Dickstoffpumpen aus dem Baukasten

Heinz Hofmann

Mit Fasspumpen, die nach dem Kreiselpumpenprinzip arbeiten, lassen sich auch kleine Mengen von Substanzen mit einer Viskosität bis etwa 1000 oder 1200 mPas fördern. Doch bei größeren Fördermengen können diese Drehzahlen bereits bei einer Viskosität von 500 mPas zu hoch sein, da die Substanzen nicht mehr schnell genug der Pumpe zufließen und nur noch eine unbefriedigende Förderleistung erzielt wird. Hier beginnt der Einsatzbereich von Dickstoffpumpen, die mit Drehzahlen bis ca. 1000 min-1 arbeiten. Mit ihnen können Stoffe verarbeitet werden, die noch wesentlich höhere Viskositäten aufweisen wie Polymerlösungen, verschiedene Öle und Fette, Farben und Lacke bis hin zu Pasten und Cremes sowie abrasive, mit Feststoffen angereicherte, oder klebrige Stoffe. Diese Dickstoffpumpen arbeiten nach dem Exzenterschneckenprinzip und können Stoffe mit Viskositäten bis ca. 100 000 mPas oder im Extremfall bis 250 000 mPas bzw. pastenartig fördern. Die Fördermenge ist dabei abhängig von der Arbeitsdrehzahl und der Art und Struktur des zu fördernden Mediums.

Bei der Auswahl einer geeigneten Dickstoffpumpe sind einige Kriterien zu beachten. Im Vordergrund steht das Medium, das gefördert werden soll. Hier sind die Viskosität, Struktur und Dichte des Mediums wichtig. Medien mit einem geraden Strömungsprofil sind eher unproblematisch. Bei Medien mit einem spitzen Strömungsprofil, wie z.B. langkettigen Silikonölen, die zwar dünnflüssig sind, aber klebrig wirken, entstehen beim Fördern hohe Druckverluste. Auf diese Bedingungen wird dann die mögliche Pumpendrehzahl und Fördermenge abgestimmt. Außerdem sollte der Anwender wissen, wie sich das Medium bei Temperatur- oder Druckveränderungen verhält. Manche Lacke werden zum Beispiel unter Druck dünnflüssiger, andere Stoffe werden durch die Förderbewegung viskoser. Optimale Sicherheit, dass hier die richtige Pumpe ausgewählt wird, bringt mitunter erst ein Test vor Ort. Dies gilt besonders für nicht-newtonsche Flüssigkeiten, deren Viskosität sich nicht exakt bestimmen lässt und sich während des Förderns wesentlich verändert. Außerdem gibt es Medien, die durch die Reaktion mit anderen Stoffen oder mit Luft aushärten. Hier muss sichergestellt werden, dass die Dickstoffpumpe immer in einer Atmosphäre arbeitet, in der das Medium nicht aushärten kann und dass die Pumpe stets sofort gereinigt wird.

Ebenso wichtig sind die Umgebungsbedingungen, in denen die Pumpe arbeiten soll, die Platzverhältnisse und die Einsatzbedingungen wie mobile oder stationäre Förderung. Gerade was den Explosionsschutz angeht, wird oft übersehen, dass zwar das zu fördernde Medium nicht leicht brennbar ist, aber die eingesetzten Reinigungsmittel eine Zulassung für Zone 0 erfordern, also die Pumpe der Atex-Richtlinie entsprechen muss. Besonders in der pharmazeutischen und kosmetischen Industrie ist das Thema Reinigung und Hygiene von großer Bedeutung. Daher sollten die hier eingesetzten Pumpen aus möglichst wenig Teilen bestehen und leicht demontiert werden können. Es sollte auf eine totraumfreie Konstruktion der Pumpe geachtet werden: glatte Oberflächen, keine harten Kanten und Hinterschneidungen, so dass es keine versteckten und unzugänglichen Ablagerungsmöglichkeiten für Reststoffe und Bakterien gibt. Auch die leichte Handhabbarkeit der Pumpen spielt eine wichtige Rolle.

Um den hier beschriebenen Anforderungen gerecht zu werden, hat Flux das Dickstoffpumpenprogramm nach dem Baukastenprinzip zusammengestellt. Dadurch ist es möglich, Pumpen genau entsprechend der jeweiligen Anforderungen einer Applikation zusammenzustellen. Die Dickstoffpumpen sind sehr kompakt gebaut und arbeiten verschleißarm. Die Pumpen selbst bestehen aus Edelstahl, wobei das Material der Statoren und weiterer Bauteile abhängig von der Art des Fördergutes variiert werden kann. Als Antriebsmöglichkeiten stehen Kollektor-, Druckluft- oder Drehstrommotoren, mit und ohne Getriebe, sowie explosionsgeschützte Versionen zur Verfügung. Die Pumpen sind nach Kategorie 1 gebaut und für den Einsatz in Zone 0 geprüft und zugelassen. Die Pumpen lassen sich vertikal und horizontal einsetzen. Zwei Baugrößen mit einem Außendurchmesser von 50 bzw. 54 mm sind passend für jedes Fass. Die Eintauchtiefen liegen zwischen 400 und 2000 mm. Für spezielle Anwendungen können Exzenterschneckenpumpen bis 4000 mm realisiert werden. Das geringe Gewicht der Pumpen ermöglicht eine problemlose Handhabung beim mobilen oder stationären Einsatz. Auch das wichtige Thema Reinigung wurde bereits bei der Konstruktion der Pumpen beachtet. Mit nur wenigen Handgriffen kann das Außenrohr gelöst, abgezogen und somit gereinigt und sterilisiert werden. Es gibt keine versteckten und unzugänglichen Ablagerungsmöglichkeiten für Bakterien. Alle Pumpenteile, die mit dem Fördergut in Berührung kommen, sind leicht zugänglich. Eine spezielle 3A-Ausführung der Pumpen erfüllt auch die härtesten Hygiene-Anforderungen.

Für hochviskoses Fördergut, das von selbst nicht mehr fließt, wie Vaseline, Gel oder Fette ab Fettklasse 2,5 bis 3, wurde das Fassentleerungssystem Visco-Flux entwickelt. Dieses System fördert selbst träge Substanzen aus 200-l-Fässern. Das Fassentleerungssystem besteht aus einer Exzenterschneckenpumpe mit Folgeplatte, die in einen Führungszylinder eingebettet ist. Dieser wird mit wenigen Handgriffen auf ein Metallfass aufgesetzt. Die an der Folgeplatte befestigte flexible Dichtlippe deckt den Fassinhalt ab. Die Folgeplatte wird während der Fassentleerung durch das entstehende Vakuum automatisch nach unten gezogen und sorgt dafür, dass das Fördergut gleichmäßig nach unten gedrückt wird. Somit ist eine kontinuierliche Förderung des Mediums gegeben und es bleiben keine Reste an der Fasswand. Ist der Abfüllvorgang abgeschlossen, wird über eine Steuereinheit einfach ein Ventil geöffnet und das Fass entlüftet. Danach wird die Pumpe durch zwei Druckluftzylinder in die Ausgangsposition zurückgebracht.

Für ein einwandfreies Handling sowie die Kontrolle der Flüssigkeiten steht zudem noch ein umfangreiches Zubehörprogramm zur Verfügung. Flüssigkeitsmengenmesser in verschiedenen Werkstoffen, auf die verschiedenen Medien abgestimmte Schläuche, handliche Zapfpistolen sowie Überströmventile, die bei Exzenterschneckenpumpen besonders wichtig sind.

cav 428