PUR-Verarbeitung: Für jede Chemie die richtige Pumpe
Korrosiv oder abrasiv: Die neue PUR-Pumpe HPP2 von Krauss Maffei hält fast alles aus. Ein neues Reparaturkonzept erhöht die Langlebigkeit der PUR-Pumpen.
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Wenn PUR-Systeme immer schneller ausreagieren sollen, trifft das die PUR-Pumpen als wichtigstes Anlagenbauteil von PUR-Dosiermaschinen besonders. Denn die Reaktionschemie wird aggressiver, hinzu kommen oft schleifende Additive als Schaumkomponenten. Die Axialkolbendosierpumpen HPP von Krauss Maffei sind genau darauf ausgelegt. Sie sind nun in zwei neuen Nenngrößen verfügbar. Zudem bringt Krauss Maffei die besonders verschleißarme Version HPP2 auf den Markt. Die Kunden erhalten damit für jede Chemie die richtige Pumpe.
PUR-Pumpen als besondere Herausforderung
Wenn ein Mischkopf Polyol und Isocyanat in einem präzisen Verhältnis zu PUR (Polyurethan) machen soll, braucht es Pumpen, die in der Dosiermaschine mit einem Druck von 100 bis 200 bar den nötigen Durchsatz gewährleisten. In reaktionstechnischen Anlagen bilden diese Chemiepumpen als Herzstück für die Prozesssicherheit eine eigene Liga innerhalb der Pumpenfamilie. Nur wenige Anbieter trauen sich an diesen Prozess. Krauss Maffei entwickelt daher seit über zehn Jahren für seine PUR-Verarbeitungssysteme eigene Pumpen der Reihe HPP, statt auf Standardmodelle anderer Pumpenhersteller zurückzugreifen.
Das Team um Konstrukteur Robert Brunner hat das HPP-Konzept jetzt auf Förderleistungen von 80 und 155 l/min (bei 1450 U/min) skaliert und um nützliche Features erweitert. Damit lässt sich die gesamte Palette der PUR-Anforderungen abdecken.
Aufbau der Axialkolbenpumpe
Man muss zunächst den Aufbau einer Axialkolbenpumpe verstehen: Eine Antriebswelle setzt mehrere Kolben in Bewegung, die sich in einem rotierenden Zylindergehäuse befinden. Dieses kann mithilfe einer Steuerscheibe stufenlos im Winkel zur Antriebsachse verstellt werden, wodurch sich die Fördermenge (Fördervolumen pro Umdrehung [cm³/U]) verändert. Je stärker die Neigung, desto höher das Schluckvolumen, weil die Länge der Zylinderbohrungen in steigendem Maße ausgenutzt wird. Ohne Neigung liegt der Kolbenhub bei null.
Ursprünglich wurden derartige Pumpen etwa für die Hydraulik von Baumaschinen entworfen, seit rund 25 Jahren sind sie auch bei reaktionstechnischen Anwendungen verbreitet. Hier treffen sie auf besondere Herausforderungen, denn das Pumpengehäuse ist komplett mit Chemikalien gefüllt, die immer aggressiver wurden, um schnellere Produktionszeiten zu ermöglichen. Bspw. greifen manche basischen Komponenten die Eisen-Kohlenstoff-Verbindungen an, die für die Härte des Stahls sorgen. Robert Brunner betont: „Beim Konstruieren von Pumpen müssen wir das Augenmerk deshalb immer stärker auf die Materialauswahl legen und hier neue Lösungen finden.“
Die meisten Anbieter von PUR-Anlagen greifen auf Standardmodelle zurück, wobei die Marktverfügbarkeit von Pumpen in dieser Größenordnung begrenzt ist. Für Jochen Zwiesele, Director Global Development Reaction Process Machinery bei Krauss Maffei ist klar: „Die neuen Versionen unserer HPP-Pumpen schließen bestehende Lücken.“ Bislang waren sie mit Nenngrößen von 3 bis 28 cm³/U erhältlich, was einer Förderleistung von bis zu 40 l/min entsprach. Für großvolumige Anwendungen wie Baupaneele oder Isolierungen für Kühlschränke und Fernwärmerohre wurde es nötig, den Materialdurchsatz zu erhöhen.
Die neue HPP2-Reihe unterscheiden sich von der HPP-Reihe – bei gleich gutem volumetrischem Wirkungsgrad – in einigen Details. Das Modell HPP ist vollständig mit den am Markt verfügbaren Pumpen anderer Hersteller kompatibel, sodass Kunden damit sehr leicht nicht mehr verfügbare Exemplare anderer Anbieter mit einer HPP-Pumpe ersetzen können. Die HPP ist wahlweise mit Wellenkupplung oder Magnetkupplung lieferbar.
Verschleißarme PUR-Pumpe der nächsten Generation
Die HPP2 verfügt standardmäßig über eine verschleißfreie Magnetkupplung. Diese funktioniert mittels eines Innenrotors, der mit Magneten versehen und in einem nicht magnetischen Spalttopf positioniert ist. Ein ebenfalls mit Magneten ausgestatteter Außenrotor überträgt die gewünschte Drehzahl vom Motor an die Antriebswelle. Dieses Konzept bietet einen Vorteil: Das Gehäuse ist geschlossen. Bei der Wellenkupplung hingegen ragt die Welle heraus und es bedarf guter Dichtungen, um eine Leckage zu verhindern, denn die PUR-Komponenten sind nahezu so flüssig wie Wasser. Dichtungen wiederum bilden kritische Punkte für Verschleiß.
Ein weiteres Kennzeichen der neuen HPP2 ist die aus dem Pumpenraum entfernte Spindel. Sie ist für die Änderung der Zylinderneigung per Steuerscheibe zuständig und sorgt so für den optimalen Betriebspunkt bei einem großen Anwendungsbereich. Besonders bei Isocyanat können sich durch die Wasseraufnahme Kristalle bilden, die das Gewinde zusetzen und schwergängig machen. Indem dieses außerhalb des Pumpenraums platziert wurde, ist sichergestellt, dass sich das Handrad dauerhaft gut bewegen lässt. Zudem wurde der Lagerabstand vergrößert, wodurch die Lagerung steifer wird, und auch Temperaturfühler sowie eine Überwachung zur Warnung vor Lagerschäden sind erhältlich.
Krauss Maffei bietet damit ein breites Portfolio an Pumpen für die Verarbeitung von chemischen Erzeugnissen, wassergetriebenen Systemen und aggressiven Fördermedien. Die korrosive oder abrasive Seite wird dabei immer mitbedacht. So können beigemischte Farbstoffe wie Ruß oder Titandioxid abrasiv wirken. Auch darauf müssen Pumpenkonstruktion und verwendete Materialien abgestimmt sein. Neben dem Guss-Gehäuse sind die HPP2 der Nenngrößen 3, 6 und 12 cm³/U auch mit Edelstahlgehäuse verfügbar, was sich vor allem für Epoxy-Anwendungen anbietet.
In-house-Service mit Wartung und Prüfung
Obwohl die Pumpen durch mehrere Korrosionsschutzstufen an die zu fördernden Rohstoffe angepasst sind und lange Standzeiten bieten, ist es doch in bestimmten Intervallen nötig, sie zu reinigen und wieder aufzuarbeiten. Dafür bietet Krauss Maffei einen In-House-Service mit Wartung und Prüfung samt Zertifikat. Wer seine Anlagenbauteile in Schuss hält, leistet auch einen Beitrag zu Umweltschutz und Nachhaltigkeit. Jens Kompe, Director Sales bei Krauss Maffei Reaktionstechnik, betont: „Unsere Produkte sind auf Präzision und Langlebigkeit ausgelegt. Zusätzlich bieten wir das Reparaturkonzept ‚aus alt mach neu‘. Dabei lassen sich ältere Pumpen durch den Einbau höherwertiger Komponenten sogar auf den aktuellen Stand aufrüsten.“ mg
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