Verdrängerpumpen wurden lange vor Kreiselpumpen entwickelt. Flüssigkeit wird aus einem Behälter mit festem Volumen positiv verdrängt. Verdrängerpumpen sind in der Lage, hohe Drücke zu entwickeln, während sie bei niedrigen Saugdrücken arbeiten. Sie werden allgemein als Pumpen mit konstantem Volumen bezeichnet. Im Gegensatz zu Kreiselpumpen wird ihre Kapazität nicht durch den Druck beeinflusst, gegen den sie arbeiten. Der Durchfluss wird normalerweise durch Variieren der Pumpendrehzahl oder durch Recycling geregelt. Verdrängerpumpen sind in zwei Gruppen unterteilt: rotations- und Kolbenpumpen.

Rotationspumpen

Rotationspumpen sind normalerweise auf Anwendungen beschränkt, bei denen die Flüssigkeitsviskosität sehr hoch oder die Durchflussrate zu klein ist, um von anderen Pumpen wirtschaftlich gehandhabt zu werden. Kreiselpumpen werden üblicherweise verwendet, um Schmieröle durch Motoren, Turbinen, Untersetzungsgetriebe und Prozessmaschinenlager zu zirkulieren. Rotationspumpen verdrängen für jede Umdrehung der Antriebswelle eine feste Flüssigkeitsmenge. Sie haben verschiedene Pumpelemente wie Flügel, Lappen, Zahnräder und Schrauben. Abb. 1 veranschaulicht drei (Innenzahnrad, Außenzahnrad und Schraube) der am häufigsten verwendeten Kreiselpumpen in Produktionsbetrieben.

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  Abb. 1-Häufig verwendete Rotationspumpen.

Die meisten Hersteller bewerten Kreiselpumpen nach Kapazität (d. h. durchgehend). Kapazität ist die gesamte Flüssigkeitsverdrängung der Pumpe weniger Schlupf. Schlupf ist die Flüssigkeitsmenge, die von der Hochdruckentladung zur Unterdruckansaugung austritt. Schlupf tritt auf, weil alle Kreiselpumpen Abstände zwischen den rotierenden Elementen und dem Pumpengehäuse benötigen. Diese Freiräume stellen einen Leckweg zwischen der Auslass- und der Saugseite bereit. Eine Pumpe mit großen Spielen zeigt aufgrund von Bearbeitungstoleranzen oder Verschleiß einen proportional größeren Schlupf. Rotationspumpen können keine nichtschmierenden Flüssigkeiten wie Wasser oder Flüssigkeiten mit harten oder abrasiven Partikeln bewegen. Rotationspumpen können große Mengen an Luft oder Dampf für kurze Zeit bewegen, ohne prime zu verlieren.

Rotationspumpen sind selbstansaugend, aber nicht für einen längeren Trockenlauf ausgelegt. Für einen optimalen Betrieb muss am Ansaugstutzen genügend Flüssigkeit vorhanden sein, um die Pumpkammer vollständig gefüllt zu halten.

Abb. 2 veranschaulicht den Zusammenhang zwischen Drehzahl, volumetrischem Wirkungsgrad und Verdrängung einer rotatorischen Verdrängerpumpe. Die Funktionsprinzipien einiger der gebräuchlichsten Arten von Kreiselpumpen werden als nächstes beschrieben.

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  Abb. 2-Beziehung zwischen Drehzahl, volumetrischem Wirkungsgrad und Verdrängung einer Rotations-Verdrängerpumpe.

Schiebefahne

Ein Satz von Schaufeln ist in einem Rotor montiert, in dem die Schaufeln in den Rotor ein- und ausfahren. Der Rotor ist außermittig im Gehäuse montiert. Wenn sich die Flügel an der Ansaugöffnung vorbei drehen, gleiten sie aus dem Rotor heraus und halten dabei ständigen Kontakt mit dem Gehäuse. Federn oder Dichtringe helfen, die Flügel gegen das Gehäuse zu halten, so dass die Flügel dicht gegen die Gehäusewand abdichten oder passen. Eingeschlossene Flüssigkeit wird von der Ansaugöffnung zur Auslassöffnung gedrückt.

Das Schiebeflügeldesign ist in der Lage, mittlere Kapazität und Förderhöhe zu liefern. Sie liefern einen konstanten Durchfluss für eine eingestellte Rotordrehzahl. Sie arbeiten gut mit niedrigviskosen Flüssigkeiten und sind etwas selbstkompensierend für den Verschleiß. Sie sind nicht für den Einsatz mit hochviskosen Flüssigkeiten geeignet (dickere Flüssigkeiten stören die Gleitwirkung der Flügel). Durch den Reibschluss zwischen den Schaufeln und dem Zylinder ergibt sich eine große Verschleißfläche.

Flexibler Flügel. Die flexible Schaufel ist der gleitenden Schaufel ähnlich, außer dass die Schaufeln im Allgemeinen ein weiches, biegsames Material sind und mit dem Rotor integral sind. Wenn sich der Rotor dreht, biegen sich die Flügel und passen sich der exzentrischen Form des Zylinders an. Sie sind einfach, kostengünstig und können ein Vakuum entwickeln. Sie dürfen nicht trocken laufen und sollten nur mit Niedertemperaturflüssigkeiten und in Anwendungen mit niedrigem Kopf verwendet werden.

Außenrad

Das Außenrad besteht aus zwei gleich großen kämmenden Zahnrädern, einem Mitnehmer und einem Losrad, die sich innerhalb eines Gehäuses drehen. Wenn sich die Zahnräder an der Saugseite der Pumpe lösen, entsteht ein Vakuum. Druck zwingt die Flüssigkeit in die Pumpe, wo die Flüssigkeit zwischen den Zahnradzähnen und dem Gehäuse zur Auslassöffnung transportiert wird. Am Auslass bildet der Zahneingriff der Verzahnung eine Grenze, die verhindert, dass die Flüssigkeit in die Absaugung zurückkehrt. Zahnradpumpen arbeiten gleich gut, wenn sie in beide Richtungen angetrieben werden. Es sollten Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, um sicherzustellen, dass die Wellendrehung korrekt ist, wenn spezielle Merkmale wie eingebaute Überdruckventile oder eine Entlüftung der Wellendichtung verwendet werden.

Es gibt auch Modelle, die mehrere Zahnradsätze auf einer Welle verwenden, um mehr Kapazität zu erzeugen. Außenzahnradpumpen sind kompakt und können hohe Drücke erzeugen. Sie eignen sich gut für hochviskose Flüssigkeiten. Sie sind leicht in einer breiten Palette von Materialien herzustellen, um die Kompatibilität mit den gepumpten Flüssigkeiten zu gewährleisten. Aufgrund ihrer engen Toleranzen sind sie auf Anwendungen mit sauberer Flüssigkeit beschränkt.

Innenzahnrad

Die Innenzahnradpumpe ähnelt im Prinzip dem Außenzahnrad, außer dass die Antriebswelle ein Hohlrad mit Innenverzahnung dreht. Der äußere Zahnradzahn (Idler) dreht sich um eine versetzte Mitte und kämmt mit dem Antriebszahnrad nur durch einen segmentalen Rotationsbogen. Ein fester halbmondförmiger Filter nimmt den Raum zwischen Innen- und Außenverzahnungsspitzen gegenüber dem Maschenpunkt ein. Wenn sich die Zahnradzähne am Eingangsanschluss lösen, tritt Flüssigkeit in die Zahnlücke jedes Zahnrads ein und wird dort eingeschlossen und zur Auslassöffnung transportiert. Das Kämmen der beiden Zahnräder und die Beseitigung der Zahnlücke zwingt Flüssigkeit aus der Pumpe.

Seitenzahnradpumpen werden in Anwendungen mit niedriger Förderhöhe eingesetzt. Sie sind auf einen maximalen Gegendruck von 100 psi begrenzt und erfordern ein Druckbegrenzungsventil auf der Druckseite. Da kleine Abstände vorhanden sind, können sie Flüssigkeiten, die Feststoffe enthalten, nicht handhaben. Der Hersteller sollte immer konsultiert werden, bevor eine Zahnradpumpe mit flüssigkeitsfördernden Feststoffen verwendet wird.

Kolbenpumpen

Kolbenpumpen arbeiten auf die gleiche Weise wie Zahnradpumpen, außer dass die rotierenden Elemente zwei, drei oder vier Lappen anstelle von Zahnrädern haben. Lappen können sich nicht gegenseitig antreiben, daher werden Zahnräder verwendet. Die Kolben kommen nie in Kontakt miteinander, so dass die Pumpe trocken laufen kann. Lappen werden dort eingesetzt, wo die Produktintegrität aufrechterhalten werden muss und in Anwendungen, in denen Flüssigkeiten scherempfindlich sind. Das große Volumen, das zwischen dem Gehäuse und den Lappen entsteht, ermöglicht das Pumpen vieler Produkte, ohne das Produkt selbst zu beschädigen. Ein großer Vorteil besteht darin, dass kein Metall-zu-Metall-Kontakt zwischen den Nocken besteht, wodurch die Möglichkeit, dass Spuren von Eisen, Stahl oder anderen Pumpenbaumaterialien aufgrund von Verschleiß im Produkt landen, stark reduziert wird. Andererseits sind sie teurer als Zahnrad- oder Flügelzellenpumpen und schwer zu reparieren und zu warten.

Schraube

Schraubenspindelpumpen können Einrotor- (progressive Cavity) oder Mehrrotor- (Intermeshing) Design sein. Schraubenspindelpumpen sind relativ Hochgeschwindigkeitspumpen, aber aufgrund der Strömungsumkehr, die erforderlich ist, um in den Saugkanal einzutreten, kann NPSH oft ein Problem darstellen. Schraubenspindelpumpen werden für Anwendungen mit hoher Förderhöhe verwendet; Sie sind der am häufigsten verwendete Drehpumpentyp in der Produktion.

Einzelschnecke

Bei der Einschneckenkonstruktion wird das Fluid zwischen den Laufflächen einer rotierenden Schnecke und den Laufflächen des inneren stationären Elements eingeschlossen. Diese Pumpen werden für viskose Flüssigkeiten und Flüssigkeiten mit hohem Feststoffgehalt eingesetzt. Sie können einen erheblichen Saughub und relativ hohe Drücke erzeugen. Sie können Flüssigkeiten von sauberem Wasser bis hin zu Schlämmen verarbeiten, ohne die Abstände oder Komponenten zu verändern. Andererseits sind sie teuer, sperrig und schwer zu warten, und Ersatzteile sind teuer.

Mehrfachschraube

Bei der Mehrfachschraubenkonstruktion fließt das Fluid zwischen einer zentralen Antriebsschraube und einer oder mehreren Losschrauben in einem eng anliegenden Gehäuse. Bei Zweischneckenpumpen werden beide Wellen mit Zahnrädern angetrieben. Bei Dreischneckenpumpen werden die Schneckenlaufflächen so geschnitten, dass eine Schnecke die beiden anderen antreiben kann. Die Rotation der Schrauben produziert ein Vakuum am Einlass, bewegt die Flüssigkeit durch die Pumpe und liefert die Flüssigkeit an die Entladung. In kleinen Größen werden sie zur Versorgung von Motoren und Industriemaschinen mit Schmieröl verwendet. In mittleren Größen werden sie in Bürogebäuden als hydraulische Energiequelle für den Betrieb von Aufzügen eingesetzt. In großen Größen werden sie zum Be- und Entladen von Lastkähnen und Tankern verwendet.

Hubkolbenpumpen

Hubkolbenpumpen bewegen Flüssigkeit durch eine konstante Hin- und Herbewegung eines Kolbens, Kolbens oder einer Membran innerhalb eines festen Volumens oder Zylinders. Kolbenpumpen können viskose und abrasive Flüssigkeiten verarbeiten. Sie sind im Vergleich zu Kreisel- und Kreiselpumpen langsame Maschinen. Sie bieten höhere Wirkungsgrade, im Allgemeinen 85 bis 94%, und benötigen daher weniger Leistung. Kolbenpumpen eignen sich am besten für Anwendungen mit hohem Druck und geringem Volumen. Sie erfordern häufig Pulsationsdämpfer wegen der pulsierenden Natur der Strömung. Sie haben höhere Installationskosten (in der Regel durch höhere Wirkungsgrade ausgeglichen) und höhere Wartungskosten als Kreisel- oder Kreiselpumpen.

Kolben- und Kolbenpumpen

Bei Plungerpumpen bewegt sich ein Kolben durch eine stationär gepackte Dichtung und wird in einen Flüssigkeitshohlraum gedrückt und aus diesem herausgezogen. Bei Kolbenpumpen drückt ein Kolben, der sich in einem Flüssigkeitshohlraum hin und her bewegt, die Flüssigkeit aus dem Zylinder. Die Bewegung entweder des Kolbens oder des Kolbens erzeugt eine abwechselnde Zunahme und Abnahme des Durchflusses. Wenn sich der Kolben oder Kolben nach hinten bewegt, nimmt das verfügbare Volumen im Zylinder zu und ein Saugventil öffnet sich, damit die Flüssigkeit durch ein Einwegsaugventil in den Zylinder gelangen kann. Wenn sich der Kolben oder Kolben vorwärts bewegt, nimmt das im Zylinder verfügbare Volumen ab, der Druck der Flüssigkeit nimmt zu und die Flüssigkeit wird durch ein Einwegauslassventil herausgedrückt.

Die Wirkungsgrade bleiben unabhängig von Förderhöhe oder Drehzahl hoch (tendieren dazu, mit zunehmender Drehzahl leicht abzunehmen). Da Kolbenpumpen mit niedrigeren Drehzahlen als Zentrifugal- oder Rotationspumpen laufen, eignen sie sich besser für den Umgang mit viskosen Flüssigkeiten. Sie können hohe Drücke und große Kapazitäten erzeugen und sind selbstansaugend. Andererseits erfordern sie aufgrund der großen Anzahl beweglicher Teile mehr Wartung. Sie sind schwerer und benötigen mehr Stellfläche als Kreisel- oder Kreiselpumpen. Darüber hinaus sind sie schlecht im Umgang mit Flüssigkeiten, die Feststoffe enthalten, die dazu neigen, Ventile und Sitze zu erodieren. Kolben- und Kolbenpumpen benötigen aufgrund des pulsierenden Durchflusses und des Druckabfalls durch die Ventile größere NPSHs. Aufgrund der pulsierenden Strömung erfordern sie ein besonderes Augenmerk auf die Gestaltung der Saug- und Druckleitungen, um sowohl akustische als auch mechanische Schwingungen zu vermeiden.

Membranpumpen

Abb. 3 zeigt eine typische Fluid- (gas-, luft- oder flüssigkeitsbetriebene) Membranpumpe. Sein Funktionsprinzip ähnelt Kolben- und Kolbenpumpen, mit der Ausnahme, dass anstelle eines Kolbens oder Kolbens eine flexible pulsierende Membran vorhanden ist, die die Flüssigkeit verdrängt. Ein variierender Leistungsfluiddruck auf einer Seite der Membran bewirkt, dass die Membran entweder das Ansaugen von Flüssigkeit in die pumpenseitige Kammer oder das Ablassen der Flüssigkeit aus der pumpenseitigen Kammer umlenkt. Membranpumpen sind in der Lage, Flüssigkeiten zu pumpen, die viskos, erosiv, korrosiv sind oder große Mengen an Feststoffen enthalten. Darüber hinaus sind Membranpumpen selbstansaugend, können periodisch ohne Flüssigkeiten laufen und sind kostengünstig zu reparieren, da sie keine Stopfbuchse und wenige bewegliche Teile haben.

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  Abb. 3-Membranpumpe.

Membranpumpen sind auf kleine Durchflussraten (90 gal/min), moderate Austragsdrücke und moderate Temperaturen beschränkt. Sie erfordern häufige Wartung und zeigen Ermüdungsversagen mit der Zeit. Leckagen können durch Mischen von Power Fluid mit der Prozessflüssigkeit eine Gefahr darstellen. Als Sumpfpumpen werden üblicherweise gas-/luftbetriebene Membranpumpen eingesetzt.

Es ist möglich, eine Membran zu verwenden, um eine Kolben- oder Kolbenpumpe anzutreiben. Dieser Pumpentyp wird häufig für die chemische Injektion verwendet, da er sich gut für Anwendungen mit geringem Volumen und großem Kopf eignet und die Drehzahl durch ein Drosselventil am Leistungsfluid gesteuert werden kann.

Überlegungen zur Leistung der Kolbenpumpe

Kolbenpumpen sind Pumpen mit konstantem Volumen. Schwankungen des Auslassdrucks haben keinen Einfluss auf die Durchflussrate. Da diese Pumpen weiterhin die gleiche Leistung liefern, kann jeder Versuch, den Abfluss zu drosseln, das Pumpengehäuse und/ oder die Abflussleitung überdrücken. Somit sollte niemals eine Kolbenpumpe gestartet oder bei geschlossenem Drucksperrventil betrieben werden. Der Durchfluss wird durch die Geschwindigkeit geregelt.

Kapazität

Die Kapazität einer Kolbenpumpe ist der Zylinderhubraum weniger Schlupf. Für einen einfachwirkenden Zylinder kann der Zylinderhub aus

(Gl. 1)

Bei doppeltwirkenden Zylindern kann der Zylinderhub durch

(Gl. 2)

wobei

s = Hubraum des Zylinders

A = Kolben- oder Kolbenfläche

a = Kolbenstangenquerschnittsfläche

LS = Hublänge

N = Drehzahl

m = Anzahl der Kolben oder Kolben.Schlupf ist der Kapazitätsverlust als Prozentsatz des Zylinderhubraums aufgrund von volumetrischem Wirkungsgrad, Stopfbuchsenverlusten und Ventilverlusten. Der volumetrische Wirkungsgrad (nicht zu verwechseln mit dem mechanischen Wirkungsgrad) beträgt normalerweise 95 bis 97%. Der Wirkungsgrad wird auch verringert, wenn ein leichter Kohlenwasserstoff gepumpt wird, der ein gewisses Maß an Kompressibilität aufweist.

Die Pumpenleistung kann aus

(Gl. 3)

wobei

q = Pumpenleistung.

Drehzahl

Die Drehzahl ist der wichtigste Faktor, der sowohl die Leistung einer Kolbenpumpe als auch die Wartungskosten bestimmt. Das Laufen bei hohen Geschwindigkeiten verkürzt die Lebensdauer der Verpackung und erhöht die Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte an allen beweglichen Komponenten. Ein Betrieb unterhalb der maximalen „Nenndrehzahl“ kann vorteilhaft sein, wenn die Pumpe unbeaufsichtigt betrieben wird, wenn keine Ersatzteile und kein Standby vorhanden sind, wenn eine hohe Strafe für Ausfallzeiten besteht, wenn die Wartung der Einheit schlecht ist, wenn eine lange Lebensdauer gewünscht wird und wenn die NPSH-Marge niedrig ist. Der Betrieb bei den maximalen Nenndrehzahlen erfordert:

• Saubere, kühle Flüssigkeiten
• Ausgezeichnetes Rohrleitungslayout mit starr befestigten Rohrleitungen
• Guter NPSH-Rand
• Solides Fundament
• Gut konstruierte Saug- und Druckpulsationsdämpfer
• Gute Wartung

Wann immer es notwendig wird, über den maximalen Nenndrehzahlen zu arbeiten, sollte sehr genau auf alle Design-, Betriebs- und Wartungsdetails geachtet werden.

Installationsrichtlinien

Wenn Verdrängerpumpen ordnungsgemäß installiert und betrieben werden, kann eine zufriedenstellende Leistung für eine lange Zeit realisiert werden. Diese Pumpen werden in einer Vielzahl von Ausführungen für viele verschiedene Dienstleistungen hergestellt. Die Anweisungen jedes Herstellers sollten für bestimmte Maschinen oder Anwendungsgeräte sorgfältig befolgt werden. Die folgende Diskussion bezieht sich auf allgemeine Installationsrichtlinien für Verdrängerkolbenpumpen.

Fundamente und Ausrichtung

Die meisten Pumpenfundamente bestehen aus Stahlbeton. Pumpe und Treiber sind mit einer Grundplatte aus Gusseisen oder Stahl verschraubt, die mit Ankerbolzen am Betonfundament befestigt ist. Kleine Pumpen benötigen ein Fundament, das groß genug ist, um die Grundplattenbaugruppe aufzunehmen. Große Pumpen benötigen ein Fundament, das das Drei- bis Vierfache des Gewichts von Pumpe und Antrieb beträgt.

Installation der Ankerbolzenhülse

Jeder Ankerbolzen ist mit einer Unterlegscheibe ausgestattet und wird durch eine Rohrhülse geführt, deren Durchmesser drei- bis viermal größer ist als der des Bolzens. Die Bolzen-Hülsen-Einheit wird an den vorgegebenen Grundplatten-Lochpositionen in den Beton eingesetzt. Die Flexibilität in der Hülsenwaschanlage ermöglicht geringfügige Anpassungen in der Schraubenposition vor dem endgültigen Anziehen, auch nachdem das Betonfundament ausgehärtet ist.

Metall-Unterlegscheiben-Einstellungen

Metall-Unterlegscheiben werden verwendet, um die Pumpe auf dem Fundament zu positionieren. Es werden Einstellungen vorgenommen, bis die Pumpenwelle und die Flansche vollständig eben sind. Die Ausrichtung zwischen Pumpe und Treiber wird dann eingestellt, bevor die Pumpe an die Saug- und Druckleitungen angeschlossen wird. Letztere sollte bei der Erstpositionierung der Grundplatte ausgerichtet worden sein.

Verfugen

Aufgrund von Rohrverspannungen sollte das gesamte Pumpenaggregat nach dem sicheren Verschrauben der Rohrleitungen erneut auf Ausrichtung überprüft werden. Wenn die Antriebsausrichtung nicht durch Verschrauben der Rohrleitungen geändert wurde, wird der Raum zwischen Grundplatte und Betonfundamenten mit Verfugung gefüllt. Die Verfugung sollte ausreichend flüssig sein, um den gesamten verfügbaren Raum unter der Grundplatte auszufüllen.

Überlegungen zur Betriebstemperatur

Es ist wichtig, dass sich die Ausrichtung zwischen Rohrleitung, Pumpe und Treiber nicht ändert. Idealerweise sollten die Ausrichtungen bei der Betriebstemperatur nach der anfänglichen kalten Ausrichtung des Pumpensystems vorgenommen werden, wodurch Ausrichtungsänderungen aufgrund der Wärmeausdehnung vermieden werden.

Rohrleitungen

Neben der Auswahl der Betriebsdrehzahlen ist die richtige Rohrleitungskonstruktion die wichtigste Überlegung bei der Planung der Pumpeninstallation. Schlechte Rohrleitungen sind oft das Ergebnis von Unaufmerksamkeit gegenüber Details, was zu überdurchschnittlichen Ausfallzeiten, höheren Wartungskosten und einem Verlust des Vertrauens des Bedienpersonals führen kann.

Die Saugleitung sollte direkt, biegungsfrei, so kurz wie möglich und mindestens eine Nennrohrgröße größer als die Pumpe-Saug-Verbindung sein. Richtungsänderungen der Rohrleitungen sollten mit Ellbogen mit langem Radius vorgenommen werden. In der Saugleitung sollte ein Blockventil mit vollständiger Öffnung installiert werden. Der Saugbehälter sollte eine ausreichende Verweilzeit für die Entwicklung von freiem Gas haben und mit einem Wirbelbrecher an der Austrittsdüse ausgestattet sein. Die Saug- und Bypassleitungen sollten unterhalb des minimalen Flüssigkeitsspiegels in den Behälter gelangen.

Saugleitungen sollten groß genug sein, damit die Geschwindigkeitsgrenzen nicht überschritten werden. Exzentrische Reduzierstücke mit der flachen Seite nach oben sollten anstelle von konzentrischen Reduzierstücken verwendet werden. Die Saugleitung sollte ein Saugsieb und einen Pulsationsdämpfer enthalten. Saugsiebe sollten nur installiert werden, wenn eine regelmäßige Wartung gewährleistet werden kann. Ein flüssigkeitshungriger Zustand infolge eines verstopften Siebs kann die Pumpe stärker beschädigen als die Aufnahme von Feststoffen.

Die Druckleitung sollte direkt, frei von übermäßigen Biegungen und mindestens eine Nennrohrgröße größer als die Pumpe-Druck-Verbindung sein. Richtungsänderungen der Rohrleitungen sollten mit Ellbogen mit langem Radius vorgenommen werden. Es können konzentrische Reduzierstücke verwendet werden, die jedoch so nahe wie möglich an der Pumpe angebracht werden sollten. Um das Ansaugen und Starten zu erleichtern, sollte eine Bypass-Leitung (Recycling) mit Rückschlagventil und Blockventil zur Saugquelle installiert werden. Wenn ein Pulsationsdämpfer nicht in der Erstinstallation enthalten ist, sollte eine Flanschverbindung vorgesehen werden, wenn eine Pulsationsdämpfung erforderlich ist. Ein Entlastungsventil sollte vor dem Ablassblockventil installiert werden, falls eine Überdruckbelastung in der Abflussleitung auftritt.

Überlegungen zur Pulsation

Der Durchfluss einer Kolbenpumpe ist nicht gleichmäßig. Die oszillierende Bewegung der Kolben erzeugt Störungen (Pulsationen), die mit Schallgeschwindigkeit vom Pumpenzylinder zum Rohrleitungssystem wandern. Pulsationen sind eine Funktion der Kolben- / Kolbengeschwindigkeit der Pumpe, der internen Ventile und der Betriebsdrehzahl. Pulsationen bewirken, dass das Druckniveau des Systems zeitlich schwankt.

Saugpulsationen können dazu führen, dass das Druckniveau augenblicklich unter den Flüssigkeitsdampfdruck fällt, was zu Kavitation führt. Kaviation kann zum Ausfall von Pumpenteilen führen, z. B.:

• Ventile
• Kreuzköpfe
• Stangen
• usw.

Kaviation kann auch hohe Rohrleitungsvibrationen verursachen, die zum Ausfall von führen:

• Lüftungsöffnungen
• Abflüsse
• Messleitungen

Normale Rohrschellen und Stützen sind möglicherweise nicht wirksam bei der Kontrolle dieser Vibrationen.

Pulsationen können durch die akustischen Resonanzen des Rohrleitungssystems verstärkt werden, was zu Pumpenfluidausfällen und Rohrleitungsausfällen aufgrund des durch Druckpulsation verursachten Schüttelns führt. Bei einfachen Rohrleitungslayouts und niedrigen bis mittleren Pumpendrehzahlen werden Pulsationsdämpfer eingesetzt, um die Auswirkungen pulsierender Strömungen zu dämpfen. Pulsationsdämpfer sind normalerweise sowohl am Saug- als auch am Auslass installiert. Dämpfer können flüssigkeitsgefüllt sein; gasgepolsterte oder abgestimmte akustische Filter. Bei komplizierten und mehrpumpigen Rohrleitungen und hohen Pumpendrehzahlen werden akustische Filter eingesetzt.

Die Auslegung eines Pulsationsdämpfungssystems sprengt den Rahmen dieses Kapitels. Für die Analyse und Steuerung von Pulsationen in Mehrpumpenanlagen ist spezielles Know-how erforderlich.

Nomenclature

s	=	cylinder displacement
A	=	plunger or piston area
a	=	piston-rod cross-sectional area
LS	=	stroke length
N	=	speed
m	=	number of pistons or plungers
q	=	pump capacity

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Siehe auch

PEH:Pumpen

Pumpen

Kreiselpumpen

Pumpentreiber