Das Plus an Betriebssicherheit für Wärmeträgeranlagen: Pumpenantriebe unter extremen Betriebsparametern

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Abb. 1 „The Heat is On“ – der Pumpen-Workshop für Planer, hersteller und betreiber von Wärmeträgeranlagen bei der KTR in Theine

Auch in Wärmeträgeranlagen sind Pumpen sicherheitsrelevante Schlüsselkomponenten. Bei Medientemperaturen, die weit über 300 °C erreichen können, „wachsen“ Pumpen und verursachen somit für den Antriebsstrang mit Dichtungen, Lagern und den Motor extreme Randbedingungen. Unter dem Motto „The Heat is On” veranstaltete die KTR gemeinsam mit KSB, Krahn Chemie und Eastman vor wenigen Tagen ein Pumpen-Workshop im nagelneuen KTR-Kundenzentrum in Rheine. Über 50 Spezialisten aus den verschiedenen Anwendungsbereichen von Wärmeträgeranlagen informierten sich auch über Kupplungslösungen für diese extremen Einsatzbereiche.

Das Wachsen bzw. die Ausdehnung einer Pumpe unter einer thermischen Last in Wärmeträgeranlagen haben die Spezialisten von KTR analysiert. Michael Brüning, Produktmanager bei KTR, zeigte in seinem Vortrag am Beispiel von zwei Kupplungen mit Normausbaustücken

  • der Rotex ZS-DKM SH 180 und
  • der Roflex 180
Abb. 2 Unter thermischer Last kann es zu massiven Auslenkungen im Antriebsstrang einer Pumpe kommen

die Brisanz der thermischen Belastung der Kupplungen. Die Abbildung 1 zeigt den Mittenversatz dieser beiden Kupplungen in Abhängigkeit von der Höhe H1 und der Fluidtemperatur. Bei einer Medientemperatur von nur 100 °C (bei H1 400 mm) beträgt der Mittenversatz bereits 0,39 mm. Bei einer Medientemperatur von 200 °C steigt der Mittenversatz auf 0,9 mm an!

Abb. 3 Die Rotex ZS-DKM-SH im Drehmomentbereich von 0 bis 2.400 Nm ist eine doppelkardanische Kupplung mit gecrackten Naben. Sie kompensieren einen Radialversatz von bis zu 2,4 mm

Brüning beschrieb, wie KTR zu einer Lösung dieses Problems gefunden hat: „Der Betreiber ist der Treiber. Die von uns entwickelte doppelkardanische Wellenkupplung Rotex ZS-DKM SH 180 ist mit einem maximalen Radialversatz von 2,4 mm (Abb. 3) in der Lage solche, durch die Wärmeausdehnung verursachten Belastungen des Antriebsstrangs auszugleichen. Der doppelkardanische Aufbau dieser Kupplung reduziert Rückstellkräfte. Somit wird der gesamte Antriebstrang mit Lager und Dichtungen geschont, so dass die resultierende Lebensdauer positiv beeinflusst wird. Genau diese Anforderungen von Herstellern, Planern und Betreibern von Wärmeträgeranlagen können wir mit dieser Kupplung punktgenau erfüllen.“

Hier ein YouTube Video dazu:

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Weitere Informationen

Die doppelkardanischen Rotex ZS-DKM-SH besteht aus zwei gesplitteten Naben. Bei dieser Kupplung werden die Naben maschinell durch „Cracken“ getrennt und bei der Montage wieder verschraubt. Dieser reproduzierbare Herstellprozess – wie man ihn von vielen anderen Anwendungen z.B. an Kurbelwellenpleuel kennt – bietet zudem den Vorteil der wesentlich einfacheren Montage und Demontage mit nur 4 Schrauben. Die Rotex ZS-DKM-SH mit Split-Naben lässt sich also radial ein- und ausbauen, ohne dabei die angrenzenden Aggregate wie die Pumpe verschieben zu müssen. Die Nabe bzw. die Verbindung der beiden Nabenhälften wird durch die (Bruch-)Trennung nicht geschwächt. Diese Bauweise wird auch als Ausbaukupplung, Halbschalenkupplung, Klemmkupplung, Kupplung mit geteilten Naben oder Elastomerkupplung mit geteilter Klemmnabe bezeichnet.

In diesem YouTube Video zeigt ein Mitarbeiter der KSB SE & Co. KGaA anhand einer Pumpe aus dem gleichen Hause wie einfach sich damit Demontage und Montage – mit Drehrichtungskontrolle – ausführen lassen:

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Mehr zu diesen Kupplungen finden Sie hier: https://www.ktr.com/de/de/produkte/rotex-drehelastische-klauenkupplungen/rotex-zs-dkm-sh/

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