Wie beherrscht man die Flüssigkeits- und Materialeigenschaften einer Membranpumpe

Um die beste Leistung der Pumpe zu erreichen, muss die richtige Pumpe mit den richtigen Komponenten für jede Anwendung ausgewählt werden.


Die luftbetriebene Husky-Doppelmembranpumpe (AODD) von Graco ist eine der zuverlässigsten und effizientesten Pumpen auf dem Markt. Um jedoch die beste Leistung zu erreichen, muss für jede Anwendung die richtige Pumpe mit den richtigen Komponenten ausgewählt werden.

Die luftbetriebene Husky-Doppelmembranpumpe (AODD) von Graco ist in einer Vielzahl von Metall- und Kunststoffausführungen erhältlich, u.a. auch als ATEX-Modell. Der Sitz, die Kugeln und die Membrane werden aus verschiedenen Materialien hergestellt. Jedes Material bietet spezifische Vorteile. 

Bevor Sie sich für eine Pumpe entscheiden, sollten Sie wissen, welche Materialien für welche Anwendungen am besten geeignet sind, darunter auch die Förderung von korrosiven und abrasiven Flüssigkeiten.
 

Funktionsprinzip

Eine luftbetriebene Doppelmembran-Pumpe ist eine Art Verdrängerpumpe, die Druckluft als Antriebsquelle nutzt. Die Druckluft wird über eine verbundene Welle, die eine gleichzeitige Bewegung beider Kammern ermöglicht, von einer Kammer in die andere befördert. Durch diese Vorwärts- und Rückwärtsbewegung wird Flüssigkeit aus einer der Kammern in den Auslassverteiler gepresst, während die andere Materialkammer über den Einlassverteiler gefüllt wird. Beim Wechsel wird der Materialabschnitt, der zuvor gefüllt war, in den Auslassverteiler geleert und die andere Kammer wird über den Einlassverteiler gefüllt. Der schnelle Richtungswechsel sorgt für weniger Pulsation am Auslass.
 

Was pumpen Sie?

Bevor Sie sich für eine Pumpe entscheiden, sollten Sie sich darüber im Klaren sein, welche Art von Flüssigkeit oder Material Sie damit fördern möchten. Es gibt eine Reihe von Fragen, die zu berücksichtigen sind. 

  • Wie setzt sich die Flüssigkeit in Bezug auf den Feststoffgehalt zusammen? 
  • Wie hoch ist ihr pH-Wert? Wie hoch sind ihre Viskosität (cps), Dichte und ihr spezifisches Gewicht? 
  • Ist die Flüssigkeit abrasiv? 

Die Antworten auf diese Fragen haben Auswirkungen auf das Material, das Sie für den Sitz, die Kugeln und die Membran der Pumpe wählen. Als erstes sollten Sie sich das technische Datenblatt der Flüssigkeit genau ansehen. Vergessen Sie nicht, dass viele Stoffe thixotrop sind, d.h. ihre Viskosität nimmt ab, wenn eine Spannung, z. B. durch Rühren, ausgeübt wird. Mayonnaise, Tomatenketchup, Klebstoff und Zinkepoxid sind gute Beispiele, und auch bestimmte Farben sind thixotrop.

Allgemein gilt, dass die Kugel der Pumpe mindestens 10 % schwerer sein muss als die zu pumpende Flüssigkeit, um eine gute Abdichtung zwischen der Kugel und dem Sitz zu gewährleisten. Mit anderen Worten: Je dichter und zähflüssiger eine Substanz ist - wie z. B. Honig und Ketchup - desto schwerer muss die Kugel sein und desto weicher der Sitz. Denn bei einem Stoff mit hoher Dichte muss sich die Kugel für eine optimale Effizienz schnell auf dem Sitz schließen. Wenn Sie hingegen ein leichtes Öl mit niedriger Viskosität pumpen, ist die Verwendung einer schweren Kugel nicht notwendig – und die Pumpe würde unnötig viel Lärm machen.

Auch die chemische Wirkung einiger Stoffe ist ein kritischer Faktor. Essig lässt zum Beispiel Aluminium oxidieren und greift einige Kunststoffe an. Einige Chemikalien sind ebenfalls stark korrosiv.

Viele Flüssigkeiten sind abrasiv. Zinkepoxid enthält zum Beispiel Zinkflocken, während bestimmte Decklacke abrasive Aluminium- oder andere Metallflocken enthalten. Derartige Stoffe können manche Materialien zerstören oder zumindest zerkratzen. Füllmaterialien können harten Glimmer enthalten oder weich sein wie Talkum. Für hartes Füllmaterial ist eine weiche oder rostfreie Kugel besser, da diese nicht zerkratzt werden kann, während die Membran ebenfalls so weich wie möglich sein muss. 

Was pumpen Sie?

Welches Pumpengehäuse soll ich wählen?

Die Husky-Pumpe ist mit einem Kunststoff- oder Metallgehäuse erhältlich. Die Kunststoffpumpen von Graco werden entweder aus Acetal, Polypropylen oder Kynar® (Polyvinylidenfluorid, PVDF) hergestellt.

Acetal bietet eine gute Beständigkeit gegen Lösungsmittel und Beschichtungen, jedoch nicht gegen Säuren und Basen. Sie kann geerdet werden und bietet Schutz in ATEX-Umgebungen. Damit ist eine Acetalpumpe ideal für Lösungsmittel und Farben. 

Polypropylen ist preisgünstig und beständig gegen die meisten Säuren und Basen. Im ursprünglichen Zustand kann sie jedoch nicht geerdet werden. Wenn Sie entflammbare Flüssigkeiten oder Chemikalien pumpen, verwenden Sie am besten eine Pumpe, die geerdet werden kann. Einige Husky-Pumpen werden aus Polypropylen hergestellt, das einen leitfähigen Zusatzstoff enthält, der die materialberührten Teile leitfähig macht. Diese Pumpen können dann geerdet und zum Pumpen entflammbarer Flüssigkeiten verwendet werden.

Kynar® ist ideal für extrem aggressive Umgebungen wie Säuren und Basen, hat aber einen hohen Preis.

Die Gehäuse der Metallpumpen von Graco bestehen aus Aluminium, Gusseisen oder Edelstahl. Aluminium ist ein gutes Material für neutrale Stoffe. Es ist robust, kann leicht geerdet werden und ist das Material für die preisgünstigste Metallpumpe. Gusseisen ist die beste Wahl für leicht ätzende Substanzen mit einem pH-Wert von 4-5 oder 9-10. Er ist robust und kann geerdet werden und eignet sich hervorragend für Wasseraufbereitungs- und Filterpressenanwendungen. Edelstahl ist eine gute Wahl für hygienische Anwendungen. Es bietet eine breite chemische Kompatibilität und eine gute Abriebfestigkeit und kann selbstverständlich geerdet werden. Von den drei Metallpumpen ist Edelstahl die teuerste, Aluminium die billigste Lösung.

Welche Sitze, Kugeln und Membranen sind zu wählen?

Für Sitze, Kugeln und Membranen kann eine Vielzahl von Materialien gewählt werden.

Santoprene® ist ein sehr leichtes und flexibles Material und eignet sich daher nicht für hochviskose Substanzen, da die Kugel sonst schwimmt. Chemisch gesehen ist es ähnlich wie EPDM und kann verwendet werden, wenn eine hohe Pumpenzyklusrate und eine hohe Ansaugleistung sowie eine mittlere bis hohe Chemikalienbeständigkeit erforderlich sind. 

Buna-N® oder Nitrilkautschuk ist ein hochflexibles Material, das bei richtiger Anwendung eine lange Lebensdauer hat. Er wird in der Regel mit sehr abrasiven Substanzen verwendet, sollte aber von aggressiven Chemikalien ferngehalten werden. Er wird häufig in der Keramikindustrie eingesetzt, wo er sich ideal zum Pumpen von abrasiven Keramikschlämmen eignet. Bei derartigen Anwendungen – wie auch bei hochviskosen Substanzen – kann ein Buna-N®-Sitz gut mit Edelstahlkugeln kombiniert werden, um einen schnellen Verschluss zwischen Sitz und Kugel zu erreichen.

Viton® bietet die höchste chemische Beständigkeit aller Kautschuke und schützt vor giftigen und stark ätzenden Chemikalien wie beispielsweise aromatischen oder chlorierten Kohlenwasserstoffen und Säuren. Es ist jedoch sehr teuer.

Geolast® ist ein ölbeständiges thermoplastisches Elastomer (TPE), das ähnlich wie Buna-N® ist, aber etwas steifer. Es wird in der Regel für milde Öle, Flüssigkeiten auf Erdölbasis wie Mineralöle und in der Keramikindustrie zum Pumpen von abrasiven Schlämmen verwendet.

PTFE eignet sich hervorragend für aggressive Chemikalien, da es sich gegenüber den meisten Substanzen chemisch neutral verhält. Es kann bei hohen Temperaturen verwendet werden, weist aber eine geringe Abriebfestigkeit auf. PTFE ist in der Hygienebranche besonders nützlich, da es mit Dampf oder kochendem Wasser gereinigt werden kann. Es ist jedoch nicht für Anwendungen bei niedrigen Temperaturen geeignet. Außerdem ist es ein sehr steifes Material. Bei der Verwendung als Membrane kann es mit einer weicheren Stützmembrane aus EPDM-Gummi kombiniert werden, um zusätzliche Flexibilität zu erreichen. PTFE ist ein gutes Material, wenn Sie hohe Zyklusraten benötigen. 

Hytrel® ist ein weiteres thermoplastisches Elastomer, das für seine Elastizität, Hitze- und Chemikalienbeständigkeit sowie seine gute Abriebfestigkeit bekannt ist. Es ist jedoch nicht für Hochtemperaturanwendungen geeignet. Rostfreier Stahl bietet die beste Abriebfestigkeit.

Husky 3300

Temperaturgrenzen

Es ist auch wichtig zu wissen, dass jedes Material innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs optimal funktioniert:

Material und Materialeigenschaften


Einige Standardkombinationen

Graco versucht, den Auswahlprozess zu erleichtern, indem es eine Reihe von standardmäßigen Kugelsitz-Membran-Konfigurationen für seine Husky-Pumpen anbietet:

  • Hytrel®-Acetal-Hytrel®: Eine gute Kombination für allgemeine Anwendungen, Wasser-, Öl- und Scheibenreinigungspumpen.
  • Geolast®-Geolast®-Geolast®: Eine weitere Allzweckkonfiguration, jedoch mit höherer Abriebfestigkeit. Sie wird häufig in großen Pumpen und in Kombination mit Edelstahl verwendet.
  • Edelstahl-Santopren®-Santopren®: Diese Kombination bietet eine gute Abriebfestigkeit und chemische Beständigkeit und eignet sich gut für ein Gehäuse aus Aluminium, Edelstahl oder Polypropylen.
  • Acetal-PTFE-PTFE: Gut geeignet für Farben mit geringem Feststoffgehalt sowie für Tönungen und Emaillacke. Verwendung mit einem Pumpengehäuse aus Aluminium, Edelstahl oder Acetal.
  • Edelstahl-Edelstahl-PTFE Gut geeignet für hochviskose Flüssigkeiten, Substanzen mit hohem Feststoffgehalt und Lösungen auf Wasserbasis. Passt gut zu einem Gehäuse aus Aluminium, Edelstahl oder Acetal.
  • Polypropylen-Hytrel®-Hytrel®: Ideal für Wasser und andere neutrale Flüssigkeiten, aber nicht für Lösungsmittel. Kostengünstig und mit flexibler Membrane.
  • Polypropylen-PTFE-PTFE: Diese Kombination bietet eine gute chemische Beständigkeit zu einem günstigen Preis sowie eine gute chemische Verträglichkeit mit Säuren und Basen.
  • Edelstahl-Viton®-Viton®: Eine Kombination, die sich gut für bleifreien Kraftstoff und für Lösungen in Verchromungsbädern eignet.
  • Kynar®-Viton®-Viton®: Eine gute Wahl für Chromatlösungen. Kynar® kann Viton® in den Kugeln ersetzen, wenn Viton® nicht verfügbar ist.
  • Kynar®-PTFE-PTFE: Dies ist die beste Wahl für aggressive und heiße Produkte und Säuren. Diese Kombination kann mit einem Gehäuse aus Kynar® oder rostfreiem Stahl verwendet werden.

BENÖTIGEN SIE HILFE BEI DER KONFIGURATON IHRER PUMPE?

Auf seiner Website bietet Graco einen Leitfaden für die chemische Kompatibilität . Es ist ein hervorragender allgemeiner Leitfaden bei der Pumpenauswahl und der Bestimmung kompatibler Werkstoffe. Ein weiterer nützlicher Leitfaden ist der Leitfaden für Konstruktionsmaterialien , mit dem Sie die kostengünstigste Lösung für Ihre Anwendung finden können. Ein drittes nützliches Hilfsmittel ist die Auswahlhilfe für pneumatische Membranpumpen , die Ihnen bei der Auswahl der richtigen Pumpe für Ihre spezielle Anwendung hilft. 

Wenn Sie weitere Unterstützung benötigen oder eine Vorführung einer luftbetriebene Doppelmembran-Pumpe von Graco wünschen, füllen Sie bitte das untenstehende Kontaktformular aus.

 

Geolast® ist eine eingetragene Marke der ExxonMobil Chemical Co. Buna-N® ist eine eingetragene Marke der Pittway Corporation, Chicago. Santoprene® ist eine eingetragene Marke von Advanced Elastomer Systems, L.P. Hastelloy® ist ein eingetragenes Warenzeichen von Haynes International, Inc. Viton® ist ein eingetragenes Warenzeichen von The Chemours Company. Kynar® ist eine eingetragene Marke von Arkema Inc. Hytrel® ist eine eingetragene Marke von DuPont.

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