Timmer hat ein Sperrkammersystem für pneumatische Doppelmembranpumpen entwickelt, das ohne Sperrflüssigkeit auskommt. Das Konzept soll bei der Förderung sensibler Medien in der Chemieindustrie die Prozesssicherheit erhöhen und zugleich Wartung, Handhabung und Betrieb der Pumpen vereinfachen.
Anstelle einer neutralen Flüssigkeit zwischen den beiden Membranen nutzt das System einen trockenen Sperrraum mit mechanischer Kraftübertragung. Reißt eine Membran, lassen sich ein Austritt des Fördermediums und das Eindringen von Fremdstoffen frühzeitig erkennen und verhindern. Erste Anlagen sind bereits bei etablierten Chemieunternehmen im Einsatz.
Trockener Sperrraum löst das Sperrkammersystem von der Flüssigkeit
Im Zentrum der Entwicklung steht ein trockener Sperrraum zwischen den beiden Membranen. Pneumatische Doppelmembranpumpen kommen dort zum Einsatz, wo andere Pumpentechnologien an ihre Grenzen stoßen, etwa bei wechselnden Medien, schwierigen Förderbedingungen oder sensiblen Anwendungen in der Chemieindustrie. Da die Membran der am stärksten beanspruchte Bereich ist und betriebsbedingtem Verschleiß unterliegt, dient die Sperrkammer dazu, Verschleißzustände frühzeitig zu erkennen und einen möglichen Medienaustritt zu vermeiden.
Konventionelle Sperrkammersysteme setzen dafür eine neutrale Flüssigkeit zwischen zwei Membranen ein, die zugleich die Kraft überträgt und die Leckageerkennung ermöglicht. „Die Sperrflüssigkeit muss exakt auf das jeweilige Medium abgestimmt werden“, erläutert Stefan Anstöter, Key-Account-Manager für den Bereich Chemiepumpen bei Timmer. Je nach Fördermedium ist die Leitfähigkeit der Flüssigkeit zu beachten und die Sensorik individuell einzuregeln, was Wartung und Service nach seinen Angaben unnötig kompliziert macht.
Timmer verfolgt deshalb einen anderen Ansatz und verzichtet auf die Flüssigkeit zwischen den Membranen. An ihre Stelle tritt der trockene Sperrraum, in dem die Kraft mechanisch übertragen wird. „Wir nutzen die mechanische Kraftübertragung bereits in unserer Hochdruckpumpen-Serie, wir hatten die Lösung also bereits im Haus“, berichtet Philipp Lange, Verkaufsleiter im Bereich Flüssigkeitspumpen bei Timmer. Weil keine Anpassung der Sperrflüssigkeit mehr nötig ist, lassen sich Medienwechsel und mobile Einsätze einfacher umsetzen.
Sensoren erkennen Leckagen und halten Fremdstoffe aus dem Prozess
Die Sicherheit des Sperrkammersystems beruht auf einer unmittelbaren Erkennung von Leckagen. Reißt die medienseitige Membran, gelangt das Fördermedium zunächst in die Sperrkammer, wo ein Feuchtigkeitssensor bereits kleinste Flüssigkeitsmengen registriert und den Prozess sofort stoppen kann.
„Die Leckageerkennung mittels Feuchtigkeitssensoren ist technisch deutlich einfacher, da Medien in der Sperrkammer direkt detektiert werden und keine aufwendige Einregelung sowie sensorische Anpassung an das Überwachungsmedium erforderlich ist“, erklärt Lange. Zusätzlich lässt sich die Pumpe mit einem Drucksensor ausstatten, der die Sperrkammer auf einen Druckanstieg überwacht und anzeigt, wenn die luftseitige Membran beschädigt ist und Druckluft in Richtung Medium gelangen könnte.
„Damit schützen wir nicht nur die Umgebung vor austretenden Medien, sondern verhindern gleichzeitig, dass Fremdstoffe in den Prozess gelangen“, so Anstöter. Gerade in sensiblen Anwendungen ist dieser Schutz von Belang, weil nicht nur austretende Chemikalien ein Risiko darstellen, sondern auch kleinste Verunreinigungen im Medium ganze Chargen unbrauchbar machen können.
Geringerer Wartungsaufwand und Eignung für mobile sowie explosionsgeschützte Bereiche
Der Verzicht auf die Sperrflüssigkeit wirkt sich auch auf Wartung und Instandhaltung aus, weil zahlreiche Arbeitsschritte entfallen. „Bei klassischen Systemen müssen die Kammern befüllt, entlüftet und anschließend exakt eingeregelt werden“, erläutert Anstöter. „Bei unserem System bleibt die Wartung im Wesentlichen mechanisch: reinigen, Membranen tauschen, montieren, fertig.“ Gerade in Chemieparks, in denen Pumpen häufig durch eigenes Fachpersonal gewartet werden, verkürzt das die Arbeit und senkt den Aufwand erheblich.
Neben stationären Anwendungen eignet sich die Pumpe für mobile Einsätze, bei denen die Einheiten in Chemieparks häufig auf Fahrwagen montiert werden, um unterschiedliche Medien ab- oder umzupumpen. „Gerade bei mobilen Anwendungen weiß man oft gar nicht exakt, welches Medium als Nächstes gefördert wird“, erklärt Anstöter. „Dann ist es ein großer Vorteil, wenn keine Sperrflüssigkeit angepasst werden muss.“ Für diese Fälle bietet Timmer auch rein mechanische Varianten an. „Das System funktioniert dann komplett ohne zusätzliche Elektronik. Der Anwender sieht direkt mittels Schauglas und/oder Manometer, ob alles im grünen Bereich ist“, sagt Lange. Die mobilen Einheiten sind zudem für explosionsgeschützte Bereiche ausgelegt, und erste Systeme laufen bereits bei etablierten Chemieunternehmen, womit Timmer das neue Sperrkammersystem im anspruchsvollen Chemieumfeld etabliert.
