Kosten und Energie sparen durch weniger druckbedingten Verschleiß

Transkript

1 Kosten und Energie sparen durch weniger druckbedingten Verschleiß Markus Liebich Vertriebsleiter Deutschland Hugo Vogelsang Maschinenbau

2 Hannover Messe PUMPENplatz Inhalt Vogelsang das Unternehmen Vogelsang Drehkolbenpumpen Druckbedingter Verschleiß Vogelsang Innovationen, um Wellendurchbiegung zu reduzieren

4 Vogelsang das Unternehmen Vogelsang - ein internationaler Maschinenbaukonzern Gegründet 1929 Hauptsitz in Essen Oldenburg 20 Tochtergesellschaften weltweit 85 Mio. Euro Umsatz 650 Mitarbeiter Hier auf der Messe: PUMPENplatz Halle 15, Stand G43

5 Vogelsang das Unternehmen

7 Vogelsang Drehkolbenpumpe Grundlegende Eigenschaften Positive Verdrängerpumpen Fördermenge drehzahlproportional Trockenlaufunempfindlich Service- & wartungsfreundlich Kompakte Bauform Selbstansaugend bis 9 Meter Förderrichtung umkehrbar Pulsationsfreie HiFlo -Kolben Geringe Ersatzteilkosten LifeGuard Faktoren für maximale Lebensdauer

8 Drehkolbenpumpen Förderprinzip Das Prinzip Vogelsang Drehkolbenpumpe Funktionsweise - YouTube

9 Besonderheiten aller Vogelsang Drehkolbenpumpen Cartridge Dichtung Die Cartridge Dichtung ist eine komplett vormontierte Gleitringdichtung zur Abdichtung der Welle in Kassettenbauweise. Automatisch im Zuge des Einbaus aktiviert, ist sie im Handumdrehen montiert. Fehler bei der Montage und dadurch verursachte vorzeitige Ausfälle werden vermieden.

10 Besonderheiten aller Vogelsang Drehkolbenpumpen Vorteile der Cartridge Dichtung Automatischer Tausch aller Komponenten auch zur Getriebeseite Schneller und einfacher Austausch mit automatischer Aktivierung Sichere Inbetriebnahme nach dem Dichtungswechsel Umfangreiche Palette an Features und Optionen in gleicher Bauform

11 Besonderheiten aller Vogelsang Drehkolbenpumpen Vogelsang HiFlo Kolben Wenn ein hoher Liefergrad und ein pulsationsfreier Lauf im Vordergrund stehen, eignen sich besonders die patentierten HiFlo - und HiFlo plus-kolben, die durch die helikale Wendelung eine konstante Förderung und mehr Dichtlinien ermöglichen. Hohe Drücke und stabiles Ansaugverhalten auch über große Höhen sind damit kein Problem.

12 Besonderheiten aller Vogelsang Drehkolbenpumpen Einzigartige Vogelsang Kolben Für besondere Anwendungen stehen Kolben mit wiederstandfähigen Beschichtungen, aus PUR, FKM/FPM oder anderen Materialien wie z.b. Edelstahl zur Verfügung: NBR, NBR weiß, SBR, EPDM S-L, PUR EPDM weiß FKM/FPM Viton CSM Hypalon Werobust Edelstahl Stahl, nitriert

13 Besonderheiten aller Vogelsang Drehkolbenpumpen InjectionSystem Das InjectionSystem ist eine einzigartige Bauweise zur Reduktion von Schäden durch Fremdkörper, die die Standzeit der Pumpe bei hoher Störstoffbelastung um bis zu 100% vergrößern kann. Copyright Standard Drehkolbenpumpe Fremdkörper rotieren vor der Pumpenkammer und beschädigen die Kolbenspitzen Vogelsang InjectionSystem Fremdkörper werden direkt in den Raum zwischen die Kolben gefördert.

14 Besonderheiten aller Vogelsang Drehkolbenpumpen LifeGuard factors Vogelsang Drehkolbenpumpen sind konstruktiv auf maximale Lebensdauer ausgelegt. Dies sind die LifeGuard Kriterien: Maximale Wellendurchmesser Wellen ohne Absätze Verschleißfeste Materialien und Beschichtungen Nachstellbare Gehäusehalbschalen InjectionSystem Mehrflügelige Kolben Kolben in V-Verzahnung Pulsationsfreie HiFlo -Technik mit großer Dichtlinie Mehrstufige Pumpen beim Typ Marathon

15 Vogelsang Drehkolbenpumpen - Vergleich Drehkolbenpumpen im Vergleich zu Exzenterschneckenpumpen Vorteile in der Anwendung Trockenlaufunempfindlich Förderrichtungsunabhängig Vorteile beim Einbau 75% weniger Platzbedarf Flexibler Einbau Rotor service-area Pump chamber Vorteile beim Service Über 60% weniger Servicezeit Deutlich geringerer Platzbedarf Rotor service-area Pump chamber

16 Die Vogelsang VX Pumpenserie Die VX-Serie Drehkolbenpumpen der VX-Serie überzeugen durch eine Vielzahl an Baugrößen und - formen, zahlreiche Ausstattungs- und Materialvarianten, sowie durch diverse Antriebsmöglichkeiten und Einbauoptionen

17 Die Vogelsang IQ Pumpenserie Die IQ-Serie Die IQ-Serie ist ein Meilenstein im Design von Drehkolbenpumpen. Konsequent ausgelegt auf einfachen Service, hohe Standzeit, flexiblen Einbau und integrierte Flüssigkeitsvorlage.

19 Druckbedingter Verschleiß Wellendurchbiegung erzeugt Verschleiß - Wirkungsgradverlust - Reibungsinduzierte Veränderungen der Kolbengeometrie Der Verschleißt tritt sehr schnell und unmittelbar auf. Es ist sehr schwer zu diagnostizieren, z.b. durch Auftreten von: - Weniger Fördermenge - Drehzahlerhöhung - Erhöhter Stromverbrauch Druckdifferenz

20 Druckbedingter Verschleiß Wellendurchbiegung erzeugt Verschleiß Druckdifferenz Wellendurchbiegung Kontakt Kolben und Gehäuse - Kolbenverschleiß - Leckstrom Der Differenzdruck wirkt wie eine Flächenkraft über die Kolben auf die Welle Die Welle biegt sich in Richtung der Saugseite durch. Die Wellendurchbiegung ist proportional zum Differenzdruck Die Wellendurchbiegung erzeugt einen Kontakt zwischen den Kolben und dem Gehäuse Kolbenverschleiß und Leckstrom führen zu Wirkungsgradverlust

21 Druckbedingter Verschleiß Verlust von Wirkungsgrad Durch den Rotationsvorgang des Kolbens: - Abrieb und Beschädigungen am Kolben - Der Spalt zwischen Kolben und Gehäuse wird größer mehr Leckstrom Copyright Die Welle ist aufgrund des Differenzdrucks zur Saugseite gebogen. Die zum Gehäuse verdrängten Kolben verursachen sowohl eine Abnutzung der Kolben als auch einen größeren Abstand zwischen den beiden Kolben sowie zwischen den Kolben und dem Gehäuse, wodurch der Leckstrom begünstigt wird.

22 Druckbedingter Verschleiß Verlust von Wirkungsgrad Konsequenzen: Verlust von Wirkungsgrad der Pumpanlage Was macht der Anwender: Erhöhung der Drehzahl Verlängerung der Pumpzyklen Mehr Leistung Die Kolben werden durch die Wellendurchbiegung abgenutzt. Die Lücke zwischen beiden Kolben und den Kolben und dem Gehäuse erhöht sich und führt zu einem größeren Leckstrom

23 Druckbedingter Verschleiß Beispielrechnung Merkmale: eines gängigen Pumpentyps einer Pumpe mit einer maximalen Fördermenge von ca. 250m 3 /h Druckdifferenz von 2 bar Würde der Wellendurchmesser von 85 auf 60 mm reduziert, kommt es zu: einer Vervierfachung der Wellendurchbiegung einer Zunahme der Leckage um 30% Copyright * Ergebnisse der internen Tests und Berechnungen

24 Druckbedingter Verschleiß Beispielrechnung 70,00 Abhängigkeit der Leckage von der Wellendurchbiegung bei einer VX Q Zunahme der Leckage [%] 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00-10, Zunahme der Wellendurchbiegung um das x-fache Copyright * Ergebnisse der internen Tests und Berechnungen

25 Druckbedingter Verschleiß Beispielrechnung 90,00 80,00 Abhängigkeit der Leckage vom Wellendurchmesser bei einer VX Q Zunahme der Leckage [%] 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 Standarddurchmesser Vogelsangdurchmesser 0, Wellendurchmesser [mm] Copyright * Ergebnisse der internen Tests und Berechnungen

26 Druckbedingter Verschleiß Erhöhung der Betriebskosten Wellendurchbiegung Erhöhte Motorleistung Längere Pumpzyklen Erhöhter Stromverbrauch Erhöhte Betriebskosten Vorzeitiger Wechsel der Kolben

27 Druckbedingter Verschleiß Wellendurchmesser: ausschlaggebende Faktoren Die Durchbiegung ist nahezu ausschließlich abhängig von Durchmesser und Geometrie der Welle Das verwendete Stahlmaterial hat kaum einen Einfluss Weitere Überlegungen: Elastizität: Typische Stähle für Pumpenwellen wie 42CrMO4 (1.7225) und C45 (1.0503) haben mit einem E-Modul von N/mm 2 die identische Elastizität Festigkeit des Stahls: Sehr feste Stähle finden sich in der Regel in Pumpen, in denen mit einer starken Durchbiegung der Welle auf Grund eines geringen Wellendurchmessers zu rechnen ist. Die Wahl eines höher festeren Stahls soll dann vor einem Wellenbruch schützen

29 Vogelsang Innovationen Vogelsang Innovationen, um Wellendurchbiegung zu reduzieren (I/III) 1. Die VX und IQ Vogelsang Drehkolbenpumpen sind gemäß des LifeGuard Prinzips gestaltet. Das heißt, dass die Pumpen mit einer großzügigen Welle ausgestattet sind: Reduzierung der Wellendurchbiegung Reduzierung des Kolben- Verschleißes Reduzierung der Kosten(Service und Wartung) Reduzierung des Energieverbrauchs

30 Vogelsang Innovationen Vogelsang Innovationen, um Wellendurchbiegung zu reduzieren (II/III) 2. Wenn wir eine Pumpe mit CAPS* berechnen, berücksichtigen wir immer den Verlust der Effizienz aufgrund des Differenzdrucks. Wenn diese Verluste innerhalb des Entwurfs der Pumpe nicht berücksichtigt werden, wird die ausgewählte Pumpe immer eine ineffiziente Pumpe sein. Copyright * CAPS: Vogelsang Software Computer Aided Pumps Sizing

31 Vogelsang Innovationen Vogelsang Innovationen, um Wellendurchbiegung zu reduzieren (III/III) 3. Für anspruchsvollere Anwendungen haben wir die dritte Lagerung im Service Deckel, die QD Version, anstatt der normalen Q Version mit nur 2 Lagerungen am Getriebegehäuse entwickelt. Die dritte Lagerung im Pumpendeckel verhindert eine schädigende Wellendurchbiegung. Q Version, 2 Lagerungen QD Version, 3 Lagerungen

32 Hannover Messe PUMPENplatz Lust auf mehr Infos? Rufen Sie uns an! Phone: +49 (0) / info@vogelsang-gmbh.com

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