Hochglanzpolierte Membranpumpen

Dipl.-Ing. Thomas G. Kleiner

Bei der Auswahl geeigneter Anlagenkomponenten für die Pharma- und Lebensmittelindustrie setzen die Verantwortlichen in erster Linie auf Wartungs- und Reinigungsfreundlichkeit sowie einen zuverlässigen Betrieb. Als Material verwenden praktisch alle Unternehmen in ihren Anlagen hochwertigen Edelstahl. Dies gilt selbstverständlich auch für die eingesetzten Pumpen, die neben hygienischen Gesichtspunkten weiteren Anforderungen genügen müssen: Die Pumpen werden üblicherweise im CIP-Kreislauf zur täglichen Reinigung aller Komponenten eingebunden. Das Aggregat muss also gegenüber den beim Reinigen eingesetzten Säuren und Laugen resistent sein, die Dichtungen und alle anderen nichtmetallischen Werkstoffe müssen den hohen Reinigungstemperaturen standhalten.

Produktschonende, robuste Depa-Druckluft-Membranpumpen der Baureihe L aus hochglanzpoliertem Edelstahl (Abb. 1) von Crane Flow entsprechen diesen Anforderungen. Sie sind CIP-fähig und können mit Dampf sterilisiert werden (SIP). Die Aggregate sind gegenüber den beim CIP-Reinigen eingesetzten Säuren und Laugen resistent, die Dichtungen und alle anderen nichtmetallischen Werkstoffe wie die Elastomer-Membran halten den hohen Reinigungs- und Sterilisationstemperaturen stand. Die Pumpen entsprechen den 3A-Anforderungen, die verwendeten Materialien den FDA-Vorgaben sowie anderen internationalen Hygienestandards, zum Beispiel den strengen Anforderungen der EHEDG (European Hygienic Equipment Design Group). Crane Flow bietet mit sechs Baureihen und 27 Typen ein breites Produktportfolio an hochglanzpolierten Edelstahlpumpen für die Pharma- und Lebensmittelindustrie. Der Einsatz hochwertiger Edelstähle (in den Qualitäten 304 und 316 L) sowie verschiedene hochglanzpolierte Ausführungen bis zu einer Rauigkeit Ra 0,5 µm versprechen hygienische Sauberkeit, Korrosionsbeständigkeit und eine hohe Standzeit der Pumpen. Sie sind zudem wahlweise in der SL- oder SU-Version mit hochglanzpolierten Spannbändern (1/2 bis 3”) und in der DH-UE-Version in geflanschter Bauform erhältlich (1/2 bis 2”). Alle Edelstahlpumpen werden mit einem hochglanzpolierten Gestellrahmen ausgeliefert, der bei einigen Versionen höhenverstellbar ist. Aus dem umfangreichen Zubehörprogramm kann der Anwender zusätzliche Steuerungs- und Überwachungseinrichtungen auswählen. Als Sonderausstattung stehen auch unterschiedlich konfigurierbare mobile Einheiten zur Verfügung.

Depa-Druckluft-Membranpumpen der Baureihe L profitieren darüber hinaus von den generellen Eigenschaften dieses Pumpenkonzepts. Das charakteristische Merkmal dieser Aggregate ist der direkte Druckluftantrieb. Er erspart separate Antriebsmaschinen, Grundplatten und Kupplungen. Die Aggregate sind vollkommen geschlossen und kommen ohne Lager und Wellenabdichtungen im Produktstrom aus, die Fördermenge kann per Luftzufuhr stufenlos geregelt werden. Ohne Motor und ohne Kupplung sind die Pumpen leicht zu transportieren und müssen nur an das vorhandene Druckluftnetz angeschlossen werden. Sie bleiben bei geschlossenen Druckleitungen automatisch stehen. Es kommt zu keiner Wärmeentwicklung, erhöhtem Verschleiß oder Leckagen. Die Aggregate sind modular aufgebaut. Da bei den Membranpumpen nur die Membran mit dem Medium in Kontakt kommt, werden sie bevorzugt zum Fördern kritischer Medien eingesetzt. Viele Anwender wählen Membranpumpen insbesondere unter dem Gesichtspunkt der Dichtheit und Wartungsfreiheit. Druckluft-Membranpumpen sind äußerst unempfindliche Aggregate, sie laufen selbst trocken ohne Schaden weiter.

Die zwei gegenüberliegenden Pumpenkammern sind durch jeweils eine Membran in einen Luft- und einen Flüssigkeitsbereich getrennt. Die beiden Membranen sind durch eine Kolbenstange verbunden. Bei jedem Hub wird in einer Pumpenkammer Medium nach außen gedrückt und in der anderen Pumpenkammer Medium angesaugt. Die Abbildungen 2 a bis d zeigen den Pumpvorgang. Durch das Füllen der rechten Luftkammer (blau) wird die rechte Membrane nach außen geschoben (Abb. 2 a). Dadurch zieht die Kolbenstange die linke Membrane in die Ausgangsstellung. Die Ventilkugel (1) wird angesaugt, Medium (rot) fließt in die linke Pumpenkammer. Gleichzeitig wird die Ventilkugel (2) durch den Unterdruck in ihrer Endstellung fixiert. Nach dem Umschalten des Steuerventils strömt Luft in die linke Luftkammer (blau), die rechte Luftkammer entlüftet (Abb. 2 b). Der Ansaugvorgang erfolgt jetzt in der rechten Pumpenkammer: Medium (rot) wird angesaugt, Medium (grün) in der linken Pumpenkammer nach außen gedrückt. Ventilkugel (1) drückt nach unten und schließt, Ventilkugel (2) öffnet den Weg für das Medium (grün) zum Druckausgang. Die Abbildungen 2 c und d zeigen den Vorgang mit bereits gefüllter Pumpenkammer.

Für den störungsfreien Betrieb druckluftbetriebener Membranpumpen kommt dem Steuerventil eine zentrale Bedeutung zu, denn es verteilt die Arbeitsluft wechselweise auf die beiden Luftkammern. Bei den Pumpen von Crane Flow steht eine innen- oder eine außenliegende schmiermittelfreie Luftsteuereinheit zur Verfügung. Eine Verunreinigung des Fördermediums ist ausgeschlossen (Abb. 3). Auch eine Umweltbelastung durch Ölnebel am Luftauslass entfällt. Die zusätzlichen Vorteile für den Anwender:

• Pilot- und Hauptsteuerung sind als Einheit gebaut und leicht von außen zugänglich

• durch das Lösen von nur vier Schrauben kann die gesamte Steuerung demontiert werden, die Pumpe selbst bleibt in der Anlage installiert

• Umrüsteinheiten ermöglichen den Umbau auch älterer Pumpen auf das neue System.

Das gesamte System ist auch im Stillstand unter Druck dicht, sparsam im Umgang mit der Antriebsluft und gleichermaßen für Schnell- und Langsamfahrweise sowie für den Druckhaltebetrieb geeignet.