Jürgen Werthebach
Das Betriebsverhalten einer Vakuumpumpe wird durch ihre Volumenstromkennlinie charakterisiert, die für jeden möglichen Ansaugdruck den sich einstellenden Vo-lumenstrom zeigt. Aus der Kennlinie ist damit ersichtlich, in welchem Maße eine Vakuumpumpe unter Last Volumenströme und damit Fördergeschwindigkeiten aufrechterhält (Abb.1). Die Aussage der Pumpenkennlinie ist jedoch auf reine Luftförderung beschränkt, während die Aufgabe einer pneumatischen Förderanlage darin besteht, Schüttgut zu fördern. Um die Schüttgutförderleistung einer Vakuumpumpe in einer bestimmten Förderanlage vorherzusagen, sind dem-nach weitere Betrachtungen erforderlich.
Grundsätzlich besteht ein System für die pneumatische Saugförderung einerseits aus der Förderanlage, andererseits aus der Vakuumpumpe. Die Förderanlage wiederum besteht aus einem Leitungssystem mit Guteinschleusung zu Beginn und Gutabscheidung am Ende. Der Volumenstrom in der Förderleitung wird angetrieben durch die Druckdifferenz zwischen Beginn und Ende der Förderstrecke. Charakteristisch für die Kennlinie einer Förderanlage ist damit, dass der Volumenstrom mit steigendem Differenzdruck D p steigt.
Bei der Vakuumpumpe ist das Gegenteil zu beobachten, da die anliegende Druckdifferenz hier Verlust bringende Rückströmungen von der Druck- auf die Saugseite bewirkt. Die Kennlinien der Vakuumpumpen zeigen deshalb bei zunehmenden Druckdifferenzen D p abnehmende Volumenströme.
Um nun zu ermitteln, welcher Druck sich zwischen Anlage und Vakuumpumpe einstellt, muss der Betriebspunkt des Gesamtsystems ermittelt werden. Geometrisch gesehen ist der Betriebspunkt der Schnittpunkt von Anlagenkennlinie und Pumpenkennlinie. Während die Pumpenkennlinie in der Regel bekannt ist, muss die Anlagenkennlinie berechnet werden. Dabei spielt nicht nur der konstruktive Aufbau der Anlage eine Rolle, sondern auch Art und Menge des eingeschleusten Schüttgutes. Im Schnittpunkt beider Kennlinien ist nun abzulesen, welcher Ansaugdruck pX sich einstellt und welcher Volumenstrom VX daraus resultiert (Abb. 2).
Obwohl diese grafische Methode zur Ermittlung des Betriebspunktes die Zusammenhänge sehr anschaulich darstellt, ist sie doch für die praktische Anwendung zu zeitaufwändig. Deshalb bedient man sich üblicherweise EDV-gestützter Berechnungsverfahren. Um zu den eingangs angekündigten Richtwerten für die Schüttgutförderleistung der Klauenvakuumpumpen zu gelangen, werden für die Berechnung der Anlagenkennlinien folgende Annahmen getroffen:
• Fördergut: Kunststoffgranulate (PE, PP, PS), Getreidesorten wie Weizen, Hafer, Roggen und Gerste, Sojabohnen, Holzspäne und Sägemehl
