Rund um die Dosiertechnik

Dipl.-Ing. (FH) Bernd Freissler, Michael Rummer

In der Pumpentechnik sind es häufig Dosierpumpen, die eine technologische Vorreiterrolle übernehmen. Sei es der hydraulische Teil mit den verschiedenen Dosierkopfsystemen wie mechanisch ausgelenkte Membranköpfe oder die Kolben- und Hydraulikmembranköpfe, die mit Mehrschichtmembran sowie interner Überlastsicherung und Überwachungseinrichtungen Betriebssicherheit auf hohem Niveau bieten. Auch die elektronische Ansteuerbarkeit und Überwachung, wie beispielsweise die Profibusanbindung, setzt neue Maßstäbe. ProMinent kann all diese Technologien aus einer Hand anbieten.

So ist es beispielsweise in der Wasseraufbereitung von entscheidender Bedeutung, dass die Dosierpumpen über geeignete Schnittstellen verfügen, um in automatisierte Verfahrensprozesse integriert werden zu können. Erst durch den Einsatz moderner Mikroprozessortechnik ist es ohne zusätzliche Signalverarbeitungs- bzw. -transformationsgeräte möglich, alle Standardsignale, wie beispielsweise Kontakt- und Analogsignale, direkt für die Pumpensteuerung zu nutzen.

Die Baureihen gamma/L (Abb. 1) und Sigma (Abb. 2) bieten die Möglichkeit der Kalibrierung, d.h. anstatt wie bisher die Dosiermenge mittels einzustellender Hublänge und Hubfrequenz zu berechnen, besteht nun die Möglichkeit, sich die Dosiermenge direkt in l/h anzeigen zu lassen. Das große hinterleuchtete LC-Display gewährleistet eine gute Lesbarkeit aller angezeigten Größen in einem Blickwinkel bis 45°. Durch (wiederholten) Druck auf die i-Taste können alle zur jeweiligen Betriebsart gehörenden Informationen abgerufen werden. Um einen Pumpenstillstand wegen Chemikalienmangels zu vermeiden, verfügt die Pumpe über einen Eingang für einen zweistufigen Niveauschalter mit Vorwarnung. Zur Überwachung jedes einzelnen Pumpenhubes lässt sich druckseitig ein Strömungswächter anschließen. Die Anzahl der Fehlhübe, nach denen die Pumpe auf Störung geht, ist einstellbar und kann so an die Prozessanforderungen angepasst werden. Über ein optionales Relais können diese Störmeldungen an die Leitstelle weitergeleitet werden.

Wird die Pumpe zusätzlich mit einer Profibus-Schnittstelle ausgestattet, so erhält der Betreiber gesicherte Informationen über aktuelle Betriebsparameter wie Einstellung der Hublänge, der Hubfrequenz, Literleistung pro Stunde, aufsummierte Dosierleistung seit letztmaliger Speicherlöschung sowie alle Fehlermeldungen mit Fehlerursache.

Die Aufgabe, dem Trinkwasser eine definierte Menge an Chlorbleichlauge zur Desinfektion zuzugeben, lässt sich folgendermaßen lösen (Abb. 3): Die zu behandelnde Wassermenge wird mit dem Kontaktwassermesser (1) erfasst. Die Kontakte gehen zu einer gamma/L- oder Sigma-Pumpe (4), die über Profibus betrieben und von der Leitstelle aus über den Bus auf Ansteuerung über potentialfreie Kontakte mit Pulse-Control eingestellt wird. Die gamma/L kommt bei einem Leistungsbedarf bis 20 l/h zum Einsatz, die Sigma bis 1000 l/h. Die Pumpe saugt das Desinfektionsmittel mittels einer Sauggarnitur (3) aus dem Behälter (2) an. Auf dem Dosierkopf der Pumpe ist eine Dosierüberwachung Flow-Control (5) installiert, die ein Abfallen des Hubvolumens signalisiert. Die Endkonzentration im Trinkwasser wird mit der Messzelle (6) gemessen und im Dulcometer-Messumformer DMT mit Profibus-Schnittstelle (7) ausgewertet. Alle busfähigen Komponenten sind über ein zwei-adriges Kabel miteinander verbunden. Ziel des Betreibers ist es, eine mö-glichst konstante Kon-zentration an Chlorbleichlauge zu erreichen. Sowohl Über- als auch Unterdosierung können gesundheitsschädliche Folgen für die mit diesem Wasser versorgten Menschen haben. Eine zuverlässige Kontrolle und schnelle Fehlererkennung ist daher unumgänglich.

Das Problem, kleine pulsierende Volumenströme quantitativ zu erfassen, wird hier durch den Einsatz der Flow-Control gelöst. Jeder Einzelhub der kalibrierten Pumpe lässt sich kontrollieren. Fällt die Menge um ca. 20% oder mehr, wird Alarm ausgelöst. Somit kann die übermittelte Dosiermenge als gesicherte Information bezeichnet und in der Leitstelle mit dem Wasserdurchsatz verglichen werden. Dies ergibt einen ersten Anhaltspunkt über die ordnungsgemäße Funktion der Anlage. Eine manuelle Verstellung der Hublänge, der Betriebsart oder auch ein Pumpenstopp an der Pumpe selbst, wird ebenfalls gemeldet.

Fällt die Endkonzentration, z.B. durch einen Wechsel der Chemikalie, oder soll die Konzentration geändert werden, so kann das über den Bus durch Verändern des Übersetzungsfaktors in der Pumpe erfolgen. Eine Neukalibrierung der Pumpe bzw. Neujustierung der Flow-Control ist nicht erforderlich.

Die Option 2-Wochen-Timer ist speziell auf die Kühlkreislaufwasserbehandlung abgestimmt, kann durch ihre Flexibilität aber auch für nahezu alle anderen zeit- oder ereignisgesteuerten Prozesse eingesetzt werden. Beim zeitgesteuerten Betrieb der Pumpe arbeitet der Timer wahlweise im Stunden-, Tages-, Werktages-, Wochenend-,Wochen- sowie 2-Wochen-Rhythmus. Die Einschaltzeiten können von einer Sekunde bis zwei Wochen eingestellt werden. Neben dem Starten und Stoppen der Pumpe kann auch die Betriebsart gewechselt sowie ein oder zwei der optional lieferbaren Relais geschaltet werden.

Mit den Baureihen Hydro, Makro, MfS und MhS bietet ProMinent Lösungen für die Verfahrenstechnik in einem breiten Leis-tungsspektrum von 1 l/h bis 50 000 l/h bei Gegendrücken von 10 bar bis 4000 bar an. Die Dosiereinheit der Hydraulik-Membrandosierpumpen ist standardmäßig mit einer PTFE-Mehrschicht-Membran ausgerüstet. Im Falle eines Membranbruchs wird eine Druckerhöhung zwischen den Membranschichten durch einen außenliegenden Sensor erfasst und als elektrisches Kontaktsignal dem Betreiber gemeldet. Trotz dieses Bruches bleibt die Mehrschicht-PTFE-Membran sowohl zum Dosiermedium als auch zum antreibenden Hydraulikraum hin absolut dicht. Es kann weder zu einer Belastung der Umwelt durch austretende Chemikalien kommen noch wird das Dosiermedium durch Hydrauliköl verschmutzt. Zum Zeitpunkt der Membranbruchmeldung bleibt die Dosierleistung der Pumpe stabil.

Zur genauen Dosierung hoch- und höchstviskoser Medien bis 106 mPas – auch mit Feststoffanteilen – hat ProMinent eine ventillose Dosier-Steuerkolbenpumpe im Programm. Die DR-Pumpe (Abb. 4) dosiert zum Beispiel in der Lebensmittelindustrie problemlos Glukose-Sirup, Honig, Lakritze, Tomatenpaste oder Ketchup, aber auch Medien mit großen Partikeln wie Schokolade mit Rosinen, Marmelade mit ganzen Früchten usw. Der produktberührte Teil dieser DR-Pumpe ist aus besonders harten Materialien gefertigt, die auch gegenüber abrasiven Medien wie Erdnusspaste, Erdbeermarmelade oder Tiernahrung weitgehend unempfindlich sind.

Die Dosierung erfolgt bei der DR-Steuerkolbenpumpe durch eine überlagerte oszillierende und rotierende Kolbenbewegung. Hier übernimmt der Verdränger selbst das Öffnen und Schließen der Saug- und Druckseite. Dadurch benötigt die Pumpe keine Ventile und kann in einem breiten Hubfrequenzbereich betrieben werden. Es stehen zwei Pumpentypen zur Verfügung: DR 15 mit einer Dosierleistung bis 388 l/h und einem Betriebsdruck bis 400 bar und DR 150 mit einer Dosierleistung bis 4138 l/h und einem Betriebsdruck bis 630 bar.

Mit 40 Niederlassungen, 100 Vertretungen und mehr als 1500 Mitarbeitern ist ProMinent auf allen wichtigen Märkten der Welt vertreten. 68% der deutschen Produktion gehen in den Export. Das Unternehmen steht heute auf drei Säulen. Davon hatte die erste, die Sparte Dosiertechnik, einen Anteil von rund 70% am Gesamtumsatz von über 200 Mio. Euro im Jahr 2001. Die zweite Säule von ProMinent sind Messgeräte, Regelgeräte und Sensoren für die Wasseraufbereitung. In diesem Bereich wurden 15% des Umsatzes erwirtschaftet. Auf die Herstellung von Wasserdesinfektionsanlagen entfallen weitere 15% des Gesamtumsatzes.

Mit einem Umsatzwachstum von 1,4% im ersten Halbjahr 2002 hat sich ProMinent in einem schwierigen Marktumfeld behauptet. „Dieser Zuwachs entspricht zwar nicht unseren Ambitionen, aber vor dem Hintergrund der derzeitigen konjunkturellen Lage bedeuten diese Zahlen Stabilität“, so Andreas Dulger, Sprecher der Geschäftsführung von ProMinent. Dies auch deshalb, weil der Auftragseingang um immerhin 5,5% gestiegen ist. Damit ist das Unternehmen nach eigenen Angaben deutlich besser gestellt als der Durchschnitt der Wettbewerber.

Für die Zukunft sieht sich das Management gut gerüstet: Auf der Basis einer hohen Eigenkapitalquote will das Unternehmen aus eigener Kraft wachsen. Hierfür soll die Internationalisierung weiter vorangetrieben und die Produktpalette hin zu kompletten großtechnologischen Anlagen erweitert werden. Am Standort Heidelberg ist ProMinent gerade dabei, ein Europäisches Logistikzentrum mit Produktion auf einer Nutzfläche von 8000 m² zu errichten. „Damit”, so Andreas Dulger, „werden wir die Lieferzeiten für Serienprodukte drastisch reduzieren.”