpen werden diesen hohen Anforderungen voll gerecht. Mit einer Schlauchpumpe am Schlammaustragsstutzen des Filters kann der Schlamm innerhalb kürzester Zeit abgezogen werden. Dabei spielt der Trocknungsgrad des Kuchens keine Rolle für die Förderleistung.

Weitere Informationen cav-204