Innenzahnradpumpen bewältigen schwierige Asphaltanwendungen

Dec 26, 2023

Anthropologen haben festgestellt, dass das als Bitumen bekannte teerartige Erdölnebenprodukt, definiert als „eine schwarze, viskose Mischung aus Kohlenwasserstoffen“, erstmals um 3000 v. Chr. als technisches Material verwendet wurde

Auch heute, mehr als 5.000 Jahre später, ist die Verwendung von Asphalt oder „einer Mischung aus dunklem, bituminösem Pech mit Sand oder Kies“ nach wie vor ein grundlegendes Element in vielen der wichtigsten Industriebetriebe unserer Gesellschaft, angefangen beim Straßenbau vom Dach bis zur Abdichtung.

Während Bitumen und Asphalt seit fünf Jahrtausenden Grundpfeiler des Bauwesens sind, gilt dies auch für die Herausforderungen, die bei ihrer Handhabung gemeistert werden müssen. Pumpen spielen in der gesamten Produktions- und Lieferkette von Asphalt eine herausragende Rolle. Das bedeutet, dass die Identifizierung und Implementierung einer Pumpentechnologie, die den Herausforderungen beim Umgang mit Asphalt gewachsen ist, für den Betreiber oberste Priorität haben muss.

Zu diesem Zweck wird in diesem Artikel veranschaulicht, wie die Innenzahnradpumpentechnologie die ideale Wahl für die anspruchsvollsten Anwendungen im Bitumen- und Asphaltumschlag sein kann.

Da Pumpsysteme in fast allen industriellen Fertigungsanlagen allgegenwärtig sind und für den Betrieb vieler Produktionsanwendungen in einer Vielzahl von Branchen von entscheidender Bedeutung sind, sind sie auch reif für betriebliche Verbesserungen, die die Zuverlässigkeit verbessern und die Ausrüstungs- und Betriebskosten senken können.

Asphaltpumpen werden entlang der gesamten Produktions- und Lieferkette von Asphalt benötigt.

Man findet sie in Raffinerien, in denen Rohasphaltprodukte hergestellt werden, in Terminals, in denen verschiedene Asphaltprodukte gelagert werden, in Heißmischanlagen, in denen Pflasterprodukte hergestellt werden, und in Fabriken zur Herstellung von Dachmaterial, in denen Schindeln und andere Dachmaterialien hergestellt werden.

Das Herzstück dieser und anderer Systeme, deren Produktionsbasis auf Asphaltprodukten basiert, sind speziell konfigurierte Asphaltpumpen.

Die größte Herausforderung bei diesen Vorgängen ist die offensichtlichste: Da sich die Temperatur von Asphalt ändert, kann er je nach chemischer Zusammensetzung von einem festen zu einem flüssigen Zustand mit unterschiedlichsten Flüssigkeitseigenschaften übergehen, was das Pumpen mit Standard-Pumptechnologie äußerst schwierig macht . Um einen sicheren und zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten, muss eine für den Asphaltbetrieb konzipierte Pumpe diese besonderen Überlegungen berücksichtigen.

Pumpenaußenteile. Als äußere Metallteile einer Pumpe werden solche definiert, die im Inneren mit dem Fördermedium in Berührung kommen, während sie außen den Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind. Für Asphaltanwendungen konzipierte Pumpen müssen in der Lage sein, den Asphalt von den äußeren Umgebungsbedingungen zu isolieren. Ein effektiver Heizmantel, der die Oberfläche zwischen dem Wärmeübertragungsmedium (Dampf oder heißes Öl) und dem gepumpten Medium (Asphaltprodukte) maximiert, ist für eine zuverlässige Leistung von entscheidender Bedeutung.

Pumpeneinbauten. Aufgrund der großen Bandbreite an Temperaturen und Viskositäten von Asphaltprodukten muss bei der Auswahl der richtigen Innenabstände immer besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden. Ein Versehen kann zum Ausfall von Buchsen, Getrieben oder Wellen führen. Darüber hinaus können interne Komponenten beim Pumpen von Asphaltprodukten erheblichen Belastungen ausgesetzt sein. Viskositätsänderungen aufgrund von Temperaturschwankungen können dazu führen, dass sich das Asphaltprodukt in der Pumpe oder im Rohrleitungssystem verfestigt, was möglicherweise zu einem Ausfall der Rotorzahnräder führt.

Abdichtung. Die Wellenabdichtung ist bei einer Asphaltanwendung mit Abstand eine der größten Herausforderungen, die es zu bewältigen gilt, insbesondere wenn ein leckagefreier Zustand gewünscht wird. Packungen sind aufgrund ihrer Zuverlässigkeit, Einfachheit und Einsatzfähigkeit in allen Viskositäts- und Temperaturbereichen die am weitesten verbreitete Wellendichtungslösung in allen Asphaltanwendungen. Allerdings müssen Packungen dicht sein, um über lange Zeiträume zuverlässig zu funktionieren. Bei sauberen Asphaltanwendungen, bei denen wenig bis gar keine Feststoffe vorhanden sind und Leckagen nicht akzeptabel sind, können Dreilippendichtungen in Patronenform oder mechanische Dichtungen verwendet werden. Bei gefüllten Asphaltanwendungen, bei denen Feststoffe vorhanden sind und Leckagen nicht akzeptabel sind, können Gleitringdichtungen mit Hartflächen verwendet werden.

Bei der Verwendung von Kartuschen-Dreifachlippendichtungen oder Kartuschen-Gleitringdichtungen wird immer empfohlen, einen Abschrecker zu verwenden, um die Dichtung zu erwärmen, Luft draußen zu halten und eine Verkokung des Asphalts in der Nähe der Dichtungsflächen zu vermeiden. In einigen Fällen können dichtungslose Magnetantriebspumpen für einen leckagefreien Asphaltbetrieb verwendet werden, sofern beim Anfahren strenge Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden.

Angesichts der breiten Palette an Asphaltprodukten auf dem Markt, die alle unterschiedliche Fließeigenschaften aufweisen, müssen von Anwendung zu Anwendung besondere Überlegungen angestellt werden.

Oft kann ein einzelner Anlagenbetrieb in einem Prozess sauberen Asphalt mit mäßiger Viskosität und in einem anderen Prozess einen viskosen, gefüllten Asphalt mit starken Schleifmitteln liefern.

Emulgierter Asphalt besteht aus einer Mischung aus Asphaltzement, einem Emulgator (Tensid) und Wasser. Sie reagiert empfindlich auf Scherkräfte, weshalb die Pumpe mit zusätzlichem Innenspiel gebaut werden muss, mit einer reduzierten Pumpengeschwindigkeit betrieben werden muss und in manchen Fällen mit speziellen Methoden zur Schmierung der Spannrollenbuchsen ausgestattet sein muss.

Gefüllte Asphalte, die manchmal auch als Beschichtungsasphalt bezeichnet werden, können Kalkstein- oder andere abrasive Partikelkonzentrationen von 60 bis 70 Prozent aufweisen, wodurch sie stark abrasiv sind. Pumpen in diesen Anwendungen erfordern im Allgemeinen gehärtete Gusseisen- oder Wolframcarbid-Buchsensätze sowie gehärtetes Gehäuse, Kopf, Rotorzahnrad und Zwischenzahnrad. Wie bei allen Pumpen, die in abrasiven Anwendungen eingesetzt werden, sollte die Pumpengeschwindigkeit deutlich reduziert werden, um die Lebensdauer ihrer Komponenten zu maximieren.

Die ultimative – und notwendige – Lösung zum Pumpen von Asphalt ist der Einsatz einer Pumpe, die über einen Heizmantel, robuste Getriebematerialien, eine große Auswahl an internen Komponentenmaterialoptionen und flexible Dichtungskonfigurationen verfügt.

Der Schlüssel zum erfolgreichen Betrieb einer Asphaltpumpe ist ein Heizmantel, der dem Bediener diese maßgebenden Funktionen bietet: eine Manteloberfläche am Pumpengehäuse und ein Druckbegrenzungsventil (PRV), das eine gleichmäßigere Pumpenheizung ermöglicht, unabhängig davon, ob Dampf oder heißes Öl verwendet wird Ummantelung hinter dem Pumpenrotor, wodurch ein bekannter Kaltpunkt beseitigt wird, der zu schwierigen Startvorgängen und vorzeitigen Pumpen- und Dichtungsausfällen führen kann; Möglichkeit der gleichzeitigen Verwendung eines ummantelten Kopfes und PRV; drehbares Gehäuse, das es dem Bediener ermöglicht, sowohl den rechten als auch den linken Flansch zu verwenden Ausrichtungen nach Bedarf ohne zusätzliche Vorlaufzeiten. Standardmäßiger hochfester Sphäroguss-Zahnradwerkstoff, der die Zuverlässigkeit im Vergleich zu Stahlrotoren verbessert und gleichzeitig zu Anschaffungskosteneinsparungen von bis zu 25 Prozent führt

Darüber hinaus wurden diese Pumpen als weltweit erste Drop-in-Ersatzteile für Wettbewerbsmodelle konzipiert. Die Komponenten sind außerdem Teil für Teil mit einem Wettbewerbsmodell austauschbar, mit sehr spezifischen Designverbesserungen, wenn dies zur Verbesserung der Zuverlässigkeit erforderlich ist.

Das Design baut auch auf den Merkmalen der anderen Innenzahnradpumpenmodelle des Herstellers auf: Kompatibilität mit Stopfbuchsen-, Gleitring- und Dreilippendichtungen, Möglichkeit zur Reparatur oder zum Austausch von Dichtungen, ohne die Pumpe außer Betrieb zu nehmen, Zwischenrad, das von der Pumpe angetrieben wird Rotor-/Wellenbaugruppe, umkehrbare Rotor-/Wellenbaugruppe, die das Pumpen in jede Richtung ermöglicht

Asphalt hat sich im Laufe der Zeit als einer der unersetzlichsten Rohstoffe der Welt erwiesen und spielte eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung zahlreicher Zivilisationen. Es steht außer Frage, dass Asphalt auch in Zukunft eine herausragende Rolle spielen wird, und es wird Herausforderungen geben, die mit der Handhabung und dem Transport einhergehen. Deshalb sind Innenzahnradpumpen für die Industrie eine so entscheidende Option.

Nicholas Ortega ist Produktmanager für Zahnradpumpen bei EnviroGear Pumps. Er kann unter [email protected] erreicht werden. Weitere Informationen zu EnviroGear oder PSG finden Sie unter envirogearpump.com oder psgdover.com.