Wir pumpen alles – auch Schlamm

Schlammpumpen

Ein Beitrag von Dieter Schenk, Pumpenfachtechniker der schubag AG.

Aufgrund der Zusammensetzung und der Viskosität von Schlämmen, bedarf es für dessen Förderung spezielle Pumpen. Mit gewöhnlichen Pumpen lässt sich Schlamm nur sehr schwer transportieren, da Verschleiss, Korrosion und eine hohe Viskosität Schäden an den Pumpen verursacht. Hier erfahren Sie, welche Pumpentypen sich zur Schlammförderung eigen und welche Vorteile Exzenterschneckenpumpen als Schlammpumpen aufweisen.


Schlamm

Schlamm ist ein Gemisch von Flüssigkeiten und verteilten, einzelnen Partikel, resp. Feststoffen. Je nach Flüssigkeitsanteil können Schlämme niedrig- oder hochviskos sein. Bleibt ein solches Gemisch einige Zeit ruhig stehen, so setzen sich die Feststoffe ab und schweben an den Grund, sofern sie eine höhere Dichte als die Flüssigkeit haben. Oftmals spricht man auch von Sedimenten oder Schlick. Der Anteil der Feststoffe, die Feststoffbelastung, ist vielfach entscheidend für die Auswahl der Pumpe.
Schlämme fallen vorwiegend in Chemieanlagen, Baustellen, Kläranlagen oder in der Landwirtschaft an. Aber auch in vielen anderen Industrien sowie Herstellungsprozessen und müssen in der Regel transportiert werden.

Mögliche Pumpenprinzipien

Für das Pumpen von Schlämmen können unterschiedliche Pumpentypen verwendet werden. Die gängigsten Schlammpumpen sind nachfolgend prinzipiell beschrieben:

Kreiselpumpe
Eine Kreiselpumpe besteht aus einem Laufrad, einer Saugöffnung und einer Drucköffnung in Zentrifugalrichtung. Der in das Gehäuse einströmende Schlamm wird durch Zentrifugalkraft, die durch die Rotation des Laufrades erzeugt wird, zum Ausgang transportiert. Dieser Pumpentyp eignet sich für niedrigviskose Schlämme.

Exzenterschneckenpumpen
Eine Exzenterschneckenpumpe besteht aus einem sich drehenden Rotor sowie einem feststehenden Stator aus einem Elastomer. Diese Verdrängerpumpe zeichnet sich durch ein gleichbleibendes Fördervolumen und eine hohe Verschleissfestigkeit aus. Es können hochviskose Medien mit hohen Feststoffanteilen gefördert werden.

Schlauchpumpe
Eine Schlauchpumpe besteht aus einem elastischen Rohr, einem Rotor und einem Gleitschuh. Der Gleitschuh drückt den Schlamm aus dem Rohr und saugt mittels Unterdrucks wieder neuen Schlamm an. Es können Schläuche unterschiedlicher Materialien eingesetzt werden. Es können sehr hochviskose Schlämme gefördert werden.

Drehkolbenpumpe
Eine Drehkolbenpumpe besteht aus einem Rotorpaar welches in einem Gehäuse rotiert. Dabei werden die Öffnungen zwischen den Rotoren mit Medium gefüllt und zum Pumpenausgang transportiert. Die Drehkolben sind aus Stahl oder Edelstahl sowie aus Elastomeren erhältlich. Mit diesem Pumpentyp lassen sich hochviskose Schlämme fördern.

Auswahl der optimalen Schlammpumpe

Bei der Auswahl von Schlammpumpen sollte immer da ganze Pumpensystem umfassend einbezogen werden. Dazu gehören z. B. der Zwecks des Übergabeortes, die Form, Viskosität und Festigkeit des zu transportierenden Mediums, die chemischen Korrosivität, die Betriebstemperatur, das gewünschte oder notwendige Fördervolumen und ob der Transfer kontinuierlich sein muss oder nicht. Die Beschaffenheit sowie die Grösse der Partikel sowie die Balance zwischen der Viskosität und dem Feststoffgehalt beeinflussen die Wahl entscheidend.
Bei der Auswahl eines Pumpentyps und eines Herstellers sollten nicht nur die Anschaffungskosten eine vorrangige Überlegung sein, sondern auch die Betriebskosten müssen berücksichtigt werden. Viele Anwendungen erfordern aufgrund der rauen Betriebsbedingungen eine Wartung. Die Kosten, einschliesslich der einfachen Inspektion, Demontage und Montage sowie der Teilebeschaffung, werden beim Betrieb der Geräte immer eine Herausforderung sein. In der Tat haben Schlammpumpen am häufigsten Probleme aufgrund von Verschleiss, da das zu fördernde Medium halbfest ist. Die Pumpen werden bei Defekten in den meisten Fällen repariert und wiederverwendet sowie Verschleissteile ausgetauscht.

Erfolgreiche Umsetzung in Abwasserreinigungsanlagen

Zur Förderung von Überschuss- und Dickschlamm in einer Abwasserreinigungsanlage (ARA) konnten wir mit fachgerechten Auslegungen hervorragende Resultate mit Exzenterschneckenpumpen erzielen. Der Kunde hat sich aufgrund der Robustheit der Produkte und die überzeugenden Argumente für die Ausführungen des Herstellers Allweiler entschieden. Insbesondere in Bezug auf die langen Standzeiten und somit die Lebensdauerkosten konnten die Pumpenlösung überzeugen.


Überzeugende Vorteile

  • Robuste, ölgeschmierte und strömungsbegünstigte Gelenkausführungen. Somit sehr servicefreundlich und lange Standzeiten.
  • Optimierte Klemmung zwischen Rotor und Stator. Kleiner Toleranzbereich und spezielle Oberflächeneigenschaften. Dadurch guter Gesamtwirkungsgrad und geringerer Verschleiss und Energieverbrauch.
  • Hülse für Trockenlaufschutz in Stator einvulkanisiert. Dadurch kann der Stator gegen Überhitzung ohne Schwachstelle und Gefahr auf Leckage geschützt werden.
  • Stabile Kennlinie und Druckstabilität. Somit längere Standzeit und geringere Betriebskosten.
  • Doppelseitige Inspektionsöffnung und somit Möglichkeit zur schnellen Reinigung des Sauggehäuses.
  • Gleitringdichtung kann einfach und ohne Demontage des Sauggehäuses getauscht werden.
  • Das Statormaterial kann den Mediumeigenschaften angepasst werden. Am weitesten verbreitet sind NBR, FKM (Viton), EPDM und Alldur.

Einflussfaktor Standzeiten

Grundsätzlich ist das Thema Standzeiten von Exzenterschneckenpumpen ist ein sehr komplexes und generelle Aussagen sind schwer zu treffen. Es sind sehr viele Faktoren, welche die Standzeit der Förderelemente beeinflussen. Zum einen die Beschaffenheit des Mediums aber auch die geforderte Leistung sowie die Drehzahlen der Pumpe. Pumpengrösse und Werkstoffauswahl beeinflussen somit die Kosten und die Wettbewerbsfähigkeit massiv. Wir sind also gezwungen unsere Produkte exakt auf die jeweilige Anwendung auszulegen. Dies kann auch dazu führen, dass wir nicht in jedem Fall die maximal mögliche Standzeit erreichen. Entscheidend für die Standzeit der Förderelement ist wiederum eine Anwendungsgerechte Auslegung der Pumpe. Fakt ist jedoch auch, dass mit einem hochwertigen Statormaterial die Lebensdauer im Vergleich signifikant gesteigert werden kann.

Ein durchgeführter Test unseres Partners Allweiler hat ergeben, dass mit einem ALLDUR-Stator eine siebenfache Standzeit erreicht werden kann. Dies im Vergleich zu einem Perbunan (NBR) Statormaterial.
In diesem Anwendungsfall wurde mit einer AE4H750 Dickschlamm auf eine Entwässerungsmaschine gefördert.
– TS 6%; Q=5-10m3/h; Pd= max. 12bar
– Standzeit Stator Werkstoff -Perbunan- ca.: 2000 h
– Standzeit Stator Werkstoff -ALLDUR- ca.: 14000h
Nur durch Veränderung eines Parameters in der Auslegung der Pumpe, nämlich der Stator Werkstoff, erhöht sich die Standzeit der Pumpe um das 7-fache.

Fazit

Bei der Auswahl und Auslegung von Schlammpumpen lohnt es sich genau hinzuschauen und alle Parameter in der Entscheidung zu berücksichtigen. Auf jeden Fall lohnt es sich die Lebensdauerkosten genau zu betrachten, da die Initialkosten oft über die Gesamtkosten hinwegtäuschen. Gerne unterstützen wir auch Sie bei Herausforderungen mit Schlammpumpen. Kontaktieren Sie uns, unsere erfahrenen Pumpenfachingenieure beraten Sie gerne.

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