KSB präsentiert ein neues Freistromrad und das Drehzahlregelsystem PumpDrive mit drei neuen Funktionalitäten, die auf den Betrieb von Abwasserpumpen ausgelegt sind.

Einsatzgebiet für die jüngste Generation der Amarex-KRT-Tauchmotorpumpen ist die Förderung von Abwässern aller Art für kommunale, industrielle und gewerbliche Anwendungen. Der maximale Förderstrom liegt bei 10.080 m3/h und die größte Förderhöhe beträgt 120 m. Die stärkste serienmäßig lieferbare Motorleistung beträgt 850 kW.

Hocheffiziente Tauchmotorpumpen mit großem Einsatzspektrum
Die Entwickler am Standort Halle haben die Betriebssicherheit der bewährten Abwasser­hydrauliken verbessert bei gleichzeitiger Erhöhung des hydraulischen Wirkungsgrades. Dabei fokussierten sie sich auf die typischen Arbeitsbereiche von Abwasserpumpstationen. Ein freier Durchgang sorgt für Standardkonformität. Um ein möglichst großes Anwendungsspektrum zu bieten, gibt es für die neuen Tauchmotorpumpen vier verschiedene, weiterentwickelte Laufradtypen.
Bei modernen Tauchmotorpumpen kommt in Bezug auf einen niedrigen Stromverbrauch auch dem Elektromotor eine wichtige Rolle zu. Deshalb kann ein Betreiber abhängig von dem Lastprofil seiner Anlage auch eine hocheffiziente Motorvariante wählen, die der IE 3-Klasse bei Normmotoren nach der IEC-60034-30-Norm entspricht. Solche Motoren sind vor allem bei leistungsstarken Pumpen mit hoher Einschalthäufigkeit interessant. Zwei drehrichtungsunabhängige Gleitringdichtungen (GLRD) schützen den Motorraum zuverlässig vor eindringendem Wasser.
Eine Kammer, die mit umweltverträglichem Öl gefüllt ist, sorgt dafür, dass die Gleitringdichtungen auch bei gashaltigen Medien gekühlt und geschmiert werden. Lebensdauergeschmierte, stark dimensionierte Kugellager halten die Welle aus Edelstahl in Position. Besonderes Augenmerk legten die Konstrukteure auf die Gestaltung der Leitungsdurchführung. Hier sorgen einzeln isolierte, verzinnte und in Gießharz eingebettete Adern für eine längswasserdichte Abdichtung. Das schützt sie auch noch bei Beschädigungen des Kabelmantels und der Isolierung vor Kurzschlüssen.
Um die Pumpen auch nach jahrelangem hartem Einsatz leicht demontieren zu können, sind alle medienberührten Schraubverbindungen aus hochwertigem Edelstahl. Um auch saure Abwässer transportieren zu können, sind die Pumpen auch in rost- und säurebeständigem Duplexstahl lieferbar.

Drehzahlregelsystem für Abwasserpumpen
Speziell auf den Betrieb von Abwasserpumpen ausgelegt sind drei neue Funktionalitäten, mit denen der Frankenthaler Pumpenspezialist das Drehzahlregelsystem PumpDrive ausgestattet hat. Um beim Start sicherzustellen, dass sich die Wassersäule komplett aufbaut, sorgt der PumpDrive dafür, dass die Pumpe innerhalb von vier Sekunden Maximaldrehzahl erreicht. Diese wird für drei Minuten gehalten bis alle angeschlossenen Rohrteile gut durchströmt sind. Anschließend nimmt das System den bedarfsabhängigen Regelbetrieb auf. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass Druckleitung und Pumpengehäuse vollständig mit Flüssigkeit gefüllt sind.
Die zweite neue Funktion ist die sogenannte Spülfunktion. Diese startet automatisch oder das Servicepersonal aktiviert sie manuell auf der Bedieneinheit. Der PID-Regler erhöht die Drehzahl bis zum Maximalwert, wodurch der gewünschte Spüleffekt eintritt. Die bis dahin aktuelle Regelaufgabe wird zurückgestellt. Nach Ablauf einer einstellbaren Spülzeit endet diese Funktion und der ursprüngliche Regelbetrieb wird wieder aufgenommen.
Ein weiterer neuer Programmpunkt ist die sogenannte Fließgeschwindigkeits-Überwachung. Mit dieser stellt man sicher, dass die in der Auslegung vorgesehenen minimalen Strömungsgeschwindigkeiten eingehalten werden, um die Rohre frei von Ablagerungen zu halten. Unterschreitet die Strömung die einprogrammierte Mindestfließ-Geschwindigkeit, gibt der PumpDrive entweder eine Störungsmeldung an die Leitwarte oder er startet die Spülfunktion, um so die Rohrleitung wieder frei zu spülen. Die Fließgeschwindigkeit ermittelt das Drehzahlregelsystem durch eine Messung der elek­trischen Werte des Antriebsmotors. Externe Sensoren werden nicht benötigt. Das sorgt für eine höhere Betriebssicherheit.
Bis zu sechs PumpDrives lassen sich mit steckerfertigen Busleitungen zu einer regelungstechnischen Gruppe verbinden und erlauben es, sechs Pumpen parallel zu betreiben. Der Geräteverbund sorgt für die bedarfsmäßige Zu- und Abschaltung sowie für eine gleichmäßige Auslastung der einzelnen Aggre­gate. Den Ausfall einzelner Komponenten regelt er ohne Betriebsunterbrechung aus. Alle PumpDrive haben ein durchgängiges Design bis zu einer Motorleistung von 55 kW.

Neues Laufrad vereint Sicherheit mit Effizienz
Die Innovation am Fmax-Laufrad, einem neu entwickelten Freistromrad für Abwasserpumpen, ist der unterschiedliche Schaufelabstand. Sechs Schaufeln sind in zwei Gruppen mit je zwei kleinen und einem großen Abstand angeordnet. Dank dieser asymmetrischen Schaufelanordnung entsteht ein geräumiger freier Durchgang. Damit sind selbst größere rigide Feststoffe unproblematisch zu fördern.
Außerdem gestalteten die Entwickler des Pumpenherstellers die Schaufel so, dass diese im Nabenbereich einen Drall erzeugen, der faserartige Feststoffe nach außen von der Laufradnabe weg leitet. Gestützt auf eine jahrzehntelange Erfahrung bei der Konstruktion von Freistromrädern nutzten die Hydraulikexperten die CFD-Methode (Computational Fluid Dynamics) um mit diesem computergestützten Simulationsverfahren detaillierte Kenntnisse über die komplexen Strömungsvorgänge in der Pumpe zu gewinnen. Aufgrund dieser Arbeiten erzielen die Fmax-Laufräder Wirkungsgrade in Bereichen, die man bisher nur mit Einkanalrädern erreichen konnte.
Bei der neuen Laufradform kann auf eine nachträgliche Wuchtung verzichtet werden. In der Regel sind die auftretenden Radialkräfte und Schwingungen niedriger als etwa bei Einkanalrädern. Das verlängert die Standzeit der Wellendichtungen und Wälzlager. Der Aufwand den man bei der Wartung für eine Pumpe mit dem neuem Laufrad betreiben muss sinkt damit. Freistromräder erzeugen durch ihre Rotation einen starken Wirbel. Dieser hält Feststoffe im Pumpengehäuse in der Schwebe und erzeugt in Kombination mit der geneigten Ansaugfläche einen zusätzlichen, reinigenden Spüleffekt.
Das mindert das Verstopfungsrisiko durch langfaserige Feststoffe in der Laufradmitte erheblich. Hierbei geht es in erster Linie darum, feuchte Hygienetücher am Verzopfen zu hindern. Deren Verwendung ist in den letzten Jahren stark angestiegen und zu einem großen Problem beim Abwassertransport geworden.
In Folge der Einsparungen beim Trinkwasserverbrauch sowie der Trennung von Regenwasser und Abwasser ist die Konsistenz des Abwassers „dicker“ geworden. Daher verlangen die Betreiber auch bei kleineren Abwasserpumpen verstopfungsfreie Hydrauliken, die trotz hoher Wirkungsgrade sehr betriebssicher sind.
Um auch saure Abwässer transportieren zu können, sind die Laufräder auch in rost- und säurebeständigem Duplexstahl lieferbar. Er bietet Schutz vor Loch- und Spannungsrisskorrosion. Abwasserpumpen aus Edelstahl kommen vor allem bei der Behandlung industrieller Abwässer zum Einsatz. Für besonders abrasive Medien stehen auch Hartgußvarianten zur Verfügung.