Membranpumpen

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Was ist eine Membranpumpe?

Als Membranpumpen werden Pumpen bezeichnet, die Flüssigkeiten und Gase befördern und extrem unempfindlich gegenüber Dauerbeanspruchung und verunreinigtes Fördergut sind. Der Antrieb ist dank der Trennmembran vor schädlichen Einflüssen, beispielsweise vor Schlamm oder chemisch versetzten Flüssigkeiten, geschützt.


Funktion und Aufbau

Wie funktioniert eine Membranpumpe? Eine Membranpumpe kann mit der Funktionsweise des Herzens verglichen werden: Die Arbeit, die jedoch im Herzen die kontrahierenden Muskeln übernehmen, geht in der Membranpumpe von der Membran aus. Die Auslenkung und Position der Membran beeinflusst den Saug- und Pumpprozess. Wenn die Membran nach oben gezogen wird, vergrößert sich der Hohlraum und das Medium wird in den Raum gesogen. Sobald die Membran nach unten auf das Medium im Hohlraum drückt, wird es in den Ausflusskanal gepumpt. Die Auslenkung der Membran kann hydraulisch, pneumatisch, mechanisch oder elektromagnetisch hervorgerufen werden. Die Fördermenge hängt dabei von der Saughöhe und der Größe des Pumpengehäuses ab.

Einsatz- und Anwendungsgebiete

Die Membranpumpe kommt immer dann zum Einsatz, wenn eine leckfreie Pumpenausführung gewährleistet werden muss und somit eine unempfindliche Pumpe unabdingbar ist. Schlämme sind ein Beispiel für angreifende Medien. Auch in der Chemie- und Verfahrenstechnik haben sich Membranpumpen durchgesetzt. Die maximal erträgliche Partikelgröße hängt maßgeblich von der Ventilweite ab.

In der Chemie- und Verfahrenstechnik werden Membranpumpen oftmals auch als Vakuumpumpen benutzt. Sie sind das gefragt, wenn das Vakuum öfrei sein soll. Mit der Membranpumpe lässt sich Groß- und Feinvakuum erzeugen.

Arten von Membranpumpen

Wie schon erwähnt, hebt und senkt sich die Trennmembran durch verschiedene Einflüsse. Im Folgenden eine Beschreibung von mechanischen, hydraulischen, pneumatischen und elektromagnetischen Pumpen.

Mechanische Membranpumpen

Mechanische Membranpumpen sind sehr effektiv und glänzen durch den geringen Energieverlust und damit verbundene niedrige Energiekosten, vor allem im Vergleich mit Druckluftmembranpumpen. Früher wurden sie als Benzin- und Kraftstoffpumpe benutzt.

Hand-Membranpumpen

Ein eingänglichen Beispiel für diese Art von Pumpen ist der herkömmliche Blasebalg. Das Prinzip ist unkompliziert: Sie werden meist über einen Pumpenhebel, den man mit der Hand hoch- und runterdrückt, angetrieben. Auch zum Umpumpen von geringeren Flüssigkeiten sind Hand-Membranpumpen sehr nützlich.

Mechanisches Getriebe

Pumpen dieser Art werden von einem Elektromotor (Drehzahl verschieden) angetrieben und zählen zu den ältesten Membranpumpenbauarten. Mithilfe dieser Pumpe kann das Aufrechthalten eines Unterdrucks gewährleistet werden. Häufig werden sie beispielsweise als Membran-Entlüftungspumpe bei der Feuerwehr genutzt, die auf der einen Seite mit dem Entlüftungskanal und auf der anderen Seite mit der Feuerlöschkreiselpumpe verbunden ist. Kürzliche erfuhr die mechanische Membranpumpe einen Innovationsschub durch die neue, zweizylindrische Baureihe und konkurriert seitdem mit den pneumatischen Membranpumpen.

Hydraulische Membranpumpen

Die bekannteste hydraulische Membranpumpe ist die Kolbenmembranpumpe. Bei der Art von Pumpe, bewirkt ein von einem Elektromotor angetriebener Kolben Drück- und Saugimpulse auf die Membran. Durch die Verwendung einer Arbeitsflüssigkeit (z.B. Hydrauliköl), kommt es zu einer großflächigen anstatt einer punktuellen Belastung der Membran. Das führt zu einer langen Membranlebensdauer. Die hydraulische Membranpumpe wird in der Medizin-, Pharma-, Lebensmittel- und Biotechnologie eingesetzt. Der Vorteil bei der hydraulischen Membranpumpe sind die möglichen höheren Drücke (bis zu 300 bar), die oftmals bei Schlämmen benötigt werden.

Pneumatische Membranpumpen

Pneumatische Membranpumpen sind äußerst beliebt, haben jedoch einen relativ hohen Energiebedarf. Ein weiterer Nachteil sind die starken Schwankungen des Luftdrucks, welche auftreten können.

Elektromagnetische Membranpumpen

Im Pumpenkörper befindet sich eine elektromagnetische Spule, die die Membran bewegt. Beim Einschalten des Stroms bewegt das entstehende magnetische Feld einen Kolben nach unten, der mit der Membran verbunden ist. So wird die Flüssigkeit in den Pumpenkörper eingesaugt. Wenn der Strom unterbringen wird, verschwindet das magnetische Feld, der Kolben zieht sich zurück in die Ausgangsposition, die Membran drückt zurück und die Flüssigkeit gelangt in den Ausgang. Elektromagnetische Pumpen (z.B. Schwingankerpumpe) wirken deutlich besser als pneumatische Pumpen.

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