Bericht Grüne PDF - Hadorns Gülletechnik

Erst rechnen,
dann pumpen
Eine Güllepumpe sollte günstig arbeiten, viel
schöpfen und möglichst vielseitig einsetzbar sein.
Da keine Pumpe diesen Anforderungen gerecht
werden kann, ist die Auswahl der zum Betrieb
passenden Maschine entscheidend.
Gibt es die perfekte Güllepumpe?
Sie müsste über einen weiten
Druckbereich mit geringem
Energieaufwand, kleinem Verschleiss,
grosser Leistung und guter
Fremdkörpertoleranz alle Arten von
Gülle fördern können. Die Anforderungen
an Güllepumpen sind in den
letzten Jahren grösser geworden: Mit
modernen Aufstallungssystemen ist
der Strohanteil in der Gülle stark gestiegen,
die Gülle ist dickflüssiger geworden
und enthält, beispielsweise
aus einer Biogasanlage stammend,
mehr Fremdkörper. Weiter sind die
Güllegruben tiefer geworden. Der
Landwirt und vor allem der Lohnunternehmer
will die Gülle zudem
heute viel schneller ausbringen können,
egal ob mit Verschlauchung oder
18 DIE GRÜNE – 26/2005
Fass. Eine Pumpe, die alle diese Anforderungen
erfüllen kann, wird es
wohl nie geben. Umso wichtiger ist
es, aus dem Angebot das zum Betrieb
passende Aggregat auszuwählen.
Drei Pumpenbauarten haben heute
den Markt fest im Griff. Sie alle
sind aufgrund ihrer Vor- und Nachteile
für bestimmte Einsatzbereiche
besser geeignet als für andere.
Wenig Verschleiss, aber
grosser Energieverbrauch
Die Zentrifugalpumpe arbeitet als
einzige ohne sich berührende Verschleissteile
und weist daher den geringsten
Verschleiss auf. Die Gülle
wird durch ein schnell drehendes Flügelrad
in Bewegung gesetzt. Es han-
Maximaler Druck ist nicht optimaler Druck
Quelle: Annahme des Autors
Druck P bar
An der Pumpenkennlinie ist deren
Schöpfvolumen in Abhängigkeit vom
Gegendruck zu erkennen. Bei der
abgebildeten Zentrifugalpumpe
bricht die Fördermenge bereits bei
einem Druck von 5 bis 6 bar ein. Bei
Schneckenpumpe
Drehkolbenpumpe
Zentrifugalpumpe
25 50 75 100 125 150 175 200
Volumenstrom Q m 3 /h
20
15
10
der Drehkolbenpumpe beginnt der
Einbruch bei 9, bei der Schneckenpumpe
bei 14 bar. Wird die Pumpe
im obersten Drittel des möglichen
Druckbereichs betrieben, steigen die
Kosten überproportional stark an.
5
(BILDER ZVG)
delt
sich also
nicht um
eine Zwangsförderung.
Bei geringem
Gegendruck
fördert die Zentrifugalpumpe
am günstigsten
und vor allem sehr schnell
(vgl. Grafik unten). Sie hat jedoch
auch zwei Nachteile. Erstens
ist sie nicht selbstansaugend, funktioniert
also nur, wenn Saugleitung
und Pumpe bereits mit Flüssigkeit gefüllt
sind. Der zweite Nachteil der
Zentrifugalpumpe besteht darin, dass
deren Leistungsbedarf bei steigendem
Gegendruck sehr stark ansteigt,
während die Schöpfleistung schnell
einbricht.
Wie viel Druck brauche ich?
«Meine Pumpe fördert mit 10 bar», ist etwa zu
hören. Druck entsteht aber nur, wenn die Pumpe
gegen einen Widerstand fördern muss. Der erste
Widerstand ist die Reibung in der Leitung, die
von der Fliessgeschwindigkeit (Fördermenge/
Rohrquerschnitt) abhängig ist. 1 km Leitung mit
75 mm Innendurchmesser führt beispielsweise
bei einer Fördermenge von 500 l/min zu einem
Druckanstieg von 5 bis 6 bar, bei 1000 l/min
sind es 10 bis 12 bar und bei 1500 l wären es
ohne Steigung bereits fast 20 bar. Abhilfe
können hier nur grössere Leitungsdurchmesser
schaffen. Grössere Schläuche können aber oft
nicht mehr gezogen werden. Der zweite bedeutende
Widerstand ist die Förderung über einen
Höhenanstieg, welche sich mit einem bar Druckanstieg
pro 10 m Förderhöhe auswirkt. Nicht
zuletzt ist auch der Verteiler ein Widerstand, der
den Druckbedarf um 0,5 (moderner Schleppschlauchverteiler)
bis etwa 4 bar (Weitwurfdüse)
erhöht.
Im Gegensatz zur Zentrifugalpumpe
sind die Drehkolbenpumpe
und die Schneckenpumpe so genannte
Verdrängerpumpen mit
Zwangsförderung. Das heisst, dass
hier ein bestimmtes Güllevolumen
mechanisch eingeschlossen und
durch eine Verschiebung des Raums
in Richtung Druckleitung verdrängt
wird. Die Verschiebung dieses Druckraums
bedingt, dass sich zwei Teile
(Rotor und Stator) berühren, wobei
eine gewisse Reibung entsteht. Die
Bestandteile der Gülle sorgen dafür,
dass dadurch Verschleiss entsteht.
Mit der Zeit entsteht durch den Verschleiss
zwischen Rotor und Stator
ein kleiner Zwischenraum, der Undichtheit
zur Folge hat und zu einem
Verlust an Druck und Schöpfleistung
führt, bis die Verschleissteile
schliesslich ersetzt werden
müssen. Der Verschleiss
steigt mit zunehmen-
Güllepumpen
dem Druck an, besonders bei der
Drehkolbenpumpe, aber auch bei der
Schneckenpumpe. Güllespezialist
Christian Hadorn erklärt: «Bei der
Drehkolbenpumpe ist die Dichtfläche
bzw. Distanz zwischen Saug- und
«Wir haben die Vision, wieder mehr in der Schweiz zu produzieren»
Christian Hadorn ist Inhaber und Geschäftsführer
der in Leimiswil angesiedelten
Firma Hadorns Gülletechnik.
■ DIE GRÜNE: In den letzten Jahren
hat es bei den Güllepumpen wenig nennenswerten
technischen Fortschritt gegeben.
Sind die Pumpen heute schon perfekt
oder schlafen die Pumpenhersteller?
CHRISTIAN HADORN: Die Landwirtschaft
ist ein kleiner Nischenmarkt, der
ein Produkt verlangt, das sonst in der Industrie
niemand braucht. Daher ist es aufgrund
der kleinen Stückzahlen sehr
schwierig, eine neues Produkt zu entwickeln
und dafür auch eine wirtschaftlich
konkurrenzfähige Fabrikation aufzubauen.
Es hat aber durchaus Verbesserungen
bei den Pumpen gegeben, die
zwar im Detail liegen, aber dem Anwender
viel bringen können. So wurden die
Kolben der Drehkolbenpumpe bezüglich
Form und Material wesentlich verbessert.
■ Welche Fehler kommen beim Kauf
von Gülletechnik am häufigsten vor?
HADORN: Wir werden noch zu häufig
erst zu spät gerufen, wenn schon definitive
Gebäudepläne vorhanden sind. Das
kann zu Mehrkosten führen. Mit unserem
Werbeslogan «Hadorn plant» möch-
Einsatzbereich ist druckabhängig
Die drei häufigsten Pumpentypen sind in
einem bestimmten Druckbereich bezüglich
Verschleiss (V) und Energieverbrauch (E)
problemlos einsetzbar (grün). Im orangen
Bereich ist der Einsatz möglich, führt aber
ten wir einen frühzeitigen Einbezug der
Gülletechniker noch weiterfördern. Tiefere
Gruben, ein grösserer Strohanteil,
Schleppschlauchverteiler und der Zeitdruck
verlangen heute viel mehr von
den Pumpen. Häufig wird
dabei vergessen, dass
auch die Leitungen grösser
werden müssen.
■ Was hat die Firma
Hadorn für die nächste
Zeit geplant, damit in Zukunft
Gülle günstiger ausgebracht
werden kann?
HADORN: Als Verkäufer
möchten wir vermehrt darauf
Einfluss nehmen, dass
unsere Maschinen von
mehreren Landwirten gemeinsam genutzt
und gut ausgelastet werden. Wir
weisen unsere Kunden auf die vielen
Möglichkeiten hin, beispielsweise auf
neue Finanzierungsmodelle. Im Weiteren
haben wir eine Vision. Das Beziehen
von Produkten aus dem Ausland ist mit
einem gewissen Verlust an Know-how
einhergegangen. Vor fünf Jahren hat bei
uns mit dem Bau einer Konstruktionswerkstatt
eine Wende eingesetzt. Dahinter
steckt das Ziel, gewisse Sachen wie-
LANDTECHNIK
1 bar 6 bar 11 bar 16 bar
Zentrifugal- V ■■■■■■ ■■■■■■ ■■■■■■
Pumpe E ■■■■■■ ■■■■■■ ■■■■■■
Drehkolben- V ■■■■■■ ■■■■■■ ■■■■■■
Pumpe E ■■■■■■ ■■■■■■ ■■■■■■
nicht möglich
nicht möglich
nicht möglich
nicht möglich
Schnecken- V ■■■■■■ ■■■■■■ ■■■■■■ ■■■■■■
Pumpe E ■■■■■■ ■■■■■■ ■■■■■■ ■■■■■■
im Dauerbetrieb zu etwas erhöhten Kosten
(Energie bei Zentrifugalpumpe, Verschleiss
bei Drehkolben- und Schneckenpumpe). Im
roten Bereich ist ein Einsatz technisch möglich,
aber mit sehr hohen Kosten verbunden.
Druckraum viel kürzer als bei der
Schneckenpumpe. Zudem rotiert die
Gülle in der Drehkolbenpumpe relativ
stark, was ebenfalls den Verschleiss
fördert. Das bedeutet, dass
die Drehkolbenpumpe im Dauerbe-
der in der Schweiz herzustellen. Beispielsweise
könnten wir eine gewisse
Fassgrösse, die individuell auf Kundenwünsche
zugeschnitten werden muss,
in der Schweiz möglicherweise sogar
günstiger herstellen als im
Ausland.
■ Am meisten Neuentwicklungen
hat es in der
letzten Zeit im Bereich
Fassfüllung gegeben. Welchen
Weg werden Sie hier
in der Zukunft gehen?
HADORN: Ich persönlich
bevorzuge hier zwei Lösungen.
An erster Stelle
steht die Füllung mit einer
elektrisch angetriebenen
Tauchschneidpumpe, die eine Füllstation
speist und in der restlichen Zeit zum Umspülen
und Rühren verwendet wird. Hier
sind Füllmengen von 4000 bis 8000 l/min
mit einem elektrischen Antrieb von nur
15 PS möglich. Die zweite Möglichkeit
sehe ich im Einsatz von grösseren Drehkolbenpumpen
auf dem Fass. Wenn ab
Fass verschlaucht werden soll, ist hier jedoch
die Obergrenze bei etwa 3000 l/min
angesetzt.
Interview: Ruedi Burkhalter
DIE GRÜNE – 26/2005 19

VERBESSERT
Moderne Schneckenpumpen wurden für den
überbetrieblichen Einsatz verbessert: Fernsteuerung
und Schlauchtransporthalter.
trieb nicht mit maximalem Druck,
sondern nur etwa bis sieben oder
acht bar eingesetzt werden sollte.
Auch bei der Schneckenpumpe ist der
Verschleiss im obersten Druckbereich
gross (Grafik Seite 19). Neben den
drei Klassikern ist auch noch die altbewährte
Kolbenpumpe auf dem
Markt erhältlich. Sie liefert höchsten
Druck bis 20 bar, ist aber entsprechend
teuer in der Anschaffung und
eher empfindlich gegen Fremdkörper.
Welche Pumpe ist also die richtige?
Die Antwort: Es kommt darauf an
und zwar in erster Linie wie viel Menge
mit welchem Druck gefördert werden
muss. Grundsätzlich sind die
Pumpen in der Anschaffung teurer, je
höherer Druck man damit erzeugen
kann. Grössere Pumpen sind heute
gefragt, wenn ein Schleppschlauchverteiler
eingesetzt wird. Hier sind
relativ grosse Volumenströme erforderlich,
damit die Verteilköpfe genü-
Pumpenkombinationen füllen das Fass
Zum Befüllen von Fässern ist man mit der bekannten Vakuumpumpe
bei grossen Fässern und mit dickflüssiger Gülle an die
Grenze gelangt. Ohne Vakuumbefüllung können wesentlich leichtere
Behälter eingesetzt werden. Als günstigste und leistungsstärkste
Alternative bietet sich bei so geringer Förderhöhe die
Zentrifugalpumpe an. Zum Ansaugen wird eine kleine Vakuum-
Güllepumpen
VERSCHLEISSARM
Die Kombipumpe (Gummiflügel und
Zentrifugal) von Früh fördert mit
45 kW 2000 l/min bei bis zu10 bar.
gend gefüllt werden und das Verteilbild
gut ist. Problematisch wird es,
wenn auf dem Betrieb zu kleine Leitungen
vorhanden sind. Der Druckverlust
in der Leitung nimmt überproportional
zur Strömungsgeschwindigkeit
zu. Das bedeutet, dass
wer Gülle möglichst weit pumpen
will, möglichst grosse Leitungsquerschnitte
wählen muss, um überhaupt
noch eine Pumpe zu finden, die genügend
Druck erzeugen kann.
Fremdkörper von der
Pumpe fernhalten
Wer seine Pumpe sicher vor
Fremdkörpern schützen will, Installiert
im Ansaugbereich einen Fremdkörperabscheider,
der regelmässig geleert
wird. Er kann in den meisten
Fällen zusätzlich mit einem Schneidwerk
ausgerüstet werden. Moderne
Schleppschlauchverteiler sind jedoch
LANDTECHNIK
FREMDKÖRPER
Eine Füllstation kann mit einem
Fremdkörperabscheider ausgestattet
werden, um die Pumpe zu schonen.
meistens schon mit völlig genügenden
Schneidvorrichtungen ausgestattet.
Einige interessante Entwicklungen
hat es im Bereich Fassfüllung
gegeben. Früher war die Vakuumpumpe
Standard. Mit grösseren
und leichteren Behältern wird sie
aber zunehmend durch die leistungsfähigere
Zentrifugalpumpe ersetzt.
Hier muss eine zweite Pumpe
zum Ansaugen vorhanden sein. In
den meisten Fällen kommt eine kleine
Vakuumpumpe für das Ansaugen
zum Einsatz. Sobald die Gülle in der
Zentrifugalpumpe angelangt ist, öffnet
sich eine Klappe und die Förderung
beginnt automatisch. Neuste
Entwicklungen kombinieren die Zentrifugalpumpe
mit einer Vakuumpumpe
oder sogar einer kleinen
Drehkolbenpumpe sogar in einem
Gehäuse.
Ruedi Burkhalter
pumpe (links) eingesetzt. Möglich ist auch der Einsatz einer extern
angebrachten Zentrifugalpumpe (Mitte) in Verbundung mit der
Original-Vakuumpumpe oder mit einer Drehkolbenpumpe. Neuste
Entwicklungen wie bei Vakutec (rechts) vereinen Zentrifugalpumpe
und Vakuum- oder Drehkolbenpumpe in einem Gehäuse. Überflüssige
Gülle wird direkt in den Ansaugbereich zurückgeführt.
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