Die leckfreien und äußerst verschleißarmen Doppelschlauchpumpen der J. Emmerich Pumpenfabrik wurden vor allem zur Förderung von umweltbelastenden toxischen sowie viskosen und abrasiven Medien mit Feststoffanteilen bis 80 % konzipiert. Von den herkömmlichen Varianten unterscheiden sie sich hauptsächlich durch das Prinzip der direkten Steuerung.
Die auf der Achema 2000 vorgestellten Doppelschlauchpumpen (Schlauch im Schlauch) stehen jetzt in der zweiten, verbesserten Generation zur Verfügung. Im Gegensatz zu hydraulisch angetriebenen Schlauchpumpen benötigen die Schlauch-im-Schlauch-Pumpen keine Membran, um durch deren Endlagesteuerung die konstante Menge der Hydraulikflüssigkeit zu gewährleisten. Bei herkömmlichen Varianten legt sich diese Membran in der letzten Phase des Saughubes an den Membranteller und bewegt den in deren Mitte angebrachten Stößel, der wiederum das Nachholventil öffnet. Die aufgrund der Kolbenleckage und permanenten Entlüftung des Pumpenraumes während des Druckhubes fehlende Hydraulikflüssigkeitsmenge wird ergänzt.
In solchen Konstruktionen ist die Lebensdauer der Membrane ausschlaggebend, da der Bruch des Schlauches fast immer die Folge des Membranbruches ist. Die Menge der Hydraulikflüssigkeit im Pumpenraum ist dann nicht mehr konstant und der Schlauch wird entweder immer mehr ausgedehnt oder immer mehr zusammengedrückt.
Direkt gesteuert
Das Funktionsprinzip der Schlauch-im-Schlauch-Pumpen verdeutlichen die Bilder 1 und 2. Der Kolben (1 in Bild 1) verdrängt die Hydraulikflüssigkeit im Raum 2 und damit die Schläuche 3 und 4. Der Raum 5 über die Steuerungsmembrane 6 wird mittels Gas, z. B. Pressluft, mit Druck beaufschlagt. Ist der Förderdruck kleiner als der Druck im Raum 5, bewegt die Hydraulikflüssigkeit nur die Schläuche 3 und 4 (maximale Fördermenge, Bild 1). Ist der Förderdruck/Systemdruck größer als der Druck/Grenzdruck im Raum 5, bewegt die Hydraulikflüssigkeit die Steuerungsmembrane 6. Die Fördermenge sinkt (Bild 2).
Die eventuelle Leckage am Kolben 1 und die permanente Leckage beim Entlüften des Pumpenraumes 2 fließt in den Sammelraum 7. Das Flüssigkeitsniveau in diesem Raum wird von einer Sonde überwacht. Steigt das Niveau über das Maximum, so wird das Magnetventil 8 geöffnet. Mit dem Saughub des Kolbens 1 wird die Hydraulikflüssigkeit über das geöffnete Magnetventil 8 und das Rückschlagventil 9 nachgeholt, bis das Flüssigkeitsniveau im Sammelraum 7 auf das Minimum sinkt.
Vorteile
Die Lebensdauer des Schlauches ist bedeutend länger als die einer Membran. Das Entfallen der klassischen Membrane ermöglicht darüber hinaus eine Reduzierung des Durchmessers des Pumpenkopfes und damit des Pumpengewichtes, was vor allem bei den großen Pumpen sehr interessant ist. Die Doppelschlauchpumpe ist hermetisch dicht und sichert einen leckfreien Betrieb. Beide Schläuche sind aus chemisch beständigen Kunststoffen gefertigt und garantieren dem Betreiber höchste Sicherheit bei der Förderung von toxischen und umweltbelastenden Medien. Da der Raum zwischen den beiden Schläuchen nicht befüllt ist, kommt es im Falle eines Schlauchbruches zu keinerlei Vermischung des Förderfluides mit einer anderen Flüssigkeit. Als Hydraulikflüssigkeit wird Öl eingesetzt. Dies garantiert eine schonende und fast wartungsfreie Arbeit des Kolbens und des Zylinders. Das Förderfluid hat keinen Kontakt mit dem Pumpengehäuse und wird schonend und geradlinig durch den inneren Schlauch gepumpt. Es bilden sich keine Ablagerungen der Feststoffe, und es gibt keinen Verschleiß im Pumpengehäuse.
Diese Art der Steuerung ermöglicht dem Pumpenbetreiber eine flexible Anpassung des Druckes und der Menge des Fördermediums an die Betriebsbedingungen der Anlage. Die Anpassung ist mit Hilfe eines mit Pressluft oder Stickstoff vorzuspannenden Dämpfers sehr schnell zu realisieren, es bedarf keiner Demontage oder Teildemontage der Pumpe und ist online und zentral möglich. Die Steuerungsmembrane (6 in Bild 1) hat dabei die Aufgabe eines Überdruckventils.
Die Erhöhung des Vorspanndruckes der Steuerungsmembrane verschiebt den Aussteuerungsbereich der Pumpe (Bild 3), d. h. erhöht den Maximaldruck/Grenzdruck. Die einfache geometrische Gestaltung des Raumes über der Steuerungsmembrane ermöglicht die Veränderung der Breite des Aussteuerungsbereiches (Bild 4).
Im Gegensatz zum herkömmlichen Überströmventil, sind bei jedem Grenzdruck beliebig kurze Öffnungszeiten realisierbar. So bestimmt man sehr präzise den Maximaldruck/Grenzdruck der Pumpe.
Eine Schlauchbruch-Anzeigevorrichtung überwacht die Schläuche und macht den eventuellen Bruch einer der Schläuche sichtbar. Der Pumpenbetreiber erhält die Information, welche von den beiden Schläuchen beschädigt ist. Im Aussteuerungsbereich werden die Druckspitzen auch von der Steuerungsmembrane gedämpft. Die Pumpe arbeitet dann mit zwei Pulsationsdämpfern. Dies ermöglicht eine sehr pulsationsarme und leise Förderung. Der maximale Förderdruck der Doppelschlauchpumpe ist wie bei einer Membranpumpe nach oben offen. Weitere besondere Merkmale dieser Pumpen sind:
- Ein Nachholsystem mit Nachholbehälter, Nachholvorrichtung inklusive Nachholventil und Überströmventil sind nicht erforderlich.
- Beliebige Pumpenkennlinien sind realisierbar (auch zentral und online).
- NPSHR und der Wirkungsgrad der Pumpen verbessern sich, da die hydraulischen Verluste in der herkömmlichen Pumpensteuerung entfallen.
- Eine unerwünschte Überdehnung des Schlauches ist ausgeschlossen.
- Die Steuerung wirkt wie ein zusätzlicher Stoßdämpfer.
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