PuK - Prozesstechnik & Komponenten 2024

Pumpen und Systeme
Exzenterschneckenpumpen
Dies erforderte zusätzliche bauliche
Veränderungen an der Pumpe, u. a.
den Einbau eines Spülanschlusses in
die Magnetkupplung. Die größten Anpassungen
waren jedoch im Ansaugbereich
unreinigung der Schlämme durch das
Schmiermittel erfolgt, wie es bei der
Verwendung von geschmierten Gelenken
und im Falle eines Versagens
der Manschetten auftreten würde.
des Pumpengehäuses und
der Kuppelstange erforderlich. Kuppelstange wird additiv gefertigt
Eine Exzenterschneckenpumpe
erfordert eine Kuppelstange, die sowohl
den Anforderungen der rotierenden
als auch der exzentrischen
Bewegung gerecht wird. Für Batterieanwendungen
mit Anoden- und Kathodenschlämmen
ist ein Biegestab
die geeignetste Lösung. Eine solche
Anordnung hat den Vorteil, dass keine
Gelenke zur Aufnahme der exzentrischen
Bewegung benötigt werden,
wie sie in den allermeisten Anwendungen
verbaut werden. Der Hauptgrund
für die Verwendung eines Biegestabs
war, dass die für das Gelenk
Für hygienische Anwendungen ist ein
Kuppelstangensystem mit offenen
Gelenken mit einer Edelstahlstange
und Bolzen erhältlich. Für Batterieanwendungen
ist ein solches System
aufgrund der abrasiven Beschaffenheit
der Schlämme und der Gefahr einer
Verunreinigung der Anoden- und
Kathodenschlämme durch Metallpartikel,
die die Endproduktqualität herabsetzen
würde, nicht geeignet.
Daher ist ein Biegestab die naheliegende
Wahl – allerdings gibt es einen
Nachteil bei der Verwendung
erforderliche Schmierung entfällt. eines herkömmlichen Biegestabs.
Dies hat den Vorteil, dass keine Ver-
Dieser besteht üblicherweise aus Me-
Abb. 2: Die Exzenterschneckenpumpe ist für komplexe Batterieanwendungen konzipiert.
tall, meist aus Titan oder rostfreiem
Duplexstahl. Aufgrund der begrenzten
Flexibilität einer solchen Konstruktion
muss der Biegestab länger
sein als bei einer Kuppelstange mit
Gelenksystem üblich.
Bei einer automatischen Reinigung
würde das größere Volumen
im Pumpengehäuse aufgrund seiner
größeren Länge zu einem höheren
Produktverlust führen. Es wurde daher
ein Konzept benötigt, das die Länge
des Pumpengehäuses so weit wie
möglich reduziert und gleichzeitig eine
ausreichende Flexibilität der Kuppelstange
bietet, um einen zuverlässigen
Pumpenbetrieb zu gewährleisten.
Neue Produktionsverfahren eröffneten
Möglichkeiten, dieses Rätsel
zu lösen, ohne dass die mit dem
Spritzgussverfahren verbundenen hohen
Werkzeugkosten anfallen. Durch
die additive Fertigung war es möglich,
in kürzester Zeit Prototypen möglicher
Ausführungen zu erstellen und
anschließend die endgültigen Produktkomponenten
herzustellen.
Die Entwicklung einer kürzeren
Kuppelstange, die die Länge des
Pumpengehäuses verkürzt, den mechanischen
Belastungen standhält
und den Anforderungen der automatischen
Reinigung gerecht wird,
war eine Herausforderung. Mithilfe
modernster CFD-Lösungen wurde
schließlich ein Kuppelstangen-Design
entworfen und in die finale Konfiguration
der Batteriepumpe integriert.
Auf der Grundlage von Erfahrungen
aus der Lebensmittelindustrie,
in der eine hygienische Reinigung
an Ort und Stelle gängig ist,
wurde ein tangentialer Einlassanschluss
eingebaut, um die Reinigungsfähigkeit
der Pumpe durch optimierte
Strömungsbedingungen im
Gehäuse zu verbessern.
Pumpenstator wird ebenfalls
additiv gefertigt
Abb. 3+4: Elastomer-Statoren und additiv gefertigte Statoren sind mit einem abtrennbaren
Statorsystem kompatibel.
Um die Anforderungen von Batterieschlammanwendungen
zu erfüllen,
war auch ein neues Konzept für
den Pumpenstator erforderlich. Normalerweise
verfügen Exzenterschneckenpumpen
über einen Stator aus
einem Elastomermaterial. Aufgrund
der chemischen Aggressivität einiger
28 PROZESSTECHNIK & KOMPONENTEN 2024