Was ist eine Kreiselpumpe?
Eine Kreiselpumpe ist eine mechanische Vorrichtung, die dazu bestimmt ist, ein Fluid mittels der Übertragung von Rotationsenergie von einem oder mehreren angetriebenen Rotoren, sogenannten Laufrädern, zu bewegen. Flüssigkeit tritt entlang seiner Achse in das sich schnell drehende Laufrad ein und wird durch Zentrifugalkraft entlang seines Umfangs durch die Flügelspitzen des Laufrads ausgestoßen. Die Wirkung des Laufrads erhöht die Geschwindigkeit und den Druck des Fluids und lenkt es auch in Richtung des Pumpenauslasses., Das Pumpengehäuse wurde speziell entwickelt, um das Fluid aus dem Pumpeneinlass zu verengen, es in das Laufrad zu leiten und dann das Fluid vor dem Ablassen zu verlangsamen und zu steuern.
Wie funktioniert eine Kreiselpumpe?
Das Laufrad ist die Schlüsselkomponente einer Kreiselpumpe. Es besteht aus einer Reihe von gebogenen Schaufeln. Diese sind normalerweise zwischen zwei Scheiben (einem geschlossenen Laufrad) eingeklemmt. Für Flüssigkeiten mit mitgerissenen Feststoffen ist ein offenes oder halboffenes Laufrad (mit einer einzigen Scheibe gesichert) bevorzugt (Abbildung 1).,
Fluid tritt an seiner Achse (dem „Auge“) in das Laufrad ein und tritt entlang des Umfangs zwischen den Schaufeln aus. Das Laufrad, auf der gegenüberliegenden Seite zum Auge, wird durch eine Antriebswelle mit einem Motor verbunden und mit hoher Geschwindigkeit (typischerweise 500-5000rpm) gedreht. Die Drehbewegung des Laufrads beschleunigt die Flüssigkeit durch die Laufradflügel in das Pumpengehäuse.
Es gibt zwei grundlegende Ausführungen des Pumpengehäuses: Volute und Diffusor. Der Zweck in beiden Konstruktionen besteht darin, den Flüssigkeitsstrom in eine kontrollierte Entladung bei Druck umzuwandeln.,
In einem Volutengehäuse ist das Laufrad versetzt, wodurch effektiv ein gekrümmter Trichter mit einer zunehmenden Querschnittsfläche zum Pumpenauslass entsteht. Diese Konstruktion bewirkt, dass der Flüssigkeitsdruck zum Auslass hin ansteigt (Abbildung 2).
Das gleiche Grundprinzip gilt für Diffusor-Designs. In diesem Fall steigt der Flüssigkeitsdruck, wenn Flüssigkeit zwischen einem Satz stationärer Schaufeln, die das Laufrad umgeben, ausgestoßen wird (Abbildung 3). Diffusor-Designs können auf bestimmte Anwendungen zugeschnitten und damit effizienter sein., Volute-Gehäuse eignen sich besser für Anwendungen mit mitgerissenen Feststoffen oder hochviskosen Flüssigkeiten, wenn es vorteilhaft ist, die zusätzlichen Verengungen von Diffusorschaufeln zu vermeiden. Die Asymmetrie der Volutenkonstruktion kann zu einem größeren Verschleiß von Laufrad und Antriebswelle führen.
Was sind die Hauptmerkmale einer Kreiselpumpe?
Es gibt zwei Hauptfamilien von Pumpen: Kreiselpumpen und Verdrängerpumpen. Im Vergleich zu letzteren werden Kreiselpumpen üblicherweise für höhere Ströme und zum Pumpen von Flüssigkeiten mit niedrigerer Viskosität bis zu 0,1 cP spezifiziert., In einigen chemischen Anlagen werden 90% der verwendeten Pumpen Kreiselpumpen sein. Es gibt jedoch eine Reihe von Anwendungen, für die Verdrängerpumpen bevorzugt sind.
Was sind die Einschränkungen einer Kreiselpumpe?
Der effiziente Betrieb einer Kreiselpumpe beruht auf der konstanten Drehzahl seines Laufrades. Bei hochviskosen Vorschüben werden Kreiselpumpen zunehmend ineffizient: Es besteht ein größerer Widerstand und ein höherer Druck ist erforderlich, um eine bestimmte Durchflussrate aufrechtzuerhalten., Im Allgemeinen eignen sich Kreiselpumpen daher für Anwendungen mit niedrigem Druck und hoher Kapazität zum Pumpen von Flüssigkeiten mit Viskositäten zwischen 0,1 und 200 cP.
Schlämme wie Schlamm oder hochviskose Öle können zu übermäßigem Verschleiß und Überhitzung führen, was zu Schäden und vorzeitigen Ausfällen führt. Verdrängerpumpen arbeiten oft mit deutlich niedrigeren Drehzahlen und sind weniger anfällig für diese Probleme.
Jedes scher-empfindliche Fördermedium (die Trennung von Emulsionen, Schlämmen oder biologischen Flüssigkeiten) kann auch durch die hohe Drehzahl des Laufrades einer Kreiselpumpe beschädigt werden., In solchen Fällen wird die niedrigere Drehzahl einer Verdrängerpumpe bevorzugt.
Eine weitere Einschränkung besteht darin, dass eine Kreiselpumpe im Gegensatz zu einer Verdrängerpumpe im trockenen Zustand keine Absaugung durchführen kann: Sie muss zunächst mit der gepumpten Flüssigkeit grundiert werden. Kreiselpumpen sind daher für keine Anwendung geeignet, bei der die Versorgung unterbrochen wird. Wenn der Vorschubdruck variabel ist, erzeugt eine Kreiselpumpe außerdem einen variablen Durchfluss; Eine Verdrängerpumpe ist unempfindlich gegen sich ändernde Drücke und liefert eine konstante Leistung., So, in applications where accurate dosing is required, a positive displacement pump is preferred.
The following table summarises the differences between centrifugal and positive displacement pumps.
Pump Comparison: Centrifugal vs Positive Displacement
| Property | Centrifugal | Positive Displacement |
| Effective Viscosity Range | Efficiency decreases with increasing viscosity (max.,/tr> | |
| Drucktoleranz | Strömung variiert mit wechselndem Druck | Strömung unempfindlich gegen wechselnden Druck |
| Wirkungsgrad sinkt bei höheren und niedrigeren Drücken | Wirkungsgrad steigt mit zunehmendem Druck | |
| Grundierung | Erforderlich | Nicht erforderlich |
| Durchfluss bei konstantem druck) | Konstante | Pulsieren |
| Scheren (trennung von emulsionen, schlämmen, biologischen flüssigkeiten, lebensmittel stoffe) | Hohe geschwindigkeit schäden scher-empfindliche medien | Niedrigen interne geschwindigkeit., Ideal für pumpen scher empfindliche flüssigkeiten |
Was sind die wichtigsten anwendungen für kreiselpumpen?
Kreiselpumpen werden häufig zum Pumpen von Wasser, Lösungsmitteln, organischen Stoffen, Ölen, Säuren, Basen und „dünnen“ Flüssigkeiten in industriellen, landwirtschaftlichen und häuslichen Anwendungen verwendet. Tatsächlich gibt es ein Design der Kreiselpumpe, das für praktisch jede Anwendung mit Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität geeignet ist.,Flüssiges Erdgas, Kühlmittel
Eine Kreiselpumpe arbeitet durch die Übertragung von Rotationsenergie von einem oder mehreren angetriebenen Rotoren, so genannten Laufrädern., Die Wirkung des Laufrads erhöht die Geschwindigkeit und den Druck des Fluids und leitet es zum Pumpenauslass. Mit seinem einfachen Design ist die Kreiselpumpe gut verstanden und einfach zu bedienen und zu warten.
Kreiselpumpendesigns bieten einfache und kostengünstige Lösungen für die meisten Pumpanwendungen mit niedrigem Druck und hoher Kapazität, bei denen Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität wie Wasser, Lösungsmittel, Chemikalien und leichte Öle verwendet werden. Typische Anwendungen umfassen die Wasserversorgung und-zirkulation, Bewässerung und den Transfer von Chemikalien in petrochemischen Anlagen., Verdrängerpumpen werden bevorzugt für Anwendungen mit hochviskosen Flüssigkeiten wie dicken Ölen und Schlämmen, insbesondere bei hohen Drücken, für komplexe Futtermittel wie Emulsionen, Lebensmittel oder biologische Flüssigkeiten und wenn eine genaue Dosierung erforderlich ist.
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