Pumpen: Arten, Einsatz

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Pumpen sind Maschinen, die einen Druckunterschied innerhalb von Flüssigkeiten erzeugen und mithilfe dieser Eigenschaft Flüssigkeiten durch Schläuche befördern können. Unterschieden wird dabei zwischen den beiden Hauptgruppen Verdrängerpumpen und Strömungspumpen.



Pumpen fördern Flüssigkeiten aller Art, dazu zählen Flüssigkeits-Feststoff-Gemische (Suspensionen), Pasten und Flüssigkeiten mit geringem Gasanteil. Als Fluidenergiemaschinen tauschen Pumpen als Arbeitsmaschinen die mechanische Arbeit mit einer Flüssigkeit aus.


In der Fachsprache gehören zu den Pumpen nur Maschinen die imkompressible Fluide fördern oder transportieren. Das heißt Fluide, deren Dichte Druckunabhängig ist. Luftpumpen oder Fahrradpumpen gehören nach dieser Definition technisch nicht zu den Pumpen. Diese fördern kompressible Fluide, also Fluide, deren Dichte vom Druck abhängt. Bei kompressiblen Fluiden, Dämpfen oder Gasen ist die korrekte Bezeichnung dann entweder

  • Gebläse (Lüfter), wenn Volumen mit kaum Druck gefördert wird (z.B. bei, Aufblasen eines Luftballons) oder
  • Verdichter, wenn Gase unter Druck komprimiert werden.

Maschinen, deren zweck es ist, in einem Gefäß ein Vakuum zu erzeugen, nennt man zwar Vakuumpumpen, technisch korrekt von ihrer Funktion her gehören Sie aber ebenfalls zu den Verdichtern.

Auch nicht zu den Pumpen gehören Geräte, die Fluiden eine Energieerhöhung anhand von mechanischer Arbeit zuführen, bei denen das entsprechende Medium jedoch selbstständig zu- und abströmt. Dazu gehören bspw.:

  • Ventilatoren
  • Propeller (Luftfahrt und Schifffahrt)
  • Rührwerke

Einteilung der Pumpenarten nach Funktionsprinzip

Strömungspumpen/Kreiselpumpen

Funktionsprinzip: bei Strömungspumpen/Kreiselpumpen durchläuft die Flüssigkeit die Maschine ohne Klappen und Ventile. Im Stillstand könnte die Flüssigkeit im Gegenteil zur Verdrängerpumpe rückwärts zurückfließen. Deswegen müssen je nach Zweck gegebenenfalls Ventile oder Kappen eingesetzt werden. Dadurch, dass die Strömungspumpen nicht selbst-ansaugend sind, muss die Saugleitung ununterbrochen mit Flüssigkeit gefüllt sein.

Unterkategorie Anwendungsbereich
Axialpumpen Bei schonender Förderung
Diagonalpumpen Zwischenform aus Radialpumpe und Axialpumpe. Auch als Schiffsantrieb bspw. für Tragflügelboote verwendet
Radialpumpen
Seitenkanalpumpen Nischenprodukt zwischen Verdrängerpumpe und Kreiselpumpe.
Peripheralradpumpen

Verdrängerpumpen

Funktionsprinzip: bei Verdrängerpumpen erfolgt eine Energieübertragung, die dafür sorgt, dass der Verdränger einen mit Flüssigkeit gefüllten Arbeitsraum verkleinert. Dadurch übt der Verdränger einen Druck auf die Flüssigkeit aus und befördert sie in die Leitung. Beim Vergrößern des Arbeitsraumes wird er wieder mit Flüssigkeit aus der Leitung gefüllt.

Unterkategorie Anwendungsbereich
Balgpumpen/ Balgenpumpen Vorstufe der Membranpumpe. Erzeugung eines Luftstoßes oder Luftstroms
Membranpumpen Förderung von Flüssigkeiten bzw. Gasen. Besonders unempfindlich gegen Dauerbeanspruchung

und Verunreinigungen im Fördergut

Scrollverdichter
  • als Kompressor für Klimaanlagen
  • Wärmepumpe und
  • Vakuumpumpe
Rotationskolbenpumpen
  • Drehkolbenpumpen
  • Drehschieberpumpen
  • Kreiskolbenpumpen
  • Zahnradpumpen
Rotationskolbenpumpen ist ein Sammelbegriff für verschiedene Anwendungen
Exzenterschneckenpumpen fördert dickflüssige, hochviskose und abrasive Medien. Bspw. Schlamm, Gülle, Erdöl und Fett
Förderschnecken

(Archimedische Schraube)

Hydraulischer Widder Wasserversorgung
Impellerpumpen Als Pumpe und als Schiffsantrieb
Kettenpumpen mechanisches Förderwerk für Flüssigkeiten
Kolbenpumpen Förderung von Flüssigkeiten oder Gasen und in der Landwirtschaft in der Jauchetechik
Ringkolbenpumpen
Schlauchpumpen
Schöpfwerke Bewässerung oder Entwässerung Im einfachsten Fall durch einen Eimer
Zahnradpumpen Förderung von Flüssigkeiten sowie zum kraftübertragenden Antrieb von Hydraulikmotoren
Schüttelpumpen Umfüllen von Flüssigkeiten
Sinuspumpen Förderung von Lebensmitteln. Besonders schonende, pulsationsarme Förderung von Flüssigkeiten

mit großen, stückigen Anteilen

Zahnriemenpumpen verwendet Wasser zur Förderung von Luft oder Wasser

Strahlpumpen

Funktionsprinzip: Strahlpumpen nehmen eine Sonderstellung ein, da Sie strömungsdynamische Vorgänge zur Förderung nutzen. Strahlpumpen fördern durch einen Gas-, Dampf- oder Flüssigkeitsstrahl. Meistens werden Sie bei der Wahl zwischen den beiden Hauptgruppen Strömungspumpen und Verdrängerpumpen den Verdrängerpumpen zugeteilt.

Unterkategorie Anwendungsbereich
Wasserstrahlpumpen Häufig verwendet um ein Vakuum zu erzeugen oder um Flüssigkeiten oder Gase abzusaugen
Dampfstrahlpumpen Eingesetzt als Speisepumpe für Dampferzeuger von Dampfkraftwerken und Dampflokomotiven

Weitere Konstruktionen

Weitere Förderprinzipien und außergewöhnliche Konstruktionen. Einige dieser Pumpenarten verwenden elektromagnetische oder andere physikalische Attribute des Fördermediums zur Energieübertragung.

Unterkategorie Anwendungsbereich
Mammutpumpe/Blasenpumpe Förderung durch aufsteigende Gasblase als Kolben. Bevorzugt verwendet zur Hebung feststoffbeladenen Flüssigkeiten
Stoßheber (Hydraulischer Widder) verwendet Wasser zur Förderung von Wasser
Pferdekopfpumpe (Tiefpumpe) Fördereinrichtung zur Gewinnung von unterirdisch lagernden Flüssigkeiten.

Bspw. zur Förderung von Erdöl, Sole oder Heilwasser

Ionengetterpumpe
Titan-Sublimationspumpe
Turbomolekularpumpe
Elektrochemische Gaspumpe

Pumpenarten nach Anwendungsbereich

Pumpen von A ... G
Absaugpumpe, Abwasserpumpe, Barostat in der Neurogastroenterologie, Blutpumpe (neben dem Herzen gibt es auch künstliche Ausführungen), Bohrmaschinenpumpe (für geringe Fördermengen), Dosierpumpe, Einspritzpumpe (Benzin, Diesel), Fasspumpe, Feuerlöschpumpe, Güllepumpe
Pumpen von H ... N
Handpumpe, Hubkolbenpumpe, Hydraulikpumpe, Kesselspeisewasserpumpe, Kraftstoffpumpe, Kolbenpumpe, Kühlwasserpumpe, Lenzpumpe, Luftpumpe, Mikropumpe
Pumpen von O ... Z
Ölpumpe, Pipelinepumpe, Säurepumpe, Spritzenpumpe, Spülpumpe, Tandempumpe, Tauchpumpe (Schmutzwasserpumpe), Umwälzpumpe (Umwälzpumpen allg.: Pumpen in Kreisläufen), Wasserpumpe


ATEX-Pumpen

Auch Geräte mechanischer Art fallen unter die Explosionsschutz-Bestimmungen (ATEX). Dabei sind Pumpen als Kombination aus einem elektrischen Gerät, dem Antriebsmotor und einem nichtelektrischen Gerät zu behandeln.

Membranpumpen kommen zum Einsatz, wenn Gase und Dämpfe zu fördern oder zu verdichten oder Behältnisse zu evakuieren sind. Bohrloch- oder Tauchpumpen pumpen Wasser, Sicker-, Schmutzwasser und kohlenwasserstoffhaltige Flüssigkeiten wie Kraftstoffe und Mineralöle.

NPSH

NPSH ist die engl. Abkürzung für "Net Positive Suction Head", und bedeutet auf deutsch nach DIN EN ISO 17769 Haltedruckhöhe, bzw. frei übersetzt: Mindestzulaufhöhe über Sättigungsdruck. NPSH ist eine wichtige Größe zur Beurteilung des Saugverhaltens einer Pumpe. Die Größe wird in Meter (M) angegeben. Der NPSH-Wert gibt eine Einschätzung über die Sicherheit gegenüber Auswirkungen der Kavitation während des Betriebes. Kavitation (übersetzt „aushöhlen“) beschreit die Entstehung und Auflösung von Dampfblasen in Flüssigkeiten.

NPSH und die deutsche Übersetzung Haltedruckhöhe sind physikalisch nicht komplett gleichzusetzen, da zur jeweiligen Berechnung unterschiedliche Bezugseben definiert sind. Die beiden Größen können sich daher im Zahlenwert unterscheiden. Im der Praxis wird nur der NPSH-Wert berücksichtigt.


Während der Strömung durch das Laufrad einer Kreiselpumpe kommt es vor allem am Schaufelkanaleintritt zu einer Reduzierung des statischen Drucks im Vergleich zu dem Wert vor dem Laufrad. Das Ausmaß der Druckabsenkung ist abhängig von verschiedenen Faktoren wie bspw. der Drehzahl, Dichte, Geometrie des Laufradeintrittes und Viskosität des Mediums sowie der Zuströmung. Um Kravitation zu reduzieren oder ganz zu vermeiden muss ein bestimmter Unterschied zwischen dem Druck vor dem Laufrad und dem Druck der Förderflüssigkeit bestehen.

Überprüfung von Pumpen

Pumpen und insbesondere Pumpenmotoren müssen regelmäßig auf ihre Funktionstüchtigkeit überprüft werden. Dies geschieht mithilfe von sog. Funktionstestern.

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