Cantileverpumpe mit Vortex-Laufrad für den Einsatz in Sammelbecken von Melasse-Raffinerien

Eine Anwendung, die herkömmliche Konstruktionen ausschließt

Bei der Melasse-Raffination fallen kontinuierlich Prozessabfälle an – Waschwasser, Restsirupe, Kristallisationsnebenprodukte –, die in Sammelbecken abfließen. Zwei Bedingungen bestimmen die Pumpenanforderung: Die Flüssigkeit enthält eine erhebliche Feststofffracht, und das Sammelbecken läuft fast trocken, sobald die vorgelagerte Produktion zwischen den Chargen verlangsamt wird oder zum Stillstand kommt. Die meisten Pumpenkonfigurationen können diese beiden Bedingungen nicht gleichzeitig bewältigen, ohne dass zusätzliche Schutzsysteme erforderlich sind oder es zu erhöhtem Verschleiß kommt.

Warum eignet sich die freitragende Konstruktion für diesen Einsatz?

Eine Cantileverpumpe hat keine im Flüssigkeitsraum liegenden Lager und keine mit der Flüssigkeit in Kontakt stehende Gleitringdichtung. Das rotierende Element hängt an einer Säulenwelle, wobei sich Laufrad und Gehäuse unten befinden und die gesamte Antriebsbaugruppe über dem maximalen Füllstand liegt.

Wenn der Füllstand im Sumpf auf wenige Zentimeter absinkt – ein routinemäßiger Zustand im chargengesteuerten Raffineriebetrieb –, läuft die Pumpe weiter, ohne dass Dichtungen oder Lager gefährdet werden. Es sind weder ein Trockenlaufschutz noch eine Mindestfüllstandsverriegelung noch ein Dichtungsspülsystem erforderlich.

Abb. 1: In einem Abwassersammelbecken einer Melasse-Raffinerie installierte Cantileverpumpe. Das Bild zeigt die Pumpe im Betrieb bei minimalem Flüssigkeitsstand – das Schaufelrad und das Gehäuse bleiben untergetaucht, während die Antriebseinheit und das Lagergehäuse über der Grube liegen und vollständig von der Prozessflüssigkeit isoliert sind. Die Länge der Säulenwelle ist so bemessen, dass diese Trennung unabhängig von Schwankungen des Füllstands in dem Sammelbeckens während der Chargenproduktion gewährleistet bleibt.

Schaufelrad für verstopfungsfreien Betrieb

Das Schaufelrad wirkt nicht im herkömmlichen Sinne direkt auf das Medium ein. Es erzeugt im Gehäuse eine Umwälzströmung, die die Flüssigkeit und die mitgeführten Feststoffe transportiert und so den Kontakt zwischen Laufrad und Feststoffen verringert. Faserige Rückstände, kristalline Feinanteile und dichte Schlämme werden ohne Verstopfung durchgeleitet. Es müssen keine engen Laufspalte eingestellt werden, und der Verschleiß der medienberührten Bauteile bleibt auch unter wechselnden Sumpfbedingungen vorhersehbar und verläuft gleichmäßig.

Werkstoffauswahl: Edelstahl AISI 316

Die medienberührten Teile bestehen aus Edelstahl AISI 316, der für die schwach saure, zuckerreiche Umgebung von Melasse-Abfallströmen geeignet ist. Der Werkstoff widersteht der Kombination aus organischen Säuren, gelegentlich eingesetzten Reinigungschemikalien und zeitweiliger Prozesswärme, ohne dass eine ausgekleidete Bauweise oder höherlegierte Alternativen erforderlich sind. Der Austausch von Komponenten erfolgt nach einem Standard-Wartungsplan mit handelsüblichen Ersatzteilen.

Die abgebildete Anlage ist seit zehn Jahren ununterbrochen in derselben Melasse-Raffinerie im Einsatz. Keine Konstruktionsänderungen, keine Materialaufwertungen. Lediglich routinemäßige Wartung. Im Sumpfbetrieb mit schwankendem Füllstand und anhaltendem Feststoffgehalt ist diese Betriebsbilanz die aussagekräftigste Spezifikation.

Quelle & Bilder: Salvatore Robuschi