selbstansaugende Kreiselpumpen

Kreiselpumpen Übersicht

Kreiselpumpen werden zum Transport von Flüssigkeiten durch die Umwandlung von kinetischer Rotationsenergie in die hydrodynamische Energie des Flüssigkeitsstroms eingesetzt. Die Rotationsenergie kommt typischerweise von einem Motor oder Elektromotor. Sie sind eine Unterklasse der dynamischen achsensymmetrischen arbeitsabsorbierenden Turbomaschinen. Die Flüssigkeit tritt entlang oder nahe der Drehachse in das Pumpenlaufrad ein und wird durch das Laufrad beschleunigt, strömt radial nach außen in einen Diffusor oder eine Spiralkammer (Gehäuse), aus der sie austritt. Häufige Anwendungen sind Wasser-, Abwasser-, Landwirtschafts-, Erdöl- und petrochemische Pumpen. Kreiselpumpen werden häufig wegen ihrer hohen Förderleistung, der Kompatibilität mit abrasiven Lösungen, der Mischbarkeit von Flüssigkeiten und ihrer relativ einfachen Konstruktion gewählt Zur Realisierung eines Staubsaugers wird häufig ein Kreiselgebläse verwendet. Die umgekehrte Funktion der Kreiselpumpe ist eine Wasserturbine, die die potentielle Energie des Wasserdrucks in mechanische Rotationsenergie umwandelt.



Magnetkreiselpumpen

Magnetisch gekuppelte Pumpen

Magnetisch gekuppelte Pumpen oder Pumpen mit Magnetantrieb unterscheiden sich von der traditionellen Pumpenart, da der Motor mit der Pumpe durch magnetische Mittel und nicht durch eine direkte mechanische Welle gekoppelt ist. Die Pumpe arbeitet über einen Antriebsmagneten, der den Pumpenrotor "antreibt", der magnetisch mit der vom Motor angetriebenen Primärwelle gekoppelt ist. Sie werden häufig dort eingesetzt, wo das Austreten der gepumpten Flüssigkeit ein großes Risiko darstellt (z.B. aggressive Flüssigkeit in der chemischen oder nuklearen Industrie oder elektrischer Schlag - Gartenbrunnen). Sie haben keine direkte Verbindung zwischen der Motorwelle und dem Laufrad, so dass keine Stopfbuchse erforderlich ist. Es besteht keine Gefahr der Leckage, es sei denn, das Gehäuse ist gebrochen. Da die Pumpenwelle nicht durch Lager außerhalb des Pumpengehäuses abgestützt ist, erfolgt die Abstützung im Inneren der Pumpe durch Buchsen. Die Pumpengröße einer magnetgetriebenen Pumpe kann von wenigen Watt Leistung bis zu gigantischen 1 MW gehen.

nicht selbstansaugend

Die meisten Kreiselpumpen sind nicht selbstansaugend. Das heißt, dass das Pumpengehäuse vor dem Start der Pumpe mit Flüssigkeit gefüllt werden muss, sonst ist die Pumpe nicht funktionsfähig. Wenn sich das Pumpengehäuse mit Dämpfen oder Gasen füllt, wird das Pumpenlaufrad gasgebunden und kann nicht mehr gefördert werden. Um sicherzustellen, dass eine Kreiselpumpe angesaugt bleibt und nicht gasgebunden wird, befinden sich die meisten Kreiselpumpen unterhalb des Niveaus der Quelle, aus der die Pumpe ansaugen soll. Der gleiche Effekt kann erreicht werden, wenn die Flüssigkeit unter dem Druck einer anderen, in der Saugleitung platzierten Pumpe in die Pumpe eingespeist wird. Der Vorgang des Befüllens der Pumpe mit Flüssigkeit wird als Ansaugen bezeichnet.

Selbstansaugende Kreiselpumpen

Unter normalen Bedingungen können gewöhnliche Kreiselpumpen die Luft nicht aus einer Einlassleitung evakuieren, die zu einem Flüssigkeitsspiegel führt, dessen geodätische Höhe unter der der Pumpe liegt. Selbstansaugende Pumpen müssen in der Lage sein, die Luft (siehe Entlüftung) aus der Saugleitung der Pumpe ohne externe Hilfsgeräte zu evakuieren.

Auch Kreiselpumpen mit interner Saugstufe, wie z.B. Wasserstrahlpumpen oder Seitenkanalpumpen, werden als selbstansaugende Pumpen eingestuft. Die selbstansaugende Kreiselpumpe wurde 1935 erfunden. Eines der ersten Unternehmen, das eine selbstansaugende Kreiselpumpe auf den Markt brachte, war American Marsh im Jahr 1938.

Kreiselpumpen, die nicht mit einer internen oder externen selbstansaugenden Stufe ausgestattet sind, können erst dann mit dem Fördern der Flüssigkeit beginnen, wenn die Pumpe zunächst mit der Flüssigkeit angesaugt wurde. Die robusteren, aber langsameren Laufräder sind so konstruiert, dass sie Wasser bewegen, das wesentlich dichter als Luft ist, so dass sie bei Vorhandensein von Luft nicht arbeiten können. Zusätzlich muss ein saugseitiges Rückschlagventil oder ein Entlüftungsventil eingebaut werden, um jegliche Heberwirkung zu verhindern und sicherzustellen, dass die Flüssigkeit im Gehäuse bleibt, wenn die Pumpe angehalten wurde. Bei selbstansaugenden Kreiselpumpen mit Trennkammer werden die geförderte Flüssigkeit und die mitgerissenen Luftblasen durch die Wirkung des Laufrades in die Trennkammer gepumpt.

Die Luft entweicht durch den Druckstutzen der Pumpe, während die Flüssigkeit wieder nach unten fällt und erneut vom Laufrad mitgerissen wird. Die Saugleitung wird dadurch kontinuierlich evakuiert. Die für eine solche Selbstansaugung erforderliche Konstruktion wirkt sich nachteilig auf den Wirkungsgrad der Pumpe aus. Außerdem sind die Abmessungen der Trennkammer relativ groß. Aus diesen Gründen wird diese Lösung nur bei kleinen Pumpen, z.B. Gartenpumpen, eingesetzt. Häufiger verwendete Typen von selbstansaugenden Pumpen sind Seitenkanal- und Wasserringpumpen. Eine andere Art von selbstansaugenden Pumpen ist eine Kreiselpumpe mit zwei Gehäusekammern und einem offenen Laufrad. Diese Bauart wird nicht nur wegen ihrer Selbstansaugung, sondern auch wegen ihrer Entgasungswirkung beim kurzzeitigen Fördern von Zweiphasengemischen (Luft/Gas und Flüssigkeit) in der Verfahrenstechnik oder beim Fördern von verunreinigten Flüssigkeiten, z.B. beim Entleeren von Wasser aus Baugruben, eingesetzt.

Dieser Pumpentyp arbeitet ohne Fußventil und ohne saugseitige Evakuierungseinrichtung. Die Pumpe muss vor der Inbetriebnahme mit dem zu fördernden Medium angesaugt werden. Das Zweiphasengemisch wird so lange gefördert, bis die Saugleitung evakuiert ist und der Flüssigkeitsspiegel durch atmosphärischen Druck in den vorderen Saugraum gedrückt wird. Während des normalen Pumpbetriebs arbeitet diese Pumpe wie eine normale Kreiselpumpe.