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So konfigurieren Sie eine Membranpumpe mit Sicherheit – Teil 2
Cristiano Giancola, Technical Training Supervisor bei Graco, wählt zwei Membranpumpen für zwei verschiedene Anwendungen aus.
In Teil 1 dieser Artikelserie wurde erläutert, wie Graco Ihnen in drei einfachen Schritten bei der Auswahl und Konfiguration einer Membranpumpe hilft:
- Schritt 1. Leitfaden für chemische Verträglichkeit
- Schritt 2. Leitfaden für Konstruktionsmaterialien
- Schritt 3. Auswahlhilfe für Membranpumpen
In Teil 2 stelle ich mir vor, dass ich eine Membranpumpe für zwei sehr unterschiedliche Pumpanwendungen auswählen und konfigurieren muss: Meerwasser und Tomatensalsa-Dip. Ich werde jeden dieser drei Schritte durchgehen und begründen, warum ich bestimmte Materialien für das Gehäuse und die inneren Komponenten jeder Pumpe gewählt habe.
Schritt 1: Leitfaden für Chemikalienkompatibilität
Verwenden Sie dieses Tool zur allgemeinen Orientierung bei der Pumpenauswahl und zur Bestimmung kompatibler Werkstoffe.
Schritt 2: Leitfaden für Konstruktionsmaterialien
Dieses Tool ermöglicht Ihnen, die kostengünstigste Ihrer Anwendung entsprechende Lösung zu finden.
Schritt 3: Pumpenauswahlwerkzeug
Welcher Pumpentyp eignet sich am besten für Ihre Anwendung? Verwenden Sie dieses Tool zur Konfiguration Ihrer Pumpe.
Anwendung: Meerwasser
Mein erstes Beispiel: Ich arbeite auf einer Bohrinsel! Ich benötige eine Membranpumpe, um Seewasser aus einem Tank mit einer Durchflussrate von 200 l/min bei intermittierendem Betrieb abzulassen.
Wenn man im Leitfaden zur chemischen Verträglichkeit in der ersten Spalte Meerwasser hinzufügt, stellt man fest, dass Meerwasser mit einer Reihe von Metallen, Kunststoffen und Elastomeren verträglich ist. Ich werde ein Metallgehäuse für meine Pumpe wählen, da sie in einem explosionsgefährdeten Bereich eingesetzt wird und daher geerdet und ATEX-zugelassen sein muss.
Unter den Metallen wird Hastelloy® als ausgezeichnet (A) und Aluminium als gut (B) eingestuft. Idealerweise würde ich meine Auswahl auf Materialien beschränken, die eine A-Bewertung haben. Wie in Teil 1 erwähnt, spielt jedoch die Wirtschaftlichkeit bei der Wahl einer Pumpe immer eine Rolle. Hastelloy® ist ein hervorragender Werkstoff, aber er ist dreimal so teuer wie Aluminium. Dafür reicht mein Budget nicht! Ich werde also ein Aluminiumgehäuse für meine Pumpe wählen.
Nun zu den inneren Teilen der Pumpe. Viele Kunststoffe und Elastomere sind mit Meerwasser verträglich: Polypropylen, Geolast®, Viton®, PTFE, Buna-N usw. Wie entscheide ich mich zwischen ihnen? Die Antwort finden Sie, wenn Sie sich in Schritt 2 und im Leitfaden für Konstruktionsmaterialien die einzelnen Werkstoffe genauer ansehen.
Geolast® ist eine kostengünstige Lösung, die sehr flexibel ist, was für eine lange Lebensdauer spricht. Es wird auch erwähnt, dass es eine gute Abriebfestigkeit hat, was nützlich wäre, da das Meerwasser abrasive Sandpartikel enthält.
Viton®, PTFE und Buna-N weisen ebenfalls gute Eigenschaften auf, sind aber teurer als Geolast®, ohne dass sie zusätzliche Vorteile zu bieten scheinen. Deshalb werde ich mich für eine Kombination aus einer Aluminiumpumpe und Geolast®-Innenteilen entscheiden.
Dann gehe ich zu Schritt 3 und beginne mit der Konfiguration meiner Pumpe. Ich wähle die Energiequelle (Luft), das Zertifikat (ATEX) und das Gehäusematerial (Aluminium).
Für die Größe des Pumpeneinlasses wird für eine Durchflussrate von 200 l/min eine 1-Zoll-Pumpe als ausreichend angegeben, da sie 189 l/min bietet. Ich könnte sicherheitshalber auf eine 1,5-Zoll-Pumpe aufrüsten, da diese eine Durchflussrate von 341 l/min bietet, aber das ist natürlich mit Kosten verbunden, und wie ich bereits sagte, ist mein Budget knapp bemessen!
Für den mittleren Teil könnte ich ein Standard-Luftventil oder ein ferngesteuertes Luftventil wählen. Der Unterschied besteht darin, dass ich bei einem ferngesteuerten Ventil eine externe SPS zur Steuerung der Pumpe benötigen würde. Das will ich nicht, also wähle ich ein Standard-Luftventil.
Für die Sitze, Kugeln und Membran wähle ich Geolast®, und ich kann nur PTFE-Verteiler-O-Ringe mit dieser Kombination verwenden.
Nachdem ich die Konfiguration abgeschlossen habe, sehe ich ein Foto meiner ausgewählten Pumpe mit einer Artikelnummer. Wenn ich auf „Weitere Informationen“ klicke, gelange ich zu einer Website, auf der die wichtigsten Merkmale und Vorteile des jeweiligen Pumpentyps erläutert werden. Wenn ich auf „Technische Daten“ klicke, gelange ich zum Datenblatt des betreffenden Produkts mit den vollständigen technischen Spezifikationen einschließlich Leistungskurven. Ich sehe auch eine Liste der empfohlenen Reparatursätze für das jeweilige Produkt.
Wenn ich auf die Schaltfläche „PDF-Download“ klicke, erhalte ich eine vollständige Beschreibung aller Auswahlen, die ich bei der Konfiguration dieser Pumpe getroffen haben. Dazu gehören die Artikelnummern der Pumpe und der Reparatursätze sowie die optionalen Zubehörteile und deren Artikelnummern. Enthalten sind auch Leistungskurven für diese spezielle Pumpe und Anweisungen, wie sie zu lesen sind.
Anwendung: Tomatensalsa-Dip
Für mein zweites Beispiel wechsle ich die Rolle. Ich bin jetzt Leiter in einem Nahrungsmittel- und Getränkebetrieb! Ich muss eine Pumpe für eine Lebensmittelanwendung auswählen, in diesem Fall zum Pumpen von Tomatensalsa-Dip mit 20–30 l/min in kleine Becher.
Die erste wichtige Überlegung ist, dass Tomatensalsa-Dip mit einer Viskosität im Bereich von 2000–3000 cPs ein hochviskoses Material ist. Zweitens handelt es sich um eine Lebensmittelanwendung, so dass ich in der Lage sein muss, meine Pumpe effizient und schnell zu reinigen. Ich suche daher eine Pumpe, die hochviskose Flüssigkeiten fördern kann, aber beständig gegen Reinigungsmittel oder Reinigungsprozesse bei hoher Temperatur ist.
Im Leitfaden zur chemischen Verträglichkeit gebe ich in der ersten Spalte Tomatenfruchtfleisch und Saft ein und sehe, dass Edelstahl und Hastelloy® kompatible Materialien sind. Ich bin mit dem günstigeren Edelstahl sehr zufrieden.
Bei den inneren Komponenten wird nicht weniger als 13 Kunststoffen und Elastomeren eine ausgezeichnete Verträglichkeit mit Tomatenfruchtfleisch bescheinigt. Zur Eingrenzung der Auswahl muss ich einen Blick in den Leitfaden für Konstruktionsmaterialien werfen.
Die erste Angabe, auf die ich achte, ist die Betriebstemperatur. Ich möchte nicht, dass das Material schmilzt, wenn es Hochdruckdampf ausgesetzt wird. Ich kann also eine Reihe von Materialien sofort verwerfen, weil ihre maximale Betriebstemperatur nur 82 °C beträgt. Damit bleiben EPDM, Viton®, PTFE und PVDF übrig – alle hochtemperaturbeständig.
Viton® und PVDF liegen in einem hohen Preissegment. Da EPDM bei niedrigen Temperaturen eingesetzt werden kann, ist es ein sehr flexibles Material und das Preisniveau ist niedrig. Es eignet sich auch für Laugen, wenn ich ein starkes Reinigungsmittel verwenden möchte, und es wird für den Einsatz bei hygienischen Anwendungen empfohlen. EPDM scheint also ein guter Kandidat zu sein.
Aber ein paar Anmerkungen zu PTFE (Teflon®) sind mir aufgefallen. Es hat einen sehr geringen Reibungswiderstand und eine geringe Haftung. Diese Eigenschaften eignen sich hervorragend für meinen klebrigen, anhaftenden Tomatensalsa-Dip. Er haftet an PTFE nicht so stark wie an EPDM. Das würde die Reinigung so viel schneller und einfacher machen. Ich werde mich also für ein Gehäuse aus rostfreiem Stahl mit inneren Komponenten aus PTFE entscheiden.
Ich gehe jetzt zur Auswahlhilfe für Lebensmittelpumpen, um zu sehen, welche Pumpen Graco mir anbietet. Für meine Anwendung Tomatensalsa-Dip ist die FDA-Einstufung ausreichend; die anderen Zertifizierungsstufen sind auf hochempfindliche Flüssigkeiten ausgerichtet, die leicht kontaminiert werden können. Ich wähle Edelstahl 316 als Material für den Materialabschnitt. Ein ½-Zoll-Einlass ermöglicht bis zu 61 l/min, d. h. mehr als genug für meine erwarteten 20–30 l/min. Ich werde jedoch auf 1 Zoll aufrüsten. Der Grund dafür ist, dass ich mit dieser größeren Einlassgröße später eine beschwerte Polychloropren-Kugel wählen kann. Dabei handelt es sich um eine schwerere Kugel, die eine bessere Abdichtung bei hochviskosen Flüssigkeiten wie meinem Salsa-Dip bietet.
Der mittlere Teil besteht standardmäßig aus Polypropylen und das ist in Ordnung, da dieser Teil nicht mit der Flüssigkeit in Berührung kommt. Ich habe zwei Möglichkeiten für die Öffnung: Triclamp oder DIN. Mit Triclamp-Fittings können verschiedene Abschnitte von Prozessleitungen mit unterschiedlichen Größen und Endpunktanschlüssen verbunden werden. Für hygienische Anwendungen sind die Triclamps die hygienischere Lösung.
Der Sitz für eine Edelstahlpumpe ist nur in Edelstahl erhältlich, aber für die Kugeln könnte ich PTFE, Santoprene® oder Edelstahl wählen. Ich entscheide mich aus den oben genannten Gründen für PTFE. Für die Membran könnte ich entweder PTFE oder umspritztes PTFE wählen. Ich entscheide mich für eine umspritzte Membran, da sie kein zentrales Loch und keinen Bolzen hat. Dadurch wird die Reinigung erheblich erleichtert. Für die Verteilerringe werde ich ebenfalls PTFE wählen, da ich sie leicht reinigen kann.
Ich bin mit meiner Konfiguration zufrieden und sehe ein Foto meiner ausgewählten Pumpe mit einer Teilenummer. Wie bereits erwähnt, kann ich jetzt eine Produktbroschüre und die Technischen Spezifikationen dieser Pumpe einschließlich Reparatursätzen und optionalen Zubehörteilen herunterladen.
Jetzt muss ich noch einen letzten Schritt tun: Ich muss meine beiden Pumpen bestellen!
Benötigen Sie Hilfe bei der Konfiguration Ihrer Pumpe?
Ich hoffe, dass diese beiden Artikel, die die drei Schritte auf der Graco-Website erläutern, den Prozess bei der Auswahl und Konfiguration einer Membranpumpe vereinfachen. Wenn Sie weitere Unterstützung benötigen oder eine Vorführung einer Graco-Membranpumpe wünschen, füllen Sie bitte das untenstehende Kontaktformular aus.
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