FSIP®-Pumpendesign mit einstellbarem Statorsystem: Situationsspezifische Anpassung verdreifacht die Standzeit in Kläranlage

  • Bei verschleißbedingtem Leis-tungsabfall der Pumpe kann mit Hilfe der xLC® Einheit die Vor-spannung im Rotor-Stator-System nachgestellt werden. Hierzu wird mit nur 2 Einstellmuttern und mit Hilfe der Justierskala der Flansch um einen Nachstellschritt bewegt
  • Bei der Neuanschaffung 2016 legte man besonderen Wert darauf, dass das Aggregat eine deutlich höhere Zuverlässigkeit und Lebensdauer aufwies sowie besonders einfach zu warten war. Die Wahl fiel auf die servicefreundliche FSIP®-Ausführung der NEMO® Exzenter-schneckenpumpen von NETZSCH
  • Eine Skala mit sieben definierten Anschlagspunkten zeigt das Rest-potenzial des Rotor-Stator-Systems an und erleichtert die Wartungsplanung.
  • Der Dickschlamm, der in einer Kläranlage nach der Zentrifuge anfällt, wird von einer NEMO® Ex-zenterschneckenpumpe zur Schlamm-Desintegration in einen Zwischentank gefördert.
  • Autor:Michael Groth, Leiter globales Geschäftsfeld Umwelt & Energie

Die bisherige Pumpe, die in einer bayrischen Kläranlage Dickschlamm zu einem Zwischentank förderte, wies aufgrund des abrasiven Mediums einen hohen Verschleiß auf. Daher entschieden sich die Verantwortlichen, sie durch ein robusteres Aggregat zu ersetzen, das sich zudem einfacher warten lassen sollte. Seit 2016 ist daher eine NEMO®-Exzenterschneckenpumpe der NETZSCH Pumpen & Systeme GmbH aus Waldkraiburg im Einsatz, die sich durch ihr servicefreundliches „Full Service in Place“ (FSIP®)-Konzept auszeichnet. Damit werden Servicearbeiten ohne die Notwendigkeit eines Ausbaus der Pumpe aus der Leitung ermöglicht. Insgesamt spart die neue Konstruktion Zeit bei Inspektion, Wartung, Reparatur und Reinigung und reduziert zudem den benötigten Bauraum. Einen weiteren wesentlichen Fortschritt brachte dabei das sogenannte xLC®-System. Bei auftretendem Verschleiß im Rotor-Stator-System kann mittels dieser neuartigen Komponente durch Nachjustierung der Vorspannung im Rotor-Stator-System die Leistungsfähigkeit der Pumpe wieder hergestellt werden. Mit dem neuen System konnte eine Verdreifachung der Standzeit der Pumpe erreicht werden.
Bis zum Wechsel des Pumpenfabrikats wurde der Dickschlamm, der nach der Zentrifuge anfällt, von einer herkömmlichen Exzenterschneckenpumpe mit einem Druck von 7 bar zur Schlamm-Desintegration in einen Zwischentank gefördert. „Da der Feststoffanteil bei über 8 Prozent liegt, war der Verschleiß bei diesem Aggregat sehr hoch“, so der Klärmeister. „Auch die spezielle Beschaffenheit des Mediums hat dabei vermutlich eine Rolle gespielt: Es sind Eisen- und Aluminiumsalze aus dem Tertiärschlamm und, wegen des im Ort ansässigen Industriewerks, auch Eisen enthalten.“ Als Konsequenz musste die Pumpe regelmäßig nach etwa 8.000 Betriebsstunden gewartet werden.'
Pumpeninnenraum in wenigen Handgriffen frei zugänglich
Bei der Neuanschaffung legten die Verantwortlichen besonderen Wert darauf, dass das Aggregat eine deutlich höhere Zuverlässigkeit und Lebensdauer aufwies sowie besonders einfach zu warten war. Die Wahl fiel schließlich auf die servicefreundliche FSIP®-Ausführung der NEMO® Exzenterschneckenpumpen von NETZSCH. Deren Design zeichnet sich durch einen besonders großen Inspektionsdeckel aus: „Der Deckel wird von nur fünf Schrauben gehalten, die sich ganz ohne Spezialwerkzeug in kürzester Zeit lösen lassen“, erklärt Mikael Tekneyan, Entwicklungsingenieur bei NETZSCH „Gleichzeitig haben wir bei seiner Gestaltung darauf geachtet, dass er sowohl bei hohen Drücken als auch bei einer vertikalen Aufstellung der Pumpe zuverlässig abdichtet.“
Die Wartungsöffnung ist geschickt am Übergang vom Pumpengehäuse zum Stator platziert, sodass man durch das Abnehmen des Deckels idealen Zugang zur Schalenkupplung erhält. „Hier reicht es, eine Schraube zu lösen, um das Rotor-Stator-Element von der Kuppelstange zu trennen“, so Mikael Tekneyan „Anschließend lässt sich die rotierende Einheit mit dem Rotor-Stator-Element einfach herausheben. Der Pumpeninnenraum ist nun von Flansch zu Flansch frei zugänglich. “Somit lassen sich alle verschleißenden Teile der Exzenterschneckenpumpe auswechseln, ohne dass sie aus der Rohrleitung gebaut werden muss. Da alle Teile seitlich oder nach oben entnommen werden, wird für den Ausbau auch kein zusätzlicher Platz benötigt. Die bei herkömmlichen Exzenterschneckenpumpen obligatorische Ausbaulänge am Ende der Pumpe entfällt, wodurch sich der erforderliche Einbauraum stark verkürzt.'
Elastomerstator einfach austauschbar'
Darüber hinaus verfügt die eingesetzte Pumpe auch über eine neu entwickelte Komponente, die es erlaubt, den iFD-Stator® 2.0 nachzustellen und dessen Lebensdauer deutlich zu verlängern: das xLC®-Einstellsystem. Durch dessen Einsatz kann die Pumpe über die bisherige Standzeit von etwa 8.000 Betriebsstunden hinaus weitere 16.000 Betriebsstunden arbeiten, bevor ein Austausch des Stators notwendig wird. „Sinkt die Leistung der Pumpe, kann die Vorspannung zwischen Rotor und Stator mit nur wenigen Handgriffen wiederhergestellt werden“, erklärt Mikael Tekneyan. „Die Lebensdauer des Rotor-Stator-Elements lässt sich auf diese Weise verdreifachen, ohne dass die Pumpe auseinandergebaut werden muss“, so der Entwicklungsingenieur.
Das xLC®-System basiert auf der von NETZSCH entwickelten Stator-Technologie iFD 2.0. Der iFD-Stator® ist ein duales System, in dem der Aluminiummantel und das Elastomer separiert bleiben. Das Gehäuse ist der Länge nach zweigeteilt und der Elastomereinleger lässt sich einfach herausnehmen. Da sich die Vorspannung des Elastomers zum Rotor erst beim Festziehen der Spannstangen einstellt, lässt sich das Elastomerteil leicht auf den Rotor aufschieben. Erst durch das axiale Zusammenpressen beim Zusammenbau der Pumpe erhält es die optimalen Maße für den Betrieb. Ein definierter Anschlag sorgt beim Festziehen der Spannstangen am Gehäuse für eine gleichmäßige Vorspannung und eine zuverlässige Dichtlinie.  
Durch die axiale Stauchung des Statorelastomers mit Hilfe der xLC®-Einheit ist es nun möglich, Verschleißerscheinungen im Rotor-Stator-System zu kompensieren und dessen Leistungsfähigkeit wieder herzustellen. Dadurch erhöht sich die Standzeit der Förderkomponenten deutlich. Bei verschleißbedingtem Leistungsabfall der Pumpe kann mit Hilfe des sogenannten Verstell-Flansches der xLC®-Einheit die Vorspannung im Rotor-Stator-System nachgestellt werden. Hierzu wird mit den nur 2 Verstellmuttern und mit Hilfe der Justierskala der Flansch um jeweils einen Nachstellschritt bewegt. Durch diese Bewegung wird das mit dem Verstellflansch verbundene Elastomerteil definiert gestaucht, so dass sich Vorspannung und Dichtlinie zwischen Elastomer und Rotor wieder einstellen.
Die Verwendung des iFD-Stator® 2.0 ist außerdem sehr ressourcenschonend. Der Statormantel kann über die Lebensdauer der Pumpe wiederverwendet werden, es wird immer nur das Elastomerteil ausgetauscht, dessen Wechsel nur wenige Minuten in Anspruch nimmt.
Der Statormantel kann mit einem neuen Elastomereinsatz über die Lebensdauer der Pumpe weiter verwendet werden. Nach der Öffnung des Statormantels lässt sich der Elastomereinsatz ganz einfach vom Rotor abziehen. Das erleichtert die Wartung zusätzlich und erlaubt es, das Elastomer separat und sortenrein zu entsorgen, was bei herkömmlichen Rohrstatoren nicht möglich ist.
Deutlich mehr Betriebsstunden
Dank der xLC®-Einheit, war in der bayrischen Kläranlage seit 2016 ein Statorwechsel nicht wieder notwendig: Die Pumpe läuft 24 h am Tag und erreicht bei einer Förderleistung von 1 – 3 m³/h über 8.000 Betriebsstunden im Jahr. Bisher aufgetretene Verschleißerscheinungen konnten mit Hilfe des xLC®-Systems erfolgreich kompensiert werden, d.h. die Leistungsparamter der Pumpe konnten immer wieder hergestellt werden. Ein Ende der Standzeit bzw. ein nötiger Statorwechsel ist noch lange nicht absehbar. „Die Komponenten sind optimal aufeinander abgestimmt, so dass sich die Leistung seit der Installation auf dem optimalen Wert hält“, erklärt der Klärmeister zufrieden. Dass er die Pumpen seit über 2 Jahren nicht mehr warten musste, bedeutet für ihn erhebliche Arbeitserleichterung.
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NETZSCH Pumpen & Systeme bietet seit mehr als 60 Jahren auf globaler Ebene mit NEMO® Exzenterschneckenpumpen, TORNADO® Drehkolbenpumpen, NOTOS® Schraubenspindelpumpen, Zerkleinerungsmaschinen, Behälterentleerungen, Dosiertechnik und Zubehör maßgeschneiderte und anspruchsvolle Lösungen für Anwendungen in sämtlichen Industrien. Mit über 2.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern sowie einem Umsatz von mehr als 281 Mio. Euro (Geschäftsjahr 2018) ist NETZSCH Pumpen & Systeme neben NETZSCH Analysieren & Prüfen sowie NETZSCH Mahlen & Dispergieren der größte und umsatzstärkste Geschäftsbereich der NETZSCH-Gruppe.