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Eignet sich meine druckluftbetriebene Husky-Doppelmembranpumpe auch für hochviskose Flüssigkeiten?


Bei der Auslegung einer druckluftb- etriebenen Doppelmembranpumpe werden häufig die Anforderungen an die Flüssigkeitsdichte nicht beachtet.


Die Flüssigkeitsdichte ist jedoch einer der wichtigsten Faktoren, der berücksichtigt werden muss, da Membranpumpen mit Kugelventilen arbeiten. Die Kugeln steigen oder sinken bei Druckschwankungen innerhalb der Flüssigkeitskammern der Pumpen. Kugelventile sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich, z. B. in verschiedenen Metallen oder Elastomeren. Jedes dieser Materialien hat ein bestimmtes Gewicht und eine bestimmte spezifische Dichte. Das Verhältnis, in dem Gewicht und Flüssigkeit stehen, hat einen Einfluss auf das zu verwendende Material.


Wenn niedrigviskose Flüssigkeiten befördert werden, ist das Gewicht der Kugel kaum von Bedeutung, da die sinkende Kugel nicht von der Flüssigkeit behindert wird. Um Geräusche zu reduzieren, kann man in diesem Fall mit einer harten Kugel und einem sanften Schließmechanismus arbeiten oder umgekehrt. Im Gegensatz dazu hat ein Schlamm mit einem Feststoffanteil von 30 % eine höhere Viskosität. Deshalb wird eine schwerere Kugel benötigt, die den Schlamm verdrängen kann, damit sich das Ventil richtig schließt. Wenn die Kugel zu leicht ist, bleibt sie im Schlamm hängen und das Ventil schließt sich nicht. Das führt zu einer verschlechterten Pumpenleistung mit Viskositätsproblemen und Hohlraumbildung. Als Faustregel gilt: Je dichter die Flüssigkeit, desto schwerer sollte die Kugel sein. Kugelventile aus Neopren, Edelstahl und PTFE haben die höchste spezifische Dichte oder das höchste Gewicht. Dadurch schließen sie auch bei hochviskosen Fluiden zuverlässig.


Dies ist jedoch nur ein Teil der Lösung. Ein weiterer wichtiger Einflussfaktor ist das Rohrleitungssystem, an das die Pumpe angeschlossen ist. Wenn zum Beispiel eine druckluftbetriebene 1-Zoll-


Doppelmembranpume für die Beförderung hochviskoser Flüssigkeiten eingesetzt werden soll, müssen zunächst 3 Fragen beantwortet werden:


Kann die Pumpe die gewünschte Fördermenge der Flüssigkeit durch die Saugleitung ansaugen?


Eine ungefähre Antwort auf diese Frage erhält man, wenn man die trockene Ansaugrate der Pumpe mit dem Druckverlust der Saugleitung vergleicht. Mit anderen Worten: Überprüfen Sie, ob die trockene Ansaugleistung größer ist als der Druckverlust in der Saugleitung für die gewünschte Fördermenge. Um zu ermitteln, ob die Pumpe die


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Prozessflüssigkeit ansaugen kann, muss der Druckverlust in der Saugleitung für die gewünschte Fördermenge berechnet werden. Der Durchmesser der Leitung und die Fördermenge haben einen großen Einfluss auf den Druckverlust. Für gewöhnlich wird der Durchmesser der Saugleitung vergrößert, um dem Druckverlust entgegenzuwirken.


Eine normale druckluftbetriebene 1-Zoll- Doppelmembranpumpe kann eine trockene Ansaugleistung von 4,6 m / 15 ft Wassersäule oder 6,5 psi / 0,45 bar haben. In der Praxis bedeutet das, dass die Pumpe nicht in Systemen betrieben werden kann, in denen der Druckverlust in der Saugleitung größer ist als 6,5 psi oder 0,45 bar. Um die gewünschte Fördermenge zu erreichen, muss der Durchmesser der Saugleitung möglicherweise auf 2 Zoll (5,08 cm) vergrößert werden. Dadurch wird der Druckverlust auf einen Wert reduziert, den die druckluftbetriebene


Doppelmembranpumpe bewältigen kann.


Kann die Pumpe die dynamische Gesamtförderhöhe des Systems bewältigen? Wenn der Eingangsluftdruck größer ist als die dynamische Gesamtförderhöhe des Systems kann Flüssigkeit im Pumpensystem befördert werden. Um die Lebensdauer von Pumpen zu verlängern, sollten die druckluftbetriebenen Membranpumpen in Systemen eingesetzt werden, die im mittleren Bereich der Pumpenleistung ausgelegt sind. Um die dynamische Gesamtförderhöhe des ganzen Systems zu berechnen, müssen zunächst die statische Förderhöhe und der Reibungsverlust in der Auslassleitung ermittelt werden. Der Reibungsverlust bei einer 1-Zoll-Leitung ist größer als der maximale Betriebsdruck der meisten druckluftbetriebenen


Doppelmembranpumpen (120 psi / 8,3 bar). Es ist deshalb notwendig, den Durchmesser der Auslassleitung zu vergrößern, um den Verlust auf einen Wert zu reduzieren, den die Pumpe bewältigen kann. Durch eine Vergrößerung des Durchmessers der Auslassleitung von 1 Zoll auf 1,5 Zoll verringert sich der Reibungsverlust von 135 psi / 9,3 bar auf 24 psi / 1,66 bar. In diesem Bereich kann die Pumpe problemlos arbeiten.


Wie sollte die Leistung der Pumpe entsprechend den Betriebsbedingungen angepasst werden? Graco veröffentlicht Viskositätskorrekturkurven für Husky- Pumpen, in denen die Reibungsverluste erfasst sind, die auftreten, wenn viskose Flüssigkeiten durch das Pumpensystem befördert werden. Anhand der Viskositätskorrekturkurven können die reduzierten Fördermengen der Pumpe für Prozessflüssigkeiten mit höheren Viskositäten ermittelt werden.


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Ablesen der Viskositätskorrekturkurve Zur Bestimmung der maximalen Fördermenge für eine Flüssigkeit mit beliebiger Viskosität: Suchen Sie die Viskosität der gewünschten Flüssigkeit auf der horizontalen Achse. Bewegen Sie sich von dort aufwärts, bis Sie die Kurve erreichen. Bewegen Sie sich von diesem Punkt aus nach links, bis zum Schnittpunkt mit der vertikalen Achse. Bei diesem Wert handelt es sich um die maximale Fördermenge.


Zur Anpassung der Leistungskurve für Flüssigkeiten mit höheren Viskositäten: (Die Leistungskurven basieren auf der Viskosität von Wasser, 1 Centipoise) Bestimmen Sie zunächst (A) die Fördermenge von Wasser anhand der Leistungskurve. Ermitteln Sie anschließend (B) die maximale Fördermenge der viskosen Flüssigkeit anhand der Viskositätskorrekturkurve. Wählen Sie zuletzt (C) die maximale Fördermenge der Pumpe aus den beiden nachfolgenden Möglichkeiten:


n Hyrtel-Membranen 26,5 l/min (7 Gallonen/min)


n Teflon-Membranen 24,6 l/min (6.5 Gallonen/min)


Die angepasste Fördermenge für die Flüssigkeit mit höherer Viskosität ergibt sich aus: A x B/C


Zum Beispiel: Eine Pumpe mit Teflon- Membran arbeitet mit 40,6 psi / 2,8 bar (0,3 MPa) Flüssigkeitsdruck bei 71,1 psi / 4,9 bar (0,5 MPa) Luftdruck. Wie hoch ist die angepasste Fördermenge für eine Flüssigkeit mit einer Viskosität von 600 Centipoise?


13,25 l/min x 3,8 l/min / 24,6 l/min = 2,04 l/ min (0,54 Gallonen/min)


Husky-Pumpen von Graco


Bestimmte druckluftbetriebene Husky- Doppelmembranpumpen von Graco eignen sich optimal für das Absaugen von großen und hochviskosen Flüssigkeitsmengen (bis zu 20.000 Centipoise), z. B. von flüssigen Konzentraten aus Vorratsbehältern, oder für die Beförderung von Flüssigkeiten aus dem Originalbehälter in kleinere Gefäße. Die Pumpen werden üblicherweise zur Beförderung von Fruchtsaftkonzentraten, Soßen, Pasten, Stärke, Wein, Öl in Nahrungsmittelqualität, Marmeladen und Gelees eingesetzt.


Um weitere Informationen zu erhalten, kontaktieren Sie bitte: bart.clerx@graco.com www.graco.com


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