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| Technologie > Lagerung, Transport > Pumpe > Verdrängerprinzip |
download articleCharakteristik und Arbeitsweise einer Verdrängerpumpe
Inhalt
 | Funktionsschema | |
| Kennlinie | |
| Regelung der Pumpendrehzahl | |
| Viskosität des Fördermediums | |
| Spaltverluste |
Verdrängerpumpen sind hydrostatische Arbeitsmaschinen. Es sind zwangsfördernde Pumpen. Diese dürfen nicht gegen ein geschlossenes System betrieben werden.
Alle Kreis- und Drehkolbenpumpen sind nach dem gleichen Konstruktionsprinzip aufgebaut. Zwei auf parallelen Wellen angeordnete Verdrängerkörper werden durch ein außenliegendes Gleichlaufgetriebe angetrieben.
Die beiden Verdrängerkörper wälzen sich gegenläufig mit geringem radialen und axialen Spiel aufeinander ab. Sie berühren weder sich untereinander, noch das sie umschließende Gehäuse. Die Verdränger sind so ausgebildet, daß sie in jeder Stellung den Saug- gegen den Druckraum absperren. Diese Abdichtung erfolgt nur über die Spalte, nicht über zusätzliche Dichtungen oder Absperrorgane.
Die in den Saugraum eintretenden Profillücken werden mit Fördergut gefüllt, in Umfangsrichtung mitgenommen und auf der Druckseite durch Eintauchen der Gegenflügel in die Druckleitung entleert. Hierbei entsteht ein gleichmäßiges Strömen von der Saugseite zur Druckseite hin.
Funktionsschema
| Ansaugen und Füllen der oberen Verdrängerkammer, gleichzeitig Transportieren des unteren Kammervolumens | Transportieren des oberen Kammervolumens sowie gleichzeitig Ansaugen und Füllen der unteren Verdrängerkammer |
Ausschieben des oberen Kammervolumens und gleichzeitig Transportieren des unteren Kammervolumens | Transportieren des oberen Kammervolumens und zeitgleiches Ausschieben des unteren Kammervolumens |
Fig. 1: Funktionsschema.
Kreis- und Drehkolbenpumpen ermöglichen eine schonende Produktförderung. Eine Beschädigung oder Beanspruchung des Fördergutes findet nicht statt.
Kennlinie
(gilt nur für Wasser)
Bei Verdrängerpumpen ist der Förderstrom Q linear von der Pumpendrehzahl n abhängig.
Auf dem Prüfstand werden für unterschiedliche Drehzahlen und Förderhöhen die Förderströme ermittelt. Um einzelne Pumpenkonstruktionen und Pumpentypen miteinander vergleichen zu können, werden diese Versuche stets mit Wasser durchgeführt.
Haben wir nun für unsere Anlage die Fördermenge Q und die Förderhöhe H festgelegt, so erhalten wir aus dem Diagramm eine für diesen Betriebspunkt zutreffende Drehzahl n der Pumpe.
Fig. 2: Kennlinie
Die Verdrängerpumpe wird in den meisten Fällen mit feststehender, unveränderbarer Drehzahl betrieben. Die Fördermenge ist dabei konstant.
Regelung der Pumpendrehzahl
Der Förderstrom kann durch Veränderung der Pumpendrehzahl variabel den Betriebsbedingungen angepaßt werden.
Viskosität des Fördermediums
Die Viskosität des Fördermediums muß bei der Auslegung und Auswahl des Pumpentyps unbedingt berücksichtigt werden.
Bei höheren Viskositäten benötigt das Fördermedium mehr Zeit, um die Verdrängerkammer zu füllen. In diesen Fällen muß die Pumpendrehzahl reduziert werden, da es sonst zu Kavitation kommt. Das bedeutet Rückgang der Förderleistung und führt zu starkem Verschleiß. Wird die Pumpe im Kavitationsbereich betrieben, macht sich das durch starke Geräuschentwicklung bemerkbar.
Spaltverluste
Trotz sehr enger Spalte zwischen Verdränger und Pumpengehäuse kommt es bei der Förderung von Wasser zu Rückströmungen vom Druck- zum Saugstutzen der Pumpe.
Ab einer Viskosität von 200 mPa s bei Kreiskolbenpumpen und 500 mPa s bei Drehkolbenpumpen hört diese Rückströmung auf.
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