Inhaltsverzeichnis
- Was ist eine Pumpe?
- Welche Pumpenbauarten gibt es?
- Wie funktioniert eine Kreiselpumpe?
- Wie bestimmt man die Pumpenkennlinie?
- Was ist Kavitation?
- Was ist eine Propellerpumpe?
- Was ist eine Chemiepumpe?
- Was ist eine Chemienormpumpe?
- Was ist eine Spaltrohrmotorpumpe?
- Was ist eine Magnetkupplungspumpe?
- Wie funktioniert eine Verdrängerpumpe?
- Welche Pumpen-Materialien gibt es?
- Welche Antriebe für Pumpen gibt es?
- Welche Normen gilt es im Zusammenhang mit Pumpen zu beachten?
- Aktuelle Fachartikel zum Thema Pumpen
- Quellen
Was ist eine Pumpe?
Pumpen befördern Medien von einem Ort zu einem anderen. Die Medien können niedrige bis hohe Viskositäten und unterschiedliche pH-Werte aufweisen. Außerdem können Feststoffe und Gase im Medium enthalten sein. Für Pumpen gibt es daher sehr viele unterschiedliche Bauarten und Werkstoffausführungen, die entsprechend auf den jeweiligen Verwendungszweck ausgelegt sind. Neben Wasser werden auch Säuren und Laugen oder feststoffhaltige Medien wie Suspensionen, Schlämme oder Pasten gefördert. Diese Medien dürfen beim Kontakt mit der Pumpe nicht verunreinigt werden und gleichzeitig die Pumpe und ihre Komponenten nicht beschädigen. Manche Pumpen erzeugen sehr hohe Drücke, andere müssen hohen Temperaturen standhalten. Spezielle Pumpen befördern Gase oder entfernen sie, das bedeutet sie erzeugen niedrige Drücke oder sogar Vakuum.
Welche Pumpenbauarten gibt es?
Pumpen werden nach ihrem Funktionsprinzip in zwei wesentliche Hauptgruppen unterteilt:
- Strömungsmaschine bzw. Strömungspumpe
- Verdrängerpumpe
Die Strömungspumpe wird auch als Kreiselpumpe bezeichnet. Je nach Strömungsrichtung gibt es folgenden Bauarten:
- Axialpumpe
- Diagonalpumpe
- Radialpumpe
Die Verdrängerpumpe gibt es in den folgenden Bauarten:
- Membranpumpe
- Drehkolbenpumpe
- Drehschieberpumpe
- Kreiskolbenpumpe
- Exzenterschneckenpumpe
- Förderschnecke (Archimedische Schraube)
- Impellerpumpe
- Kolbenpumpe (Axialkolbenpumpe, Hubkolbenpumpe, Radialkolbenpumpe, Ringkolbenpumpe)
- Schlauchpumpe
- Schöpfwerke
- Schraubenspindelpumpe
- Sinuspumpe
- Zahnriemen-/Zahnradpumpe
Weitere Pumpenbauarten, die sich nicht in dieses Schema eingliedern lassen, sind:
- Vakuumpumpe, die „Pumpe“ genannt wird, obwohl sie genau genommen ein Verdichter ist
- hydraulischer Widder, der mit Stößen arbeitet
- Strahlpumpe, bei der das zu fördernde Medium durch einen Gas-, Dampf- oder Flüssigkeitsstrahl beschleunigt wird. Sie wird manchmal auch zu den Verdrängerpumpen gerechnet. [1]
- Mammutpumpe oder Blasenpumpe (Förderung durch aufsteigende Gasblase als Kolben)
- Pferdekopfpumpe (Tiefpumpe)
- Ionengetterpumpe (siehe auch Sorptionspumpe im Artikel Vakuumpumpe)
- Titan-Sublimationspumpe
- Turbomolekularpumpe
- elektrochemische Gaspumpe
[1]
Wie funktioniert eine Kreiselpumpe?
Bei der Kreiselpumpe durchströmt das Medium frei den Pumpenkörper mit einem sich auf einer Welle drehenden Laufrad. Im Stillstand könnte das Medium die Pumpe auch rückwärts durchströmen. Daher müssen je nach Anwendung Schieber, Ventile oder Rückschlagklappen eingesetzt werden. Das Medium strömt axial zum Laufrad auf der Saugseite in den Saugstutzen der Pumpe ein. Durch Rotation des Laufrads wird eine Zentrifugalkraft erzeugt, die das zu fördernde Medium beschleunigt. Daher nennt man die Kreiselpumpe auch Zentrifugalpumpe. Die Zunahme der Geschwindigkeit erhöht den dynamischen Druck in der Flüssigkeit. Beim Verlassen des Laufrades wandelt sich der dynamische Druck im Druckstutzen in statischen Druck um. Dieser hohe Druck ermöglicht das Pumpen des Mediums auf eine bestimmte geodätische Druckhöhe.
Die maximale Saughöhe der Kreiselpumpe wird durch den örtlichen Luftdruck und auftretende Strömungswiderstände begrenzt. Das bedeutet, eine Kreiselpumpe kann bei einem normalen Luftdruck von ca. 1 bar maximal aus ca. 10 m Tiefe fördern. Um aus größeren Tiefen zu födern muss eine Tauchpumpe eingesetzt werden. Die Tauchpumpe arbeitet in der Regel nach dem Prinzip der Kreiselpumpe und wird in das zu fördernde Medium eingetaucht. Je nach zu förderndem Medium, muss die Pumpe entsprechend robust ausgeführt sein, z.B. korrosionsbeständig und/oder explosionsgeschützt .
Strömungspumpen sollten im Betrieb auf der Saugseite nicht gedrosselt werden, da hier die Gefahr einer Zerstörung der Schaufeln durch Kavitation entsteht. Kreiselpumpen sind generell nicht selbst-ansaugend, daher müssen die Saugleitungen stets mit Flüssigkeit gefüllt sein, oder ein hinreichend großes Flüssigkeitsvolumen vor dem eigentlichen Laufrad-Einlass vorhanden sein. Ein Sonderfall sind selbstansaugende Kreiselpumpen (siehe z.B. https://www.ksb.com/de-global/kreiselpumpenlexikon/artikel/selbstansaugende-pumpe-1074844) Je nach Bauart der Pumpe bzw. des Laufrades verlässt die Flüssigkeit das Laufrad in radialer oder in axialer Richtung. [1] [5]
- Radialpumpe: Bei einer radialen Abströmrichtung spricht man von einer Radialpumpe. Die Laufräder von Radialpumpen gibt es entweder als geschlossene Form mit Deckscheibe oder in der offenen Variante. Im Gegensatz zu Axialpumpen können mit Radialpumpen große Förderhöhen erreicht werden, jedoch sind meist nur relativ geringe Volumenströme bei kompakter Bauweise möglich. Für das Erzielen großer Förderströme müssen dann eventuell mehrere Radialpumpen parallel geschalten werden. [5]
- Axialpumpe: Verlässt die Flüssigkeit das Laufrad in axialer Richtung so bezeichnet man diese Bauform auch als Axialpumpe. In diesem Fall verhält sich das Laufrad wie ein Propeller, nur dass in diesem Fall der Propeller ortsfest gebunden ist und hierdurch eine Strömung im Rohr erzeugt. Man spricht bei Axialpumpen deshalb auch von Propellerpumpen. Sie werden in großen Chemieanlagen häufig als Umwälzpumpen eingesetzt. Axialpumpen bieten große Volumenströme, jedoch sind nur relativ geringe Förderhöhen möglich (ca. 15 m). Für das Erreichen großer Förderhöhen müssen dann eventuell mehrere Axialpumpen in Reihe geschaltet werden. [5]
- Diagonalpumpe: Darüber hinaus existieren auch Kreiselpumpen, bei denen die Flüssigkeit in einem schrägen Winkel das Laufrad verlässt. Man spricht dann von Diagonalpumpen oder Halbaxialpumpen. Sie bieten einen Kompromiss aus den Vor- und Nachteilen von Radial- und Axialpumpen. [5]
Für das Fördern von stark verunreinigten oder feststoffhaltigen Flüssigkeiten werden Radiallaufräder mit einer bis maximal drei Schaufeln eingesetzt. Dies erhöht den Strömungsquerschnitt und verbessert somit den Durchfluss durch das Laufrad. Solche Laufräder werden auch als Kanal-Laufräder bezeichnet. Im Falle von Axialpumpen stellt sich dabei die Schnecken- oder Schraubenform als praktische Variante heraus, wenn es um das Fördern von feststoffhaltigen Flüssigkeiten geht. [5]
Wie bestimmt man die Pumpenkennlinie?
Jede Kreiselpumpe hat eine spezifische Pumpenkennlinie. Sie stellt den Verlauf der Förderhöhe H (QH-Kennlinie), den Leistungsbedarf (P), den Pumpenwirkungsgrad (η) und den erforderlichen NPSH-Wert über dem Förderstrom Q dar. Die charakteristische Form der Kennlinie hängt primär von der Pumpenbauart wie Laufrad, Pumpengehäuse oder spezifische Drehzahl ab. Sekundäre Einflüsse wie Kavitation, Bautoleranz, Baugröße sowie physikalische Eigenschaften des Fördermediums wie Viskosität, Feststofftransport oder Stoffförderung sind dabei nicht berücksichtigt. [6]
Die QH-Kennlinie wird auf dem Prüfstand ermittelt. Die Pumpe wird mit konstanter Drehzahl durchgefahren und die Werte Q und H für verschiedene Betriebspunkte ermittelt. Das bedeutet, dass ein Regelventil auf der Druckseite der Pumpe schrittweise geöffnet wird und so unterschiedliche Volumenströme und die dazugehörigen Druckdifferenzen Saugseite zu Druckseite in einem H/Q-Diagramm aufgenommen werden. Diese Messungen erfolgen ausschließlich mit Wasser, um verschiedene Pumpentypen miteinander vergleichen zu können. [8]
Beispiele für Pumpenkennlinien [6]
Wie liest man eine Pumpenkennlinie [9]
Für den optimalen Betriebspunkt der Pumpe in der Anlage muss aber noch die Anlagenkennlinie ermittelt werden. Der Optimale Betriebspunkt liegt dann auf dem Schnittpunkt der Pumpenkennlinie mit der Anlagenkennlinie. Wie man eine Anlagenkennlinie bestimmt lesen Sie beispielsweise unter: Tipps für die Optimierung von Pumpensystemen oder Inbetriebnahme und Optimierung eines Pumpenversuchsstandes zur Ermittlung verfahrenstechnischer Kenndaten [11]
Die Anlagenkennlinie wird auch als Rohrleitungskennlinie bezeichnet und beschreibt den Zusammenhang zwischen der erforderlichen Förderhöhe (HA) und dem Förderstrom (Q). Sie ist meist eine parabelförmige Kurve, verläuft im Allgemeinen nicht durch den Nullpunkt des QH-Koordinatensystems und fächert sich mit zunehmender Drosselung auf. [6]
Was ist Kavitation?
Kavitation sollte in der Pumpe möglichst vermieden werden, denn sie kann zu Schäden an den mechanischen Teilen der Pumpen, insbesondere an den Pumpenlaufrädern führen. Außerdem wird der geförderte Volumenstrom beeinträchtig. Die Kavitationszahl beschreibt die Neigung einer Flüssigkeit zur Kavitation. [7]
Kavitation ist die Bildung und Auflösung von Dampfblasen in Flüssigkeiten. Man unterscheidet zwei Grenzfälle, zwischen denen es viele Übergangsformen gibt:
– Bei der Dampfkavitation oder transienten Kavitation enthalten die Hohlräume hauptsächlich Dampf der umgebenden Flüssigkeit. Solche Hohlräume fallen unter Einwirkung des äußeren Drucks per Blasenimplosion zusammen (Dampfschlag).
– Bei der weichen Gaskavitation treten in der Flüssigkeit gelöste Gase in die Kavitäten ein und dämpfen deren Kollaps, bei der stabilen Gaskavitation verhindern sie ihn. [7]
Nach dem Gesetz von Bernoulli ist der statische Druck einer Flüssigkeit umso geringer, je höher die Geschwindigkeit ist. Fällt der statische Druck unter den Verdampfungsdruck der Flüssigkeit, so bilden sich Dampfblasen. Diese werden anschließend meist mit der strömenden Flüssigkeit in Gebiete höheren Druckes mitgerissen. Mit dem erneuten Ansteigen des statischen Drucks über den Dampfdruck kondensiert der Dampf in den Hohlräumen schlagartig, und die Dampfblasen kollabieren. Dabei treten extreme Druck- und Temperaturspitzen auf. [7]
Die Ursache von Kavitation sind insbesondere bei Kreiselpumpen die örtlichen Druckabsenkungen im Schaufelkanaleintritt des Laufrades. Kavitation kann aber auch an anderen Stellen der Pumpe auftreten, an denen der Druck örtlich absinkt. Weitere Ursachen sind entweder das Ansteigen der Temperatur der Förderflüssigkeit, das Absinken des Druckes auf der Eintrittsseite der Pumpe, eine zu große geodätische Saughöhe oder die Verkleinerung der Zulaufhöhe. [7]
Was ist eine Propellerpumpe?
Die Propellerpumpen haben von allen Kreiselpumpen die größten spezifischen Drehzahlen (ns 110 min-1), werden aber am häufigsten bei ns 160 min-1 eingesetzt. Je höher diese liegen, desto geringer sind die Laufschaufelzahl, die Wölbung der Profile und das Nabenverhältnis. Die Propellerpumpen sind für große Förderströme und kleine Förderhöhen (etwa bis 15 m in einer Stufe mit Axialpropeller und etwa 20 m mit Halbaxialpropeller) geeignet. Propellerpumpen werden mit Durchmessern bis zu mehreren Metern und meistens einstufig ausgeführt. [6]
Das axiale Laufrad der Propellerpumpe kann mit feststehenden Schaufeln (Festpropeller), nur im demontierten Zustand einstellbaren Schaufeln (Einstellpropeller) oder mit Schaufeln, deren Steigung während des Betriebes zu verstellen sind (Verstellpropeller), ausgeführt werden. Aus diesem Grund wird auch eine Pumpe mit verstellbaren Schaufeln in einem halbaxialen Laufrad als Propellerpumpe bezeichnet. [6]
Die Drosselkurve verläuft im Vergleich zu anderen Kreiselpumpen steil und besitzt eine Abreißgrenze, die das Betriebsverhalten dieser Pumpenbauart prägt. Die Kurve des Leistungsbedarfes (siehe Kennlinie) hat ihr Maximum beim Förderstrom Null, weshalb die Propellerpumpen mit geöffnetem Druckschieber zur Vermeidung von Überlastungen des Antriebes (beim Anlaufvorgang) angefahren werden. [6]
Die axialen Propellerpumpen werden überwiegend als Rohrgehäusepumpen ausgeführt und bei den halbaxialen sind neben Rohrgehäuse- auch Spiralgehäusepumpen verbreitet, die bei großen Abmessungen ein Betongehäuse besitzen. Die Pumpenwelle bei den Rohrgehäusepumpen wird im Steigrohr in meist wassergeschmierten Wellenführungslagern geführt. [6]
Propellerpumpen werden für die Bewässerung und Entwässerung, als Kühlwasserpumpen, als Umwälzpumpen, als universelle Krümmergehäusepumpe (chemische und Nahrungsmittel-Industrie) und zur Schuberzeugung mit einem Propeller im Querstrahler verwendet. [6]
Was ist eine Chemiepumpe?
Die Chemiepumpe wird in der Petrochemie, Nahrungsmittelindustrie und Chemieindustrie sowie im Offsite-Teil von Raffinerien und in Hochtemperaturheizanlagen eingesetzt. Bei den Fördermedien kann es sich um heiße, kalte, aggressive, flüchtige, explosive, giftige, verunreinigte oder besonders wertvolle Flüssigkeiten handeln. Aus diesem Grund sind die flüssigkeitsberührten Teile aus korrosionsbeständigen metallischen und nichtmetallischen Werkstoffen hergestellt oder haben beständige Überzüge aus Gummi, Kunststoff oder Emaille. [6]
Ein Austreten von Förderflüssigkeit aus der Pumpe wird während des Betriebes und im Stillstand durch eine entsprechende Wellendichtung verhindert. Meist wird eine einfach- oder doppelwirkende Gleitringdichtung eingesetzt; unter Umständen kommt ein Versorgungssystem hinzu. Beim Betrieb von Pumpen ohne Wellendichtung werden Spaltrohrmotorpumpen eingesetzt. Darüber hinaus werden auch wellendichtungslose Pumpen mit Dauermagnetkupplungsantrieb. [6]
Die Chemiepumpe kann in horizontaler und vertikaler Bauart sowie als Tauchpumpe zum Einbau in Behältern verwendet werden und wird meist einstufig, teilweise auch zweistufig ausgeführt. Bei der Auslegung wird besondere Aufmerksamkeit auf einen möglichst niedrigen NPSH-Wert der Pumpe gelegt. [6]
Was ist eine Chemienormpumpe?
Die Chemienormpumpe ist eine Spezialform der Chemiepumpe, deren Baumaße und hydraulische Leistungen genormt sind. Daher sind die Pumpen unabhängig vom Fabrikat austauschbar. Die Prozessbauweise ermöglicht es, die Lager mit Wellendichtung und Laufrad auszubauen, ohne die Rohrleitungen vom Pumpengehäuse zu lösen. Wenn eine elastische Kupplung mit Zwischenhülse verwendet wird, muss der Motor dabei nicht bewegt werden, sodass nach dem erneuten Zusammenbauen das Pumpenaggregat nicht neu ausgerichtet werden muss. In der chemischen und petrochemischen Industrie werden überwiegend Chemienormpumpen nach EN 22858/ ISO 2858 / ISO 5199 eingesetzt; in den USA nach ASME B 73.1. [6]
EN 22858 und ISO 2858 legen im Wesentlichen die hauptsächlich die Abmessungen der Pumpen fest. Die Spezifikation der ISO 5199, EN 809 legen u. a. maximal zulässige Schwingungen, Wellendurchbiegung, Geräusche, sicherheitstechnische Anforderungen, aufzunehmende Rohrleitungskräfte und Stutzenbelastung fest und definieren fundamentlose Aufstellung. Für die Grundplatten besteht die Norm ISO 3661 zur Aufnahme von horizontalen Pumpen mit Antriebsmotor. [6]
Was ist eine Spaltrohmotorpumpe?
Die Spaltrohrmotorpumpe ist eine Kreiselpumpe, die nach ihrem Antrieb benannt ist. Sie ist eine stopfbuchslose Pumpe aus einem Werkstoff mit hoher Korrosionsbeständigkeit und arbeitet völlig wartungsfrei. Ein besonders effizienter Antrieb für die Spaltrohrmotorpumpe ist der permanent erregte Synchronmotor. Durch die Nutzung von Permanentmagneten im Rotor werden die auftretenden Verluste minimiert. Eine mögliche Leckage wird im druckfest gekapselten Motorraum zurückgehalten. [6]
Was ist eine Magnetkupplungspumpe?
Eine Magnetkupplungspumpe ist die Kombination aus einer konventionellen Pumpenhydraulik mit einem meist permanentmagnetischen Antriebssystem. Dieses System nutzt die Anziehungs- und Abstoßungskräfte zwischen Dauermagneten in beiden Kupplungshälften zur berührungslosen und schlupflosen Drehmomentübertragung. Zwischen den zwei mit Magneten bestückten Kupplungshälften befindet sich der Spalttopf, der Produktraum und Umgebung voneinander trennt. [12]
Magnetkupplungspumpen werden insbesondere für giftige, geruchsintensive oder anderweitig gefährliche Fördermedien eingesetzt, da das Medium durch den Spalttopf hermetisch von der Umgebung abgeschirmt bleibt. Da der Typ des Motors dennoch konstruktiv frei gewählt werden kann, sind Magnetkupplungspumpen meist günstiger als Spaltrohrmotorpumpen, die ebenfalls die Trennung von Medium und Umgebung sicherstellen. [12]
Wie funktioniert eine Verdrängerpumpe?
Bei Verdrängerpumpen wird das Medium durch einen geschlossen Volumenkörper gefördert. Man unterscheidet in rotierende und oszillierende Verdrängerpumpen, je nachdem ob ein Hub erforderlich ist oder ob eine rotierende Einheit den Volumenkörper durch die Pumpe schiebt. Außer durch konstruktionsbedingte Undichtigkeiten kann das Medium auch im Stillstand die Pumpe nicht in umgekehrter Richtung durchströmen. [1]
Rotierende Verdrängerpumpen sind z.B. Schraubenpumpen, Exzenterschneckenpumpen, Zahnradpumpen oder Schlauchpumpen. Hier wird das durch die Schrauben-, Schnecken-, Zahnrad- oder Schlauchkammer vorgegebene Volume kontinuierlich durch die Pumpe befördert. Auch hier sind Pulsationen im Förderstrom möglich, aber nicht so stark wie bei den pulsierenden Verdrängerpumpen. [1]
Zu den oszillierenden Verdrängerpumpen gehören beispielsweise Membranpumpen, Kolbenpumpen und Schöpfwerke. Hier wird das Volumen in einem ersten Schritt angesaugt und mit dem nächsten Schritt wieder ausgestoßen. Je nach Bauart ist ein mehr oder weniger starkes pulsieren in der Rohrleitung zu spüren. Das kann spezielle Dämpfungsmaßnahmen (z.B. Kompensatoren) zur Folge haben, um Rohleitung vor zu starken Schwingungen zu schützen. [1]
Verdrängerpumpen sind in der Regel selbstansaugend. Das bedeutet, dass auch für Flüssigkeiten konstruierte Pumpen für einen zumeist begrenzten Zeitraum Gase fördern können und so einen zum Ansaugen hinreichenden Unterdruck aufbauen können. Die maximale Ansaughöhe (geodätische Saughöhe) ist begrenzt durch:
- das erreichbare Vakuum,
- den örtlichen Luftdruck,
- die Dichte des Mediums und
- die zu überwindenden Strömungswiderstände.
Verdrängerpumpen sollten auf der Druckseite nicht abgesperrt werden, sofern nicht geeignete Maßnahmen durch Rutschkupplungen, Überdruck- und Bypassventile und Ähnlichem getroffen wurden, um eine Beschädigung der Pumpe, des Antriebs oder der Leitungen bis zur Absperrstelle zu verhindern. [1]
Man unterscheidet zusätzlich noch zwischen Konstantpumpen und Verstellpumpen. Konstantpumpen verdrängen bei jeder Umdrehung immer das gleiche Volumen. Bei Verstellpumpen hingegen kann das Verdrängungsvolumen eingestellt werden. [1]
Welche Pumpenmaterialien gibt es?
Abhängig von der Anwendung werden Pumpen bzw. Pumpengehäuse, Pumpenlaufrad, etc. aus den verschiedensten Materialien gefertigt.
- Für Industriepumpen wird am häufigsten Grauguss verwendet. Grauguss ist eine Eisen-Kohlenstoff-Legierung mit einem hohen Verschleißwiderstand und guter Gießfähigkeit. Zudem lässt sich der Werkstoff besonders leicht verarbeiten und dämpft mechanische Schwingungen gut ab. Die spezifische Ausführung des Grauguss ist vom zu fördernden Medium, von prozesstechnischen Gegebenheiten, von der Branche und auch von geltenden Normen abhängig. Dabei wird grundsätzlich zwischen dem Material des Pumpengehäuses und dem Material der medienberührenden Teile unterschieden.
- Für korrosive Medien werden Pumpen aus Edelstahl oder Sonderlegierungen wie Chrom-Nickel-Stahl, Duplex, Titan, Hastelloy oder Bronze eingesetzt
- Keramik ist gegenüber starken Säuren besonders robust
- Kunststoffe wie PP, PFA, PVC, PVDF, PEEK, PTFE, UHMW-PE kommen sowohl für dias Pumpengehäuse oder Laufrad, aber auch für alle weiteren medienberührenden Teile oder als Auskleidung zum Einsatz. Kunststoffpumpen werden beispielsweise oft als Säurepumpen bzw. als Chemiepumpen eingesetzt oder bei anderen Medien, die sehr aggressiv wirken.
- Pumpen aus Edelstahl erfüllen im Gegensatz zu einer Normpumpe aus Grauguss die hohen Hygieneanforderungen der Lebensmittel- und Pharma-Branche. Das Pumpengehäuse muss zudem eine geeignete Reinigbarkeit aufweisen. [10]
Welche Antriebe für Pumpen gibt es?
Der Elektromotor ist der Standard für den Antrieb von Pumpen. Mit einem Frequenzumrichter ausgestattet, kann die Drehzahl der Pumpe einfach an den Förderbedarf angepasst werden, was Energie spart und die Anlage schont. Die EU-Ökodesign-Richtlinie gibt für den Einsatz von Elektromotoren in Verbindung mit Pumpen Energieeffizienzklassen vor. [13]
Seit 2009 wurde eine weltweit geltende Normierung für die Energieeffizienzklassen bei Elektromotoren eingeführt, die in der EN 60034–30:2009 festgeschrieben ist. Seit 2015 sind ab einer Leistung von 7,5 kW IE3-Motoren bzw. IE2-Elektromotoren in Kombination mit einem Frequenzumrichter Pflicht. Und seit 2017 ist die Energieeffizienzklasse IE4 Pflicht, mit ihr liegt die Messlatte nochmals rund 20 % höher. Seit Juli 2021 dürfen ungeregelte Motoren von 0,75 bis 375 kW nur noch gemäß Leistungsklasse IE3 in Verkehr gebracht werden. [14]
Außerdem gibt es für Pumpen folgende Antriebe:
- Dieselmotor: Ein Dieselmotor kann in entfernten Anlagen nötig sein, die nicht an das Stromnetz angeschlossen sind.
- Hydraulikmotor
- Druckluft: Antriebe mit Druckluft bieten im Vergleich zu Elektromotoren einen hohen Explosionsschutz.
- Magnetkupplung: Wenn das Fördermedium hermetisch gegen die Umgebung abgedichtet werden muss (z.B. aufgrund leichter Entzündlichkeit oder bei besonders giftigen Medien). Hier ist der Motor über ein magnetisches Antriebssystem mit dem Pumpenlaufrad verbunden, sodass der Produktraum sicher von der Umgebung getrennt ist.
- Solarantrieb
Welche Normen gilt es im Zusammenhang mit Pumpen zu beachten?
Eine Suche beim Deutschen Institut für Normung mit dem Stichwort Pumpen liefert unzählige für Normen und Technische Regeln. Deshalb nachfolgend nur eine Auswahl der wichtigsten Normen für Pumpen:
- DIN 24250 – Kreiselpumpen; Benennung und Benummerung von Einzelteilen
- DIN ISO 9905 – Kreiselpumpen – Technische Anforderungen – Klasse I (ISO 9905:1994)
- DIN EN ISO 5199 – Technische Anforderungen an Kreiselpumpen – Klasse II (ISO 5199:2002); Deutsche Fassung EN ISO 5199:2002
- DIN ISO 9908 -Kreiselpumpen – Technische Anforderungen; Klasse III (ISO 9908:1993)
- DIN EN 12262 – Kreiselpumpen – Technische Unterlagen – Begriffe, Lieferumfang, Ausführung; Deutsche Fassung EN 12262:1998
- DIN EN ISO 5198 – Kreiselpumpen (Radial-, Halbaxial- und Axialkreiselpumpen) – Regeln für die Messung des hydraulischen Betriebsverhaltens – Präzisionsklasse (ISO 5198:1987); Deutsche Fassung EN ISO 5198:1998
- DIN EN ISO 13709: Kreiselpumpen für den Einsatz in der Erdöl-, petrochemischen und Erdgasindustrie (ISO 13709:2009); Englische Fassung EN ISO 13709:2009
- DIN 24289–1: Oszillierende Verdrängerpumpen und -aggregate; Technische Festlegungen
- DIN 24289–2: Oszillierende Verdrängerpumpen und -aggregate; Technische Festlegungen, Angaben für ein Datenblatt
- DIN EN 14343: Rotierende Verdrängerpumpen – Leistungsprüfung zur Abnahme; Deutsche Fassung EN 14343:2005
- DIN EN ISO 13710 – Erdöl-, petrochemische und Erdgasindustrie – Oszillierende Verdrängerpumpen (ISO 13710:2004); Englische Fassung EN ISO 13710:2004
- DIN EN ISO 16330 – Oszillierende Verdrängerpumpen – Technische Anforderungen (ISO 16330:2003); Deutsche Fassung EN ISO 16330:2003
- DIN EN ISO 21049 – Pumpen – Wellendichtungssysteme für Kreiselpumpen und rotierende Verdrängerpumpen (ISO 21049:2004); Englische Fassung EN ISO 21049:2004
- DIN EN ISO 9906:2013–03 – Kreiselpumpen – Hydraulische Abnahmeprüfungen – Klassen 1, 2 und 3 (ISO 9906:2012); Deutsche Fassung EN ISO 9906:2012
Eine Liste der VDMA-Einheitsblätter für Pumpen + Systeme findet sich ab Seite 120 unter [3]: https://www.vdma.org/documents/34570/4887800/List_of_VDMA_Specifications.pdf/a4b77e9a-efc1–0c11–32dc-3224b94b5964?t=1624350447279
Darüber hinaus gelten für einzelne Branchen wie die Chemieindustrie, die Lebensmittelindustrie oder die Pharmaindustrie die typischen regulatorischen Vorgaben bezüglich Explosionsschutz, Energieeffizienz oder GMP.
Aktuelle Fachartikel zum Thema Pumpen
- https://prozesstechnik.industrie.de/mtp/dosiermodule-mit-mtp-umsetzen/
- https://prozesstechnik.industrie.de/chemie/interview-chemie/keramische-spalttoepfe-in-rekordzeit-entwickelt/
- https://prozesstechnik.industrie.de/chemie/pumpen-chemie/tipps-fuer-die-optimierung-von-pumpensystemen/
- https://prozesstechnik.industrie.de/chemie/pumpen-chemie/doppelmembranpumpen-nachhaltig-gedacht/
- https://prozesstechnik.industrie.de/chemie/pumpen-chemie/frequenzumrichter-fuer-wasser-und-abwasser/
- https://prozesstechnik.industrie.de/chemie/pumpen-chemie/mehr-effizienz-in-der-entschwefelung-von-biogas/
- https://prozesstechnik.industrie.de/chemie/pumpen-chemie/so-finden-sie-die-passende-fasspumpe/
- https://prozesstechnik.industrie.de/chemie/pumpen-chemie/smarte-pumpen-fuer-sekundaerprozesse
- https://prozesstechnik.industrie.de/chemie/pumpen-chemie/intelligente-exzenterschneckenpumpe/
- https://prozesstechnik.industrie.de/achema/stand-alone-ueberwachungssystem-fuer-dosierpumpen-auf-dem-weg-zu-industrie-4–0/
- https://prozesstechnik.industrie.de/gruener-wasserstoff/mehrphasenpumpen-fuer-wasserstofftechnologien/
- https://prozesstechnik.industrie.de/food/pumpen-food/so-schuetzen-sie-ihre-pumpen-vor-luft-und-gas/
- https://prozesstechnik.industrie.de/chemie/pumpen-kompressoren-antriebe-chemie/
Quellen
[1] https://de.wikipedia.org/wiki/Pumpe
[2] https://dechemax.de/Veranstaltungen/Veranstaltungsarchiv/achema_de/Artikel/Pumpen.html
[4] https://www.vdma.org/technische-regelwerke-normen
[5] https://www.tec-science.com/de/mechanik/gase-und-fluessigkeiten/wie-funktioniert-eine-kreiselpumpe/
[6] https://www.ksb.com/de-global/kreiselpumpenlexikon/
[7] https://de.wikipedia.org/wiki/Kavitation
[8] https://www.fristam.de/wp-content/uploads/2016/03/Kreiselpumpen.pdf
[10] https://de.starpumpalliance.com/pumpen
[12] https://de.wikipedia.org/wiki/Magnetkupplungspumpe
[14] https://prozesstechnik.industrie.de/news-chemie/wie-antriebstechnik-zum-klimaschutz-beitragen-kann/
[15] https://www.din.de/
Daniela Held
Redakteurin
