Kein Verschleiß dank Materialumkehr: Robustes Drehkolbenpumpen-Konzept erreicht deutlich längere Standzeiten bei Medium mit auskristallisierendem MAP

  • Bereits seit Februar 2013 pumpt die T.Envi® Zentrat ins Belebungs-becken – mit einem jährlichen För-dervolumen von circa 22.000 m3
  • Die Klärwerksleitung entschied sich, die bisherige Drehkolben-pumpe durch eine TORNADO® T2 T.Envi® der NETZSCH Pumpen & Systeme GmbH aus Waldkraiburg auszutauschen, die speziell auf die umwelttechnischen Anforderungen vor Ort zugeschnitten ist und damit höchste Betriebssicherheit garan-tiert.
  • Autor: Pitt Mair, Area Sales Manager

Bis Anfang 2013 wurde eine herkömmliche Drehkolbenpumpe eingesetzt, um Zentrat in das Belebungsbecken einer Kläranlage zu fördern. Aufgrund des hohen Gehalts an Magnesiumammoniumphosphat (MAP) im Wasser traten jedoch besonders an den Elastomer-Kolben rasch deutliche Verschleißerscheinungen auf; das Aggregat musste häufig gewartet werden. Die Verantwortlichen entschieden sich daher, die Pumpe durch ein robusteres und zuverlässigeres Modell auszutauschen. Die Wahl fiel auf die Drehkolbenpumpe TORNADO® T2 T.Envi® der NETZSCH Pumpen & Systeme GmbH aus Waldkraiburg, die speziell auf die Anforderungen vor Ort zugeschnitten ist und damit höchste Betriebssicherheit garantiert: Durch die baureihentypische Materialumkehr, die die T2 von den Drehkolbenpumpen anderer Hersteller absetzt – Metallkolben drehen sich in einem Elastomergehäuse – konnte der Verschleiß minimiert werden. 

„Das abgeschiedene Wasser aus der Zentrifuge – also das Zentrat, das weiter ins Belebungsbecken gepumpt wird – ist mit Ammonium, Stickstoff und MAP belastet“, erklärt der Klärmeister. „Bei letzterem handelt es sich um ein Salz aus Ammonium, Magnesiumkationen und Phosphatanionen, das beim Pumpvorgang auskristallisiert. Es sorgte bei der herkömmlichen Drehkolbenpumpe, die bis Januar 2013 genutzt wurde, für einen frühzeitigen Verschleiß.“ Betroffen waren vor allem die Elastomer-Kolben; deren Spitzen wurde regelmäßig verschließen, da auf diese Komponenten die meisten Kräfte wirken. Als Konsequenz musste das Aggregat jährlich gewartet werden, obwohl das Leistungsvolumen lediglich bei durchschnittlich 19.000 m³ im Jahr lag.
T.Envi® seit 2013 verschleißfrei
Um dieses Problem künftig zu vermeiden, entschieden sich die Verantwortlichen in der Kläranlage, das bisherige Modell gegen eine Drehkolbenpumpe TORNADO® T2 der Baureihe T.Envi® auszutauschen. Kerngedanke bei der Entwicklung dieses Pumpentypus war eine möglichst robuste und langlebige Konstruktion, die durch eine Materialumkehr geprägt ist: Bei der neuen Generation von NETZSCH-Drehkolbenpumpen werden die Kolben aus gehärtetem Stahl gefertigt. Durch auf-vulkanisierte Pads auf den Flanken der Kolben wird zu jedem Zeitpunkt der Rotation ein Hart-Weich-Kontakt sichergestellt. Die bei vielen anderen Modellen typische und sehr verschleißintensive Reibung von Gummi an Gummi wird verhindert. Die speziell aufeinander abgestimmten Formen von Kolben und Gehäuse verbessern dabei nicht nur die Förderleistung, sie reduzieren zusätzlich die Reibung und den Energieverbrauch. Die Drehkolben laufen in einem gummierten und strömungsoptimierten Gehäuse.
Bereits seit Februar 2013 ist die T.Envi® jährlich mit einem gesteigerten Fördervolumen von circa 22.000 m3 einem bayerischen Klärwerk im Einsatz. Durch ihre besondere Konstruktionsform konnte der Verschleiß der Pumpe dramatisch nahezu auf Null reduziert werden: Die Metallkolben sind absolut unempfindlich gegenüber dem schwierigen Medium und nutzen sich nicht ab. Zudem wurde die neue Pumpe größer ausgelegt als die vorherige, wodurch die Drehzahl herabgesetzt werden konnte. Damit sinken auch die Scherkräfte, die die Kolben auf das Medium ausüben. „Vermutlich hat sich das auf das Auskristallisieren des Salzes negativ ausgewirkt“, so der Klärmeister. „Wir gehen davon aus, dass sich durch die geringeren Scherkräfte nicht mehr so viele Kristalle bilden, die die rotierenden Elemente der Pumpe abnutzen können. Allerdings ist das Verhalten von MAP unter diesen Bedingungen noch nicht ganz erforscht, so dass wir diesen positiven Zusammenhang nur vermuten können.“
Verlängerte Standzeit und einfache Wartung
Darüber hinaus wurden auch für die anderen Bestandteile der Drehkolbenpumpe besonders hochwertige Materialien und Komponenten verwendet. So sorgen torsionsfeste und biegesteife Wellen selbst bei hohem Druck für einen sicheren Betrieb. Robuste Schrägkugellager gewährleisten die axiale und radiale Stabilität von Wellen und Kolben. Außerdem sorgt der Riementrieb für höchste Laufruhe des Pumpenaggregates. Weniger Vibrationen und Belastungen für alle Bauteile sind die Folge. So wird insgesamt eine deutlich erhöhte Standzeit erreicht.
Auch die Wartung gestaltet sich im Vergleich zur vorherigen Drehkolbenpumpe wesentlich einfacher: Da das System nicht geschmiert wird, entfallen aufwändige Schmiermittel-Wechsel und die Leckagegefahr. Sollten dennoch einmal Service- oder Reparaturarbeiten an der T.Envi® erforderlich werden, lassen sich diese durch den direkten Zugriff zum Pumpenraum schnell und vor allem einfach erledigen. Nach der Demontage der Antriebsabdeckung kann man auf den kompletten synchronisierenden Riementrieb zugreifen. Dadurch wird der Arbeitsaufwand auf ein Minimum reduziert und die Stillstandzeiten verkürzt. „Bislang waren solche Maßnahmen allerdings noch nicht notwendig“, resümiert der Klärmeister. Aufgrund der Zufriedenheit mit der im Einsatz befindlichen T.Envi® entschied sich das Klärwerk, eine weitere NETZSCH-Pumpe anzuschaffen.

NETZSCH Pumpen & Systeme bietet seit mehr als 60 Jahren auf globaler Ebene mit NEMO® Exzenterschneckenpumpen, TORNADO® Drehkolbenpumpen, NOTOS® Schraubenspindelpumpen, Zerkleinerungsmaschinen, Behälterentleerungen, Dosiertechnik und Zubehör maßgeschneiderte und anspruchsvolle Lösungen für Anwendungen in sämtlichen Industrien. Mit über 2.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern sowie einem Umsatz von mehr als 245 Mio. Euro (Geschäftsjahr 2016) ist NETZSCH Pumpen & Systeme neben NETZSCH Analysieren & Prüfen sowie NETZSCH Mahlen & Dispergieren der größte und umsatzstärkste Geschäftsbereich der NETZSCH-Gruppe.

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