pumpe

Stempelpumpe og stempelpumpe

Skovl & stempelpumpe

Stempelpumpesæt fra et tidligere vandværk

Pumpe fra en tidligere vandstation

Kredsløbssymbol : pumpe

Håndtagspumpe til pumpning af grundvand

Historisk vandpumpe i Kaster

Olierørledning : en af fire trykpumper i en pumpestation

Hestehovedspumpe til olieproduktion nær Landau

Doseringspumpe til brændstof

Pumper transporterer væsker (inkomprimerbare væsker ), som også omfatter væske-faste blandinger ( suspensioner ), pastaer og væsker med et lavt gasindhold. Som flydende energimaskiner konverterer pumpen som en arbejdsmaskine , et drev, der arbejder i væskens kinetiske energi (tryk gange volumen).

I teknisk terminologi betegnes pumper udelukkende som maskiner til transport af inkomprimerbare væsker: Det almindelige udtryk "luftpumpe" er ikke korrekt i dette sprog: I tilfælde af komprimerbare gasser taler man enten om en blæser, hvis volumen transporteres uden betydeligt tryk (f.eks. til oppustning af en luftmadras) eller ved en kompressor , hvis gas komprimeres under tryk: Så " cykelluftpumper " er teknisk set ikke pumper, men stempelkompressorer .

Afgrænsning

Væskestrømsmaskiner til komprimerbare medier såsom gasser eller dampe er kompressorer eller ventilatorer :

Når komprimerbare medier pumpes uden at føre til en betydelig stigning i trykket og er hovedformålet i overensstemmelse med en stigning i den dynamiske energi, er det det korrekte navn blæser (i daglig tale blæser).
Hvis gasser og dampe samt gas-væskeblandinger transporteres, og hvis deres trykstigning gennem kompression er et vigtigt mål, kaldes enheden for en kompressor .
Maskiner, der bruges til at generere et vakuum i en beholder kaldes vakuumpumper , men deres funktion er også en kompressor.

Enheder, der giver en væske en stigning i energi ved at anvende mekanisk arbejde, men hvor mediet kan strømme ind og ud uden yderligere vejledning, er teknisk set ikke pumper. Som indeholder:

Klassificering af pumper

Ifølge deres funktionelle princip er pumper opdelt i to hovedgrupper: I det følgende betegnes for enkelthedens skyld begge grupper som pumper.

Flowpumper

I væskestrømsmaskiner frembringes energioverførslen udelukkende ved væskemekaniske processer. Mediet flyder frit gennem maskinen uden klapper og ventiler. Ved stilstand kunne mediet flyde baglæns gennem pumpen. Afhængigt af applikationen skal der derfor anvendes glider , ventiler eller kontraflap. Flowpumper er ikke selvansugende, så sugeledningerne skal altid fyldes med væske, eller der skal være en tilstrækkelig stor mængde væske foran det faktiske løbehjulindløb. Den maksimale sugehøjde er også her begrænset af det lokale lufttryk og den strømningsmodstand, der opstår. Flowpumper må ikke kvæles under drift på sugesiden, da der er risiko for, at knivene ødelægges af kavitation .

Flowpumper er også kendt som centrifugalpumper . De kan opdeles i følgende typer:

Positive forskydningspumper

I tilfælde af positive forskydningspumper transporteres mediet gennem selvstændige volumener; tilbagestrømning forhindres af ventiler eller klapper, andre medier eller deres form af tyngdekraften . Bortset fra designrelaterede lækager kan mediet ikke strømme gennem pumpen i den modsatte retning, selv når pumpen står stille. Positive forskydningspumper er normalt selvprimende, hvilket betyder, at pumper designet til væsker også kan transportere gasser i en overvejende begrænset periode og dermed opbygge et vakuum, der er tilstrækkeligt til sugning.

Den maksimale sugehøjde ( geodetisk sugehøjde ) er begrænset af det vakuum, der kan opnås, det lokale lufttryk , densitet af mediet og den strømningsmodstand, der skal overvindes. Forskydningsmaskiner må ikke lukkes på tryksiden, medmindre der er truffet passende foranstaltninger ved hjælp af glidekoblinger , trykaflastnings- og bypassventiler og lignende for at forhindre beskadigelse af pumpen, drevet eller ledningerne op til afspærringspunktet.

Der skelnes også mellem pumper med fast fortrængning og pumper med variabel deplacement. Faste forskydningspumper forskyder altid det samme volumen ved hver omdrejning. I tilfælde af pumper med variabel forskydning kan forskydningsvolumen derimod justeres. Desuden kan pumperne opdeles i roterende og oscillerende forskydningspumper i henhold til deres leveringsprincip. ^[1]

Disse omfatter:

Bælge ( bælge pumper eller bælge pumper)
Membranpumper
Rul kompressor
Roterende stempelpumper
Excentriske skruepumper
Screw transportører ( Arkimedesskruen )
Hydraulisk ram
Pumpehjulspumpe
Kædepumper
Stempelpumper
- Aksiale stempelpumper (f.eks. Versionen "swash plate" eller "inclined axis")
- Reciprokerende pumper (fx tykke materiale pumper , brændstof doseringspumper , indsprøjtningspumper )
- pneumohydraulisk trykforstærker (også kaldet tryk multiplikator)
- Radiale stempelpumper
Roterende stempelpumper
Peristaltiske pumper (også kaldet peristaltiske pumper)
Pumpestationer , i det enkleste tilfælde en spand i brønden.
Skruepumper (også kaldet skruepumper , spiralstempelpumper eller skruekompressorer )
Rystende pumper
Sinus pumper
Tandremspumper

og mange specielle konstruktioner, såvel som hos dyr, såsom mennesker, hjertet .

Andre konstruktioner

Jetpumper indtager en særlig position. Med dem accelereres mediet, der skal transporteres, med en gasstråle, damp eller væske. Selvom de anvender flow-dynamiske processer, regnes de stadig mest som positive forskydningspumper.

Disse er for eksempel:

Vandstrålepumpe (bruger vand til at transportere luft eller vand)
Dampstrålepumpe (bruger gas til at transportere luft eller vand)

Yderligere finansieringsprincipper er:

Mammothpumpe eller boblepumpe (levering ved stigende gasboble som et stempel)
Ram (hydraulisk ram) (bruger vand til at pumpe vand)
Horsehead pumpe (dyb pumpe)

Derudover er der andre, nogle gange eksotiske konstruktioner, der anvender transportmediets elektromagnetiske eller andre fysiske egenskaber til energioverførsel.

Eksempler på dette:

Ansøgninger

Sugepumpe
Kloakpumpe
Barostat i neurogastroenterologi
Blodpumpe (udover hjertet er der også kunstige versioner )
Boremaskine pumpe (til lave flow)
Doseringspumpe
Indsprøjtningspumpe (benzin, diesel)
Tøndepumpe
Brandpumpe
Gyllepumpe

Olie pumpe
Rørledningspumpe
Syrepumpe
Beskidt vandpumpe
Sprøjtepumpe
Vandingspumpe
Tandem pumpe
Nedsænkelig pumpe
Cirkulationspumpe (cirkulationspumper generelt: pumper i kredsløb)
vandpumpe

NPSH -værdi

NPSH (fastholdelseshøjde) er et udtryk fra USA ( Net Positive Suction Head ) og betyder - løst oversat - om minimum indtagshøjde over mætningstryk . I henhold til DIN EN ISO 17769 holder det tilsvarende tyske udtryk trykhøjde . NPSH er angivet i meter (m).

Holdtrykshøjde og NPSH -værdi er ikke ækvivalente på grund af forskellige referencepunkter.

Med NPSH, for eksempel, trykforskellen mellem damptrykket og trykket ved pumpens sugeåbningsindgang og ved holdetryksniveauet sammenlignes damptrykket med trykket ved pumpehjulets indløb.

Det er _(erf NPSH _R [påkrævet] eller _NPSH.) Mellem pumpens netto positive sugehoved og _(tidligere NPSH _A [tilgængelig] eller _NPSH.) Holde trykniveau i systemet diskrimineret.

Påkrævet NPSH (pumpehoved)

Pumpens netto positive sugehoved eller den påkrævede _NPSH. Tilsvarer det samlede trykfald fra pumpens sugedyse (forsyningsgrænse) til pumpehjulets indløb (trykforøgelse i skovlzonen) og angiver pumpens sugeevne .

Eksempel: NPSH _-behov = 2 m betyder, at tryktabet fra pumpeindtaget til pumpehjulets indløb (inklusive accelerationstab) på et trykhoved $p/(\rho \cdot g)$ ${\ displaystyle p / (\ rho \ cdot g)}$ ${\ displaystyle p / (\ rho \ cdot g)}$ 2 m vandsøjle.

Hvis trykket falder til under pumpens fastholdelsestrykniveau (NPSH _-krav ) Under drift er fordampningstrykket af den pumpede væske understrøget lokalt og dermed kavitation (dampdannelse med efterfølgende pludselig kondens i pumpens trykforøgelseszone). Kavitation kan forårsage et fald i leveringshastigheden og effektiviteten, ujævn kørsel og beskadigelse af pumpens indre dele gennem fjernelse af materiale (såkaldt slid).

Pumpens fastholdelsestrykniveau afhænger af temperaturen via den pumpede væskes mættet damptryk. Den ændres dog for hver pumpe med strømningshastighed og hastighed. NPSH _påkrævet er normalt givet af pumpeproducenten enten som en numerisk værdi for et specifikt driftspunkt for pumpen eller vist i forbindelse med en ydelseskarakteristik i form af en kurve.

Eksisterende NPSH (systemets trykhoved)

Den eksisterende NPSH -værdi inkluderer alle de individuelle data i pumpesystemet, der påvirker trykket ved pumpens sugeåbning, såsom densitet, temperatur og damptryk i det pumpede medium, tryktab i sugeledningen, tryk i sugebeholderen og geodetisk sugning eller indløbshøjde for en bestemt strømningshastighed i en enkelt numerisk værdi tilsammen.

Eksempel: NPSH _eksisterende = 4 m angiver, at den væske, der skal pumpes ved pumpens sugeåbning, stadig er en positiv 4 m vandsøjle fra fordampningstrykket $p_{D}$ ${\ displaystyle p_ {D}}$ $p_ {D}$ væk.

Følgende gælder for trykket ved indsugningsporten (kun sugesiden tages i betragtning):

${\frac {p_{\mathrm {Stutzen} }}{\rho \cdot g}}={\frac {p_{\mathrm {D} }}{\rho \cdot g}}+\mathrm {NPSH} _{\mathrm {vorh.} }\,$ ${\ displaystyle {\ frac {p _ {\ mathrm {Stutzen}}} {\ rho \ cdot g}} = {\ frac {p _ {\ mathrm {D}}} {\ rho \ cdot g}} + \ mathrm {NPSH} _ {\ mathrm {eksisterende}} \,}$ $\ frac {p _ {\ mathrm {Stutzen}}} {\ rho \ cdot g} = \ frac {p _ {\ mathrm {D}}} {\ rho \ cdot g} + \ mathrm {NPSH} _ {\ mathrm {eksisterende}} \,$

Der er dampdannelse og dermed kavitation, når damptrykket $p_{D}$ ${\ displaystyle p_ {D}}$ $p_ {D}$ svarer til trykket p ved sugedysen, dvs. hvis NPSH er til _stede. $\to$ ${\ displaystyle \ to}$ $\ til$ 0 går.

Da pumpens holdetryksniveau (NPSH _-krav ) ikke må underskrides, skal værdien for NPSH til _stede være mindst den samme eller bedre lidt højere end pumpens.

$\mathrm {NPSH} _{\mathrm {vorh.} }\geq \mathrm {NPSH} _{\mathrm {erf} }$ ${\ displaystyle \ mathrm {NPSH} _ {\ mathrm {eksisterende}} \ geq \ mathrm {NPSH} _ {\ mathrm {erf}}}$ $\ mathrm {NPSH} _ {\ mathrm {eksisterende}} \ geq \ mathrm {NPSH} _ {\ mathrm {erf}}$

Om nødvendigt skal sugetanken placeres højere eller pumpen lavere, sugeledningens nominelle størrelse eller trykket i sugetanken øges.

litteratur

Hellmuth Schulz: Pumperne: arbejdsmetode, beregning, konstruktion. 13., omarbejde. Ed., Springer, Berlin 1977, ISBN 3-540-08098-8 .
G. Vetter (Red.): Pumper. 2. udgave, Vulkan-Verlag, Essen 1992, ISBN 3-8027-2696-0 .