Pumpen

Pumpen sind Arbeitsmaschinen zum Fördern von Fluiden auf höheren Druck oder auf ein höher gelegenes Niveau. Die zugeführte mechanische Energie wird in Druckenergie, potenzielle Energie oder kinetische Energie umgewandelt, Je nach Funktionsprinzip unterscheidet man in Pumpen nach dem Strömungsprinzip wie Kreisel- oder Flügelzellenpumpen oder nach dem Verdrängerprinzip in oszillierende Verdrängersysteme (Kolben- und Membranpumpen) und umlaufende Verdrängerpumpen (Zahnrad-, Exzenter-,Schraubenspindelpumpe). Des weiteren unterscheidet man noch in Strahlpumpen nach dem Strahlprinzip sowie Mammutpumpen nach dem Auftriebsprinzip.

Normalerweise wird in einem Pumpensystem das Fluid im Kreis gepumpt oder auf ein höheres Niveau gebracht. Hierzu muss ein gewisser Widerstand überwunden werden, der durch eine Druckerhöhung ausgeglichen wird. Der Widerstand setzt sich grob aus der zu fördernden Höhe und den Rohrleitungsverlusten zusammen. Die Leitungsverluste steigen quadratisch zur Fördergeschwindigkeit.

Die häufigste anzutreffende Pumpenbauart ist die Kreiselpumpe, bei der die zugeführte mechanische Energie innerhalb der Laufradbeschaufelung in Druckenergie und kinetische Energie umgewandelt wird. Je nach Förderhöhe unterscheidet man in Niederdruckpumpen (bis 80 m), Mitteldruckpumpen (80 bis 200 m), Hochdruckpumpen (200 bis 1200 m) sowie Höchstdruckpumpen mit einer Förderhöhe über 1200 m. Für große Förderhöhen werden mehrstufige Pumpensysteme und für große Volumen mehrflutige Kreiselpumpen eingesetzt.Die Kreiselpumpe arbeitet nach der Fliehkraftwirkung, bei dem die Flüssigkeit von innen nach außen über die Schaufelkanäle durchströmt wird und am Laufradumfang mit hoher Geschwindigkeit abgeschleudert wird. Das feststehende Leitrad bzw. das Spiralgehäuse verzögert die Flüssigkeit und wandelt die Geschwindigkeitsenergie in Druckenergie um.

Dem Aufbau nach unterscheidet man Kreiselpumpen in Radial- und Axialpumpen. Bei der Radialpumpe tritt das Medium senkrecht zur Pumpenwelle aus. Durch die Umlenkung im Laufrad entstehen höhere Zentrifugalkräfte, die zu höheren Förderdrücken bei geringeren Volumenströmen führen. Anders bei der Axialpumpe: Das Fluid wird axial gefördert, d. h. parallel zur Pumpenwelle. Der propellerähnliche Pumpenläufer rotiert im Rohrgehäuse und leistet somit hohe Volumenströme.

Die Drehzahl hat einen bedeutenden Einfluss auf die Kenngrößen einer Pumpe. Denn bei einer Verdoppelung der Drehzahl, verdoppelt sich das Fördervolumen, vervierfacht sich die Förderhöhe und verachtfacht sich die Leistung. Dies liegt darin, dass der Förderstrom linear, die Förderhöhe quadratisch und der Leistungsbedarf kubisch von der Drehzahl abhängen.



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