Zubehör überflüssig

Dipl.-Ing. (FH) Michael Birmelin

Die Anforderungen, die an Dosierpumpen gestellt werden, sind in hohem Maße von den Eigenschaften des zu dosierenden Mediums abhängig. Schwierige Eigenschaften, wie eine hohe Viskosität oder Ausgasen, können mit unterschiedlichen Antriebsarten, motor- oder magnetgetrieben, und aufwendigem Zubehör kompensiert werden. Anwender müssen dabei Abstriche in punkto Wirtschaftlichkeit, Zuverlässigkeit oder Genauigkeit machen. Das optoDrive-Antriebsprinzip der delta-Pumpe vereint die Merkmale unterschiedlicher Antriebsarten. Der geregelte Magnetantrieb von Prominent ermöglicht es, individuell zwischen pulsierender Dosierung und nahezu kontinuierlicher Dosierung zu wählen. Benötigte man hierfür bisher Dosierpumpen mit Antrieben, die sich technologisch erheblich unterscheiden, so kann die Pumpe delta mit optoDrive flexibel in schnellen maschinentaktgesteuerten Applikationen oder in Regelkreisen – d.h. mit schnellem Dosierhub ohne Verzögerung – ebenso eingesetzt werden, wie für die kontinuierliche Dosierung sehr kleiner Mengen. Die Dosierpumpe delta ist für maximale Förderleistungen im Bereich 12 bis 80 l/h bei Drücken von 2 bis 16 bar ausgelegt. Durch den integrierten optoDrive-Antrieb erreicht sie auch bei kleinen Mengen eine Dosiergenauigkeit, die mit herkömmlichen Pumpen nur mit technisch aufwendigen sowie kostenintensiven Regelkreisen realisiert werden kann.

Die Dosiercharakteristik lässt sich, dank optoDrive, auf den jeweiligen Anwendungsfall einstellen. Die Geschwindigkeit des Saug- und Druckhubes kann an die Chemikalie angepasst werden. Auf diese Weise werden höher viskose Medien ebenso zuverlässig dosiert wie ausgasende Medien. Der Antrieb gleicht Schwankungen des Gegendruckes in der Dosierleitung automatisch aus und stellt dadurch eine maximale Dosiergenauigkeit sicher.

Der geregelte Magnetantrieb erfasst die Membranauslenkung über einen Wegsensor und leitet diese an einen Mikroprozessor weiter. Dieser vergleicht während des Hubes die Membranposition mit den vorgegebenen Solldaten, sprich der eingestellten Dosiercharakteristik. Mit diesen Daten errechnet der Mikroprozessor die Energie, die für die gewünschte Bewegung der Membran erforderlich ist. Über eine Leistungselektronik wird die berechnete Energie in die entsprechende Stromstärke umgewandelt, die die Magnetspule benötigt, um die Membran über ein Druckstück entsprechend zu bewegen. Die Dosierpumpe führt daraufhin den für die Anwendung erforderlichen Saug- oder Druckhub aus.

Unterschiedliche einstellbare Dosiercharakteristiken der Magnetpumpe delta ermöglichen eine flexible Anpassung an ganz unterschiedliche Anwendungen. Folgende Beispiele verdeutlichen einen Einsatz für pulsierende oder kontinuierliche Dosierungen ebenso wie für kleine Dosiermengen von Medien mit hoher Viskosität und ausgasendem Verhalten.

Natronlauge (NaOH) wird in vielen Fällen bei der Papierfertigung zur Oberflächenwasseraufbereitung verwendet. Hier dient die Chemikalie als sogenannte Kalkfalle. Die Dosierung von Natronlauge benötigt aufgrund der höheren Viskosität eine entsprechend angepasste Pumpencharakteristik. Bei einer 45%igen Natronlauge beispielsweise beträgt die Viskosität rund 55 mPas bei 20 °C und steigt bei sinkenden Temperaturen.

Bei Medien, die eine höhere Viskosität aufweisen, kann es bei der Dosierung dazu kommen, dass die Pumpe nicht die Menge fördert, die vorgegeben ist. Das zähe Fließverhalten kann nämlich dazu führen, dass der Pumpenkopf beim Saughub nicht vollständig mit dem Medium gefüllt wird. Damit dies nicht geschieht, kann der Anwender bei der delta komfortabel aus drei HV (High Viscosity)-Modi die für seine Applikation passende Verlangsamung des Saughubes auswählen (siehe Tabelle). So kann mit dem geregelten Magnetantrieb zunächst ein verlangsamter Saughub mit großem Hubvolumen ausgeführt werden. Das gewährleistet, dass der Pumpenkopf vollständig befüllt wird. Darauf folgend wird mit einem langsamen Druckhub dosiert. Da der Druckhub sehr langsam ausgeführt wird, erfolgt eine nahezu kontinuierliche Dosierung der Chemikalie, wie zum Beispiel der Natronlauge, in das aufzubereitende Wasser. Man erzielt dadurch eine Dosierung mit guter Durchmischung, ohne den Einsatz zusätzlicher Mischer. Gleichzeitig werden durch den stetigen, jedoch langsam ausgeführten Druckhub Schläge auf die Leitungen vermieden. Anwender, die mit herkömmlichen Pumpen Pulsationsdämpfer und Mischer einsetzen mussten, können in den meisten Fällen zukünftig auf dieses Zubehör verzichten.

Chlorbleichlauge (NaOCl) ist ein gutes Beispiel für eine Chemikalie, die aufgrund ihrer Eigenschaften hohe Anforderungen an die Dosiertechnik stellt. Sie findet ihren Einsatz beispielsweise zum Bleichen von Papiermasse, Zellstoff oder Textilien. In der Trinkwasserversorgung wirkt sie als Oxidationsmittel zur Reinigung und ebenso zur Desinfektion. Weitere Verwendungsmöglichkeiten von NaOCl sind das Chloren von Schwimmbädern oder die Entgiftung Cyanid-haltiger Abwässer in der Galvanotechnik.

Die Eigenschaften, mit denen NaOCl Anwendern die Auswahl der richtigen Dosierpumpe und des dazugehörenden Zubehörs erschwert, sind nicht nur die höhere Viskosität, sondern auch die Ausgasungen durch Instabilität bei Erwärmung. Ausgasende Medien führen bei der Dosierung immer wieder zu verminderten Pumpenleistungen oder dazu, dass das Medium überhaupt nicht mehr gefördert wird. Die Substanzen bilden aufgrund chemischer Reaktionen Gasblasen, die sich an der Saugseite des Pumpenkopfes sammeln. Je größer die Gasblase, desto weniger Flüssigkeit kann gefördert werden. Zur Beseitigung solcher Effekte verwendet man in der Regel sogenannte Saugwindkessel oder Vorlagegefäße, die die Gase vor dem Pumpenkopf bereits auffangen.

Beim Einsatz einer delta-Pumpe lässt sich das Ausgasen durch einen langsam eingestellten Saughub ohne weiteres Zubehör unterdrücken. Zusätzlich wird durch die integrierte Impfstellenüberwachung optoGuard zuverlässig überwacht, dass sich kein Gaseinschluss im Dosierkopf bildet.

Die in den optoDrive-Antrieb integrierte Impfstellenüberwachung optoGuard überwacht kontinuierlich die wesentlichen hydraulischen Dosierparameter. Automatisch werden verblockte Dosierstellen oder gebrochene Dosierleitungen erkannt, wie auch im Dosierkopf eingeschlossene Luft- oder Gasblasen. Die jeweilige Reaktion der Pumpe bei Störungen kann an die Applikation angepasst werden.

Sie reicht von einfachen Meldungen über das optionale Störmelderelais über eine automatische Entlüftung bis hin zur Pumpenabschaltung. Abhängig von der auftretenden Störung wird immer die entsprechende Fehlermeldung angezeigt. Beispielsweise „Überdruck“ bei einem verblockten Ventil oder „Unterdruck“ bei einer Leckage oder Gaseinschluss. Auf separate Drucksensoren und Überströmventile kann verzichtet werden.

cav 401

Delta mit optoDrive im Überblick