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Hitzköpfige Dosierpumpe - Neue Verpackung

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PUMPEN, VERDICHTER
Hitzköpfige
Dosierpumpe
Bild 1: Dosierpumpe sowie Schläuche
können beheizt
werden
Beheizte Membrandosierpumpe mit
zwangsgesteuerten Ventilen
Anspruchsvolles Dosieren ist heute mehr als nur die exakte Zugabe eines Fluids zu einem Reaktionsprozess. Immer
wichtiger wird es, beim Dosieren die geforderten Parameter – Temperatur und Druck – einzuhalten, insbesondere
dann, wenn zähflüssige oder auskristallisierende Produkte zu dosieren sind. Und natürlich sollten Dosiereinrichtungen außerdem noch äußerst robust, wenig störanfällig
und vor allem zuverlässig sein.
M
embrandosierer
mit
zwangsgesteuerten Ventilen erfüllen nicht nur die genannten Erwartungen, sondern sind
auf Grund ihrer Konstruktion für
viele verschiedene Anwendungen geeignet. Durch entsprechende Modifikationen können
sie selbst Spezialaufgaben lösen.
Körper, Arbeitsmembran sowie Ventile der telab-Dosierpumpen bestehen aus weiterentwickeltem PTFE der zweiten
Generation, PTFE-TFM. Die
Ventile aus diesem Material
schließen gegen den PTFEBlock, so dass keine Dichtungen benötigt werden. Durch
den konsequenten Einsatz des
Kunststoffes ist der Dosierer
selbst für Säuren und aggressive Gase geeignet. Das entscheidende konstruktive Merkmal
sind die zwangsgesteuerten
Ventilmembrankegel, die anstelle der sonst üblichen selbsttätig arbeitenden Kugelventile
Ein- und Ausgang der Membrankammer verschließen und
öffnen.
Beheizbare Version zum
Dosieren von Schmelzen
In einer der lieferbaren Versionen
können die Membrandosierer
beheizt werden. Hintergrund
dieser Entwicklung waren bekannte Probleme, die beim Dosieren kleiner Mengen auftreten.
Für kleine Flussraten hochviskoser Produkte (> 1000 mPas)
können Membrandosierpumpen auf Grund der geringen
Querschnitte der Anschlüsse
und Bohrungen etc. nicht eingesetzt werden.
Auskristallisierende Produkte
sind ebenfalls kritisch. Kältebrücken während des DosieAutor: Dipl.-Ing. Dieter Fink, Telab
62
rens können den Dosierkopf,
Verschraubungen und Leitungen zusetzen. Oftmals kann das
Gerät dann wegen der Produkteigenschaften noch nicht einmal mehr gereinigt und muss
als Totalverlust abgeschrieben
werden.
Heiz- und Regelkreise im Dosierkopf sorgen dafür, dass die
Temperatur,
die
zwischen
Raumtemperatur und 100 °C
eingestellt werden kann, exakt
eingehalten wird. Bei Störungen in der Anlage und dadurch
verursachten Stillstandszeiten
können Produkte mit einem
Schmelzpunkt bis 80 °C wieder
verflüssigt werden.
In einer anderen Version sind
selbst die zu- und abführenden
Schläuche beheizbar. Die elektrische Energie wird in diesem
Fall zentral von der Dosierepumpe an die Heizschläuche
geführt, deren Temperatur von
der Pumpe aus geregelt wird.
Da es sich hier um eine KomTabelle 1: Technische Daten
der Dosierpumpe BF 414
plettlösung handelt, müssen
zur Inbetriebnahme der Dosiereinrichtung
lediglich
die
Schläuche an Vorlagebehälter
und Reaktor angeschraubt werden. Bei Versuchsaufbauten
kann so viel Zeit gespart werden, denn aufwändige, eigene
Konstruktionen oder improvisierte Lösungen, wozu auch
das Isolieren dünner Schläuche
oder Leitungen gehört, werden
überflüssig. Abgesehen von der
Zeitersparnis können so Versuchsbedingungen hergestellt
werden, die sowohl im Hinblick
auf Dosiergenauigkeit als auch
auf gewünschte Temperaturen
exakt reproduzierbar sind.
Dosieren unter
Vakuumbedingungen
Ein besonderer Vorteil des Membrandosierers besteht in der
Möglichkeit, sowohl die Ansaugals auch die Druckseite im Vakuum arbeiten zu lassen. Dies ist
beispielsweise dann notwendig,
wenn ein Produkt von einer Fraktionskolonne – zum Beispiel bei
einem Druck von 25 bis 50 mbar
– in eine andere Kolonne eingespeist werden soll. Bei der Entnahme aus dem Unterdruck ist
zu beachten, dass das anliegende Vakuum zum Entgasen der
Flüssigkeit und zu einer Reduzierung des Volumenstroms führen
kann. Auch die Viskosität der
Flüssigkeit muss bei der Auslegung bedacht werden. Unter
Beachtung dieser Randbedingungen ist es möglich, kleinste
Flüssigkeitsmengen an mehreren
Stellen einer Trennkolonne, z.B.
als Proben, zu entnehmen.
Durch spezielle Modifikationen an der Dosierpumpe können selbst Dünnschichtverdampfer, Kurzweg-Destillatoren oder Reaktionsgefäße be-
schickt werden, in denen
ein Vakuum von 0,001 mbar
absolut herrscht. Die zwangsgesteuerten Ventile sorgen in
diesem Anwendungsfall für außerordentlich dichte Ventilsitze
und halten die Vakua auch im
Dauerbetrieb sicher.
Um die Stabilität der Dosiergenauigkeit zu erhöhen, empfiehlt es sich jedoch auch hier,
den besonderen Bedingungen
des Vakuums Rechnung zu tragen. So ist unter Umständen eine druckseitige Drosselung
sinnvoll, da das nockengesteuerte Ausgangsventil nach dem
Öffnen die Pumpenkammer für
das Vakuum frei gibt und der
Dampfdruck der Flüssigkeit zusätzlich auch die Pumpenkammer entleeren kann. Werden
diese besonderen Bedingungen
bei der Auslegung beachtet,
dosiert die Pumpe im Vakuum
ebenso zuverlässig wie bei Normaldruck.
In der Kombination der konstruktiven Merkmale – den
zwangsgesteuerten Ventilen
und der konsequenten Werkstoffkonzeption – steckt jedoch
noch weit mehr. So sind selbst
Anwendungen unter extremen
Bedingungen denkbar, wie z.B.
ein hochaggressives Reaktionsoder Sumpfprodukt mit einem
Schmelzpunkt von 80 °C aus einem Reaktor oder einer Kolonne bei beispielsweise 50 mbar
zu entnehmen. Das Sumpfprodukt könnte dann sofort über
Kopf einem Dünnschichtverdampfer zugeführt werden, der
bei 0,1 mbar betrieben wird.
Auf periphere Ventiltechnik, die
unter solchen Bedingungen ohnehin schwierig beheiz- und regelbar ist, kann vollständig verzichtet werden.
Weitere Infos
CT 612
Chemie Technik, 29. Jahrgang (2000), Nr. 12
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Gesundheitswesen
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