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C&M-2-2013 > Spezialpumpen für Emulsionssprengstoffe

Spezialpumpen für Emulsionssprengstoffe

Sicherheit bei ­Sprengarbeiten

Allein in der Schweiz – traditionell ein Land mit vielen Tunnelbauten – wandelte sich das Verhältnis ­zwischen 1998 und 2005 von 100% patronierten Sprengstoffen zu 95% gepumpten Emulsionen, die enorme Vorteile aufweisen. Mit dem verstärkten Einsatz von Emulsionssprengstoffen veränderten sich aber auch die Ansprüche an Leistung und Sicherheit. Grundlage für diese Technik sind leistungsfähige und angepasste Pumpen, die mit den speziellen Herausforderungen der Emulsionsmatrix oder des Sprengstoffs zurechtkommen.

Da die Zahl der Großbaustellen wie transalpine Bahn- und Autotunnel oder Staudämme für Wasser- und Speicherkraftwerke­ erhebliche Sprengarbeiten erfordert, die in den letzten Jahren gestiegen sind, hat die Netzsch Pumpen & Systeme GmbH eigens dazu Exzenterschneckenpumpen entwickelt, die eine Flusskontrolle im Betrieb erlauben und selbst einer Ammoniumnitratlösung widerstehen. Das Wirkprinzip gewährleistet dabei stabile Druckverhältnisse mit wenig Pulsation, geringen Scherkräften und lange Standzeiten bei gleichzeitig schonender Förderung.

Größere Mengen „scharfen“ Sprengstoffs zu lagern oder zu transportieren, ist immer ein enormes Risiko. Sicherheit war daher auf Baustellen mit Sprengeinsätzen lange ein großes Problem. Mit der Entwicklung von Emulsionssprengstoffen und Gemischen wie ANFO (Ammonium Nitrate Fuel Oil) wurde daher die Möglichkeit geschaffen, die einzelnen Komponenten des Explosivmaterials getrennt zu lagern. Erst vor Ort wird der Sprengstoff gemischt, sobald er gebraucht wird. Die komplizierte und teure Lagerung bereits sensibilisierten Sprengstoffs kann so auf ein Minimum reduziert werden. Weiterhin lassen sich die Ladungen einerseits aus dem Mischer schneller ­verfüllen als patronierter Sprengstoff und können auch in engere Bohrlöcher präzise eingebracht werden. Andererseits wird bei Bohrungen mit großem Querschnitt durch das Fließverhalten des zähflüssigen bis wässrigen Materials das gesamte Volumen des Loches ausgenutzt, sodass die Bohrraster vergröbert werden können. Zudem sind Emulsionssprengstoffe sowie ihre ­Mischungen mit ANFO (Heavy ANFO) wasserfest und lassen sich damit auch in feuchten Umgebungen verwenden.

Hohe Anforderungen: Emulsion erhalten und Druck vermeiden

Allerdings erfordert diese Art von Explo­sionsmitteln spezielle Förderbedingungen. So wird etwa in den Berufsgenossenschaftlichen Vorschriften (BGV) für feste ein­heitliche Sprengstoffe und für Sprengöle festgesetzt, dass die Pumpen eine gefährliche Beanspruchung des Stoffes oder eine Entmischung der Emulsion verhindern ­sollen. Netsch hat daher für mobile Mischladefahrzeuge spezielle Anlagen zur För­derung entwickelt. Die bewährte NEMO® SY Exzenterschneckenpumpe wurde dazu in weiten Bereichen überarbeitet. Größter Unterschied zu herkömmlichen Ausführ­ungen sind die beiden Inspektionsöffnungen, die über den Gelenken der Kuppelstange angebracht wurden (Abb. 1).


Abb.1 Über zwei Inspektionsöffnungen lässt sich im laufenden Betrieb kontrollieren, ob die Gelenke­ noch genügend geschmiert und die Abdichtungen noch intakt sind


Abb.2 Diese Bogenzahngelenke verfügen anders als Bolzengelenke über eine doppelte Abdichtung und erhöhen damit die Sicherheit: Wird eine der Gummimanschetten rissig, liegt noch eine zweite darunter, die sofort deren Aufgaben übernimmt

Für die Anschlussstücke selbst werden so genannte K-Gelenke verbaut. Diese Bogen­zahngelenke verfügen anders als Bolzengelenke über eine doppelte Abdichtung und erhöhen damit die Sicherheit: Wird eine der Gummimanschetten rissig, liegt noch eine zweite darunter, die sofort deren Aufgaben übernimmt (Abb.2). So kann auf keinen Fall Öl aus dem Gelenk austreten. Zudem ist die Kuppelstange durchbohrt, um bei Bedarf die Gelenke einer Druckprüfung unterziehen zu können. Entweicht der eingebrachte Druck, liegt ein Defekt vor. Speziell für den Druckausgleich wurden die Gleitringdichtungen nach außen verlagert, sodass eventueller Überdruck entweichen kann. Optional lässt sich die Pumpe zusätzlich mit einem Sicherheitsstator ausstatten.

Schonende Förderung durch Druck- und Pulsationsvermeidung

Stator und Rotor zusammen bilden bei diesem Pumpenprinzip Kammern, in denen das Medium transportiert wird. Dadurch wird zum einen druckstabil und ohne Pulsation oder Scherkräfte gefördert. Zum anderen erlaubt die Technik auch den Transport gefüllter Stoffe wie etwa den der bereits mit Mikrohohlkugeln sensibilisierten Emulsion. Die Länge des Rotor-Stator-Bereichs wurde für diese Anwendung eigens verkürzt, um zu vermeiden, dass der Förderdruck erhöht wird. In Bewegung gesetzt wird die Pumpe mittels Hydraulikantrieb, der an einen Fahrzeugmotor angeschlossen wird. Auf einen Elektromotor wurde bewusst verzichtet. Zudem wurde im Sinne des Explosionsschutzes darauf geachtet, Funkenbildung im Antrieb möglichst zu vermeiden.

Fazit

Die Exzenterschneckenpumpen lassen sich sowohl für das Mischen vor Ort nach dem Site-Mixed-System (SMS) als auch für das Einbringen vorgefertigter Emulsionsmatrix nach dem Repumpable-System (RPS) verwenden. Der Pumpenhersteller fertigt nach den individuellen Anforderungen des Kunden und ist bei der Pumpenauslegung der Fördermenge bei verschiedenen Drücken absolut flexibel. Die Pumpen zum Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen sind ATEX-konform.

Foto:@ istockphoto.com Ragip Candan

Stichwörter:
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C&M 2 / 2013

Diese Artikel wurden veröffentlicht in Ausgabe C&M 2 / 2013.
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