Kreiselpumpen

Kreiselpumpen gibt es in verschiedenen Ausführungen von Pumpenkammern und Laufrädern, die sich für eine Vielzahl von Anwendungen eignen, vom Entladen und Umfüllen von Flüssigkeiten bis hin zu hygienischen Prozessen. Diese Pumpen sind relativ kostengünstig in Anschaffung und Betrieb und beständig gegen abrasive und korrosive Flüssigkeiten.

Wie funktionieren Kreiselpumpen?

Eine Kreiselpumpe wandelt die eingebrachte Energie in kinetische Energie um, indem sie ein rotierendes Laufrad in der Pumpenkammer verwendet. Die Flüssigkeit wird durch die Zentrifugalkraft angesaugt und tritt in den Einlassbereich ein. Mit zunehmender Drehzahl wird ein höherer Druck generiert und das Fördermedium wird aus der Kammer ausgestoßen. Der Wirkungsgrad der Pumpe ergibt sich aus dem Zusammenspiel zwischen der Pumpenkammer und dem Laufrad.

Die Hauptbestandteile von Kreiselpumpen

Die Hauptkomponenten einer Kreiselpumpe sind die Pumpenkammer und das Laufrad, die einen axialen, halbaxialen oder radialen Durchfluss ermöglichen; es sind auch Ausführungen mit Seitenkanälen erhältlich.

Pumpenkammer

Die Konstruktion der Pumpenkammer bestimmt die Richtung des Flüssigkeitsstroms durch die Pumpe.

Pumpenkammern werden in Spiralgehäuse, Diffusorgehäuse und Wirbelgehäuse unterteilt.

• Spiralgehäuse: Das Laufrad ist versetzt im Gehäuse angeordnet.
• Diffusorgehäuse: Die Flüssigkeit wird vom Laufrad durch eine Reihe von gekrümmten Schaufeln an der Innenseite der Kammerwand gefördert.
• Wirbelgehäuse: Die Pumpe erzeugt keine Zentrifugalkraft, da das Laufrad in der Kammer und damit außerhalb des Strömungsbereichs des Spiralgehäuses versenkt ist.

Die Konstruktion des Laufrads bestimmt, welche Flüssigkeiten durch die Pumpenkammer bewegt werden können. Die Kombination dieser beiden Elemente bietet eine hocheffektive Pumplösung für eine Vielzahl von Anwendungen.

Laufrad-Typ

Es gibt drei Typen von Laufrädern: vollständig offene, halboffene und geschlossene.

• Vollständig offene Laufräder bestehen im Wesentlichen aus einem Satz Schaufeln, die auf der Pumpenwelle montiert sind. Diese einfache Konstruktion ermöglicht es, dass Feststoffe die Pumpe passieren können, ohne das Laufrad zu verstopfen.
• Halboffene Laufräder sind mit einer Rückenplatte ausgestattet, die dem Laufrad zusätzliche Festigkeit verleiht. Die in die Pumpe eintretende Flüssigkeit wird zwischen dem Gehäuse und den Schaufeln gefördert.
• Geschlossene Laufräder verwenden Schaufeln, die sich innerhalb von zwei Scheiben oder Abdeckungen befinden. Diese Laufräder werden in Radialpumpen mit einem oder zwei Einlässen verwendet.

Weniger verbreitet sind die Wirbel-, Schrauben- und Zerhackerlaufräder. Dabei handelt es sich um Varianten auf der Basis von offenen und halboffenen Laufrädern, die für speziellere Anwendungen mit aggressiven Schlämmen und Feststoffen entwickelt wurden.

Vorteile von Kreiselpumpen

Kreiselpumpen sind effiziente und zuverlässige Pumpen und können sowohl hohe als auch niedrige Fördermengen bei hohem und niedrigem Druck liefern. Einige der wichtigsten Vorteile von Kreiselpumpen sind:

• Relativ kostengünstige Pumpe in Anschaffung und Betrieb.
• Durch ihre einfache Konstruktion sind sie leicht zu warten, was zu einer langen Lebensdauer und niedrigen Lebenszykluskosten führt.
• Effizientes Fördern von Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität.
• Widerstandsfähig gegen abrasive und korrosive Flüssigkeiten.
• Gleichmäßiger Flüssigkeitsstrom.

Die Nachteile von Kreiselpumpen sind, dass nicht alle Ausführungen selbstansaugend sind, und dass sie aufgrund der hohen Scherkräfte für hochviskose Flüssigkeiten oder empfindliche Produkte nicht sehr geeignet sind. Oberhalb von 300 mPas nimmt der Wirkungsgrad schnell ab. Auch wenn die Pumpe bei dieser Viskosität betrieben werden kann, ist sie nicht nachhaltig.

Ihr Vorteil gegenüber anderen Pumpentypen besteht darin, dass sie ein breites Spektrum von Anwendungen in vielen Branchen abdecken können.

Welche Unterschiede gibt es bei Kreiselpumpen?

Es gibt verschiedene Arten von Kreiselpumpen, die sich in unterschiedlichen Aspekten unterscheiden können. Hier sind einige der häufigsten Unterschiede:

Einstufige, zweistufige und mehrstufige Kreiselpumpen für höhere Drücke

• Einstufig: Die einstufige Pumpe enthält nur ein Laufrad. Diese Pumpe ist sowohl für den Einsatz in vertikalen als auch in horizontalen Konfigurationen konzipiert.
• Zweistufig: Die zweistufige Pumpe hat zwei Laufräder, die auf einer gemeinsamen Welle ‘‘back to back‘‘ in einem einzigen Spiralgehäuse hintereinander montiert sind.
• Mehrstufig: Mehrstufige Pumpen enthalten mehrere in Serie geschaltete Laufräder, um in jeder Stufe einen hohen Flüssigkeitsdruck zu erzeugen.

Kreiselpumpen mit radialen, axialen und gemischten Strömungsformen

• Radiale Strömung: Die Flüssigkeit wird in radialer Richtung durch das Laufrad gepumpt, von der Mitte bis zu den Spitzen der nicht geneigten Schaufeln. Dadurch wird das Fördermedium im rechten Winkel zur Welle ausgestoßen.
• Axiale Strömung: Die Pumpe hat einen Einlassdurchmesser, der größer ist als der Laufraddurchmesser, so dass die gepumpte Flüssigkeit in Längsrichtung der Welle gedrückt wird.
• Gemischte Strömung: Der Flüssigkeitsstrom kann als eine Mischung aus axialer und radialer Strömung beschrieben werden. Einfach ausgedrückt, kombiniert die Mischströmung die Eigenschaften von Radial- und Axialpumpen.

Kreiselpumpen mit Magnetantrieb

Die Ausnahme von der allgemeinen Kreiselpumpenbauweise ist die Pumpe mit Magnetantrieb. Bei dieser Konstruktion befindet sich die rotierende Welle vollständig innerhalb der Pumpenkammer und wird durch rotierende Magnete im Pumpengehäuse angetrieben, die von einem externen Motor angetrieben werden. Dadurch wird sichergestellt, dass die Pumpenkammer vollständig abgedichtet ist und keine Leckagen in die Atmosphäre gelangen können, da es keine Wellendichtungen gibt.

Anwendungen von Kreiselpumpen

Kreiselpumpen können vom Entladen und Entleeren von Behältern bis zum Umfüllen und Umwälzen von Flüssigkeiten eingesetzt werden. Da die Pumpe beim Fördern von Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität effizienter ist, wird sie hauptsächlich zum Fördern von Flüssigkeiten wie Wasser, Leichtölen, Glykol, Kraftstoffen, Chemikalien und bestimmten Arten von Schlämmen eingesetzt. Sie eignen sich besonders für die Förderung von Wasser, Farben und Oberflächenbeschichtungen, Lebensmitteln, Getränken, Arzneimitteln und abrasiven Flüssigkeiten.

Hygienische Anwendungen

Hygienische Kreiselpumpen aus Edelstahl sind für die sichere und effiziente Förderung von Flüssigkeiten in der Lebensmittel- und Getränkeproduktion wie Milch, Fruchtsaft, Softdrinks und Bier konzipiert. Auch Zusatzstoffe wie Aroma, Glukose und Öle werden mit Kreiselpumpen gefördert.

Hygienische Kreiselpumpen mit 3-A-, FDA- und EU1935/2004-Zertifizierung haben besondere Konstruktionsmerkmale:

• Hygienische Kreiselpumpen arbeiten mit speziellen Wellendichtungen.
• Die Laufräder haben eine Geometrie mit hohem Wirkungsgrad.
• Die Gehäuse der Kreiselpumpen für Hygieneprozesse sind totraumfrei gestaltet, so dass die Pumpen leicht zu reinigen sind.
• Clean-In-Place (CIP) und Steam-In-Place (SIP) Prozesse reinigen und desinfizieren die Pumpe ohne Demontage.

Darüber hinaus setzen Hersteller in der Lebensmittel-, Pharma-, Kosmetik- und Chemieindustrie hygienische Kreiselpumpen zur Förderung von Extrakten, Emulsionen und Reinstwasser ein.

Industrielle Anwendungen

Industriepumpen gibt es in verschiedenen Größen und Typen, daher ist es wichtig, die richtige Technologie und das richtige Design für die Anwendung zu wählen. Beispielsweise eignen sich Monoblock-Kreiselpumpen aus Grauguss mit Edelstahlwellen für die Wasserversorgung und Förderung von Prozesswasser, während z. B. offene Laufräder und Edelstahlwerkstoffe für Pumpengehäuse und Laufrad eine höhere chemische Beständigkeit bieten. Mehrstufige Kreiselpumpen können verwendet werden, um den Wassersystemdruck zu erhöhen. Es ist auf eine angemessene Nennleistung zu achten, da zu große Pumpen durch den Energiebedarf des Motors teuer werden können.

Gewerbliche Anwendungen

Kreiselpumpen werden in einer Vielzahl von gewerblichen und privaten Anwendungen eingesetzt, darunter:

• Selbstansaugende Kreiselpumpen für Bewässerung und Gartenbau.
• Mehrstufige Brunnenpumpen zur Wassergewinnung.
• Tauchpumpen mit Schwimmerschalter zum Entleeren von Regenwassertanks.
• Tauchpumpen mit integriertem Schredder zum Auspumpen von Gruben mit Schmutzwasser.

Was ist bei der Auswahl der richtigen Kreiselpumpe zu beachten?

Bei der Auswahl der richtigen Pumpe sollte die Anwendung den am besten geeigneten Pumpentyp bestimmen. Parameter wie Fördermenge und Druck, Temperatur, Fließeigenschaften, Dampfdruck, Feststoffgehalt, Korrosivität, Toxizität und Hygiene bestimmen die am besten geeignete Pumpe.

Es ist auch wichtig, das richtige Laufrad und die richtige Laufradgröße für die Anwendung zu wählen. Alle Laufräder haben ihre eigenen Vor- und Nachteile, haben unterschiedliche Wirkungsgrade und eignen sich für verschiedene Anwendungen und Flüssigkeiten. Völlig offene Laufräder sind so konzipiert, dass sie den Verschleiß und mögliche Verstopfungen reduzieren, während halboffene Laufräder leicht zu reinigen sind und schwierige Flüssigkeiten mit faserigen Materialien, Körnern und Schlämmen verarbeiten können. Geschlossene Laufräder hingegen eignen sich für gasbeladene Produkte, saubere oder dünne Flüssigkeiten, die keine Feststoffe enthalten, und/oder aggressive Flüssigkeiten.

AxFlow - Ihr Ansprechpartner für Kreiselpumpen

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