Schraubenspindelpumpen bieten hohe Zuverlässigkeit

Ein Hauptmerkmal der Notos-Pumpen ist ihre hohe Robustheit, die aufgrund der Bedingungen, unter denen die Schraubenspindelpumpen laufen, für einen zuverlässigen Betrieb unerlässlich ist. So wird beispielsweise das Drei-Spindel-Modell 3NS in einer Kugelmühle für Mineralien zum Schmieren der Hauptantriebswelle verwendet. Die Maschine ist so konzipiert, dass sich auch Erze wie Eisen und Gold zerkleinern lassen, was jedoch ein hohes Gewicht der Mahlkörper und dadurch auch der rotierenden Trommel nach sich zieht. Um dennoch Schmierstoffe in die Lager einbringen zu können, muss die Pumpe daher gegen bis zu 80 bar arbeiten – eine hohe Belastung für alle Komponenten.

Dass die Pumpe dem standhält, ist zum einen den verbauten, sehr harten Materialien zu verdanken: Je nach konkretem Anwendungsgebiet nutzen die Ingenieure Grauguss, Chrom-Nickel-Stahl, Duplex oder auch Hastelloy. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass sich die Spindeln selbst bei solch hohen Lasten nur minimal durchbiegen, was sonst zu erhöhter Reibung und Schäden führen könnte. Zum anderen reduziert der hydraulische Ausgleich die Wirkkräfte. Der hydraulische Ausgleich entsteht durch die spezielle, von Netzsch konstruierte Geometrie der Förderelemente. Er wird durch eine Verbindung zwischen der Hochdruckseite und der Saugseite erreicht. Der Druck wird dadurch in bestimmten Bereichen wie beispielsweise im Dichtungsraum oder an den Stirnflächen der Nebenspindeln gezielt gesenkt und dem Saugdruck angeglichen. Das verhindert, dass die axialen Kräfte die Nebenspindeln auf die Saugseite drücken, wo sich durch die gesteigerte Reibung der Energieverbrauch erhöht und die Lebenszeit verringert. Durch den Ausgleich heben sich die Kräfte stattdessen auf, die Netto-Axialkraft ist bei dieser Lösung gleich null. An den Laufspindeln nehmen zudem gesonderte Lagerbuchsen die axialen oder radialen Kräfte auf und beugen unerwünschten, verschleißintensiven Berührungen zwischen den verschiedenen Komponenten vor.

Zusätzlich wurden die Spindeln und das Gehäuse geometrisch so optimiert, dass während der Förderung kaum Turbulenzen, Pulsation oder Vibrationen auftreten. Dadurch werden die Bestandteile der Pumpe ebenso geschont wie das Medium. Auch werden generell alle Netzsch-Pumpen eigens auf das jeweilige Einsatzgebiet ausgelegt, etwa was Größe und Drehzahl betrifft. Dadurch wird möglichen Abnutzungs- oder Schadensrisiken frühzeitig begegnet und eine lange Standzeit ohne hohen Wartungsaufwand erreicht.

Diese Robustheit bei hohen Drücken war auch für einen Hersteller von Abdichtungslösungen entscheidend, der die 3NS-Pumpen für die Zufuhr von Sperrflüssigkeit in Doppeldichtungen nutzt. Als Flüssigkeitsbarriere kann dabei Diesel, Schmieröl oder ein anderes kompatibles Sperrmedium verwendet werden, in jedem Fall muss aber der Sperrdruck höher sein als der Prozessdruck, um eine sichere Abdichtung gegenüber der Atmosphäre zu erreichen. Die geforderten Werte kann nur eine Verdrängerpumpe gewährleisten, allerdings sollte das Gesamtsystem möglichst platzsparend gehalten werden. Da Exzenterschnecken- oder Drehkolbenpumpen hohe Drücke gar nicht oder nur auf Kosten eines sehr großen Bauraums liefern können, fiel die Wahl auf die kompakte Schraubenspindelpumpe.

Gleichzeitig sorgen die verschiedenen konstruktiven Neuerungen der Notos-Modelle von der Werkstoffwahl bis zur Geometrie nach dem Prinzip des High Efficiency Unique Design (HEUD) für eine deutlich höhere Effizienz als bei herkömmlichen Schraubenspindelpumpen. Die verwendeten Hochleistungsmetalle beispielsweise ermöglichen es, bei der Fertigung sehr enge Toleranzen zwischen den dynamischen und statischen Bauteilen zu erreichen, da sich die Komponenten im Betrieb kaum verformen. Dadurch wird der Rückstrom auf einem Minimum gehalten und das Verhältnis von Förderleistung zu eingesetzter Energie verbessert. Bei der 3NS kommt darüber hinaus eine patentierte Medienabführung zum Einsatz, die Turbulenzen am Auslauf und einen dadurch erhöhten Energieverbrauch verhindert. Hierfür wurde ein doppelter Auslauf für einen störungsfreien Fluss mit einer konischen Verbreiterung am Ende der Antriebsspindel kombiniert, die das Fördergut ohne Verwirbelungen ausströmen lässt. Eine leichte Schrägstellung des Auslaufs entsprechend der Flussrichtung innerhalb des Förderraums unterstützt diesen Effekt und reduziert die sonst oft auftretenden Druck- und Geschwindigkeitsverluste.

Für alle Modelle, ob Zwei-, Drei- oder Vierspindelausführung, gibt es verschiedenes Zubehör, wie etwa Heizungen oder Manometer. Auch bietet Netzsch für einige konstruktive Merkmale unterschiedliche Auswahloptionen, beispielsweise stehen zur Einbindung in das umgebende Gesamtsystem die gängigen DIN-, Ansi- oder SEA-Anschlüsse zur Verfügung, wobei die Pumpen horizontal, vertikal und in Sonderversionen auch teilgetaucht eingesetzt werden können. Andere Wahlkomponenten sind unter anderem Überdruckventile, alternative Dichtungen oder auch besondere Kupplungen. So wurden für einen Hersteller von Elektrogeräten 2NS- und 3NS-Pumpen mit Magnetkupplungen gebaut. Diese Art der Verbindung war notwendig, da hier neben Polyolen auch Isocyanate gefördert werden, die unter Einwirkung von Sauerstoff zur Kristallbildung neigen. Bei einer das Gehäuse durchdringenden Antriebswelle bestünde daher das Risiko, dass das Medium durch eintretenden Sauerstoff beeinträchtigt würde. Die berührungslose Kraftübertragung per Magnetkupplung verhindert dies. So können die Vorratstanks störungsfrei befüllt und entleert und die beiden Komponenten zuverlässig zum Einspritzkopf des Mixers transportiert werden, wo sie in der Kombination zu Schaum für Isolierungs- und Füllaufgaben reagieren.

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