Definition von Pumpen allgemein
Grundsätzlich beschreiben Pumpen Maschinen, die Flüssigkeiten (Fluide) fördern. Die Definition von Flüssigkeiten lautet dabei auf inkompressible Fluide. Allerdings können diese Fluide auch mit anderen Stoffen vermischt sein:
- Fluid- bzw. Flüssigkeitsgemische mit Feststoffen
- Flüssigkeiten mit einem bestimmten Gasanteil
- pastöse Flüssigkeiten und Pasten
Fördermaschinen, die Gase bewegen
Ausgenommen von dieser Definition sind Maschinen, mit denen Gase gefördert bzw. verdichtet werden. Solche Maschinen, die oft aber einem ähnlichen Funktionsschema folgen, werden als Verdichter oder Kompressoren bezeichnet. Auch Gebläse kommen für das Fördern von Gasen infrage.
Die verschiedenen Pumpentypen
Grundsätzliche werden pumpen in drei Kategorien unterteilt:
- Strömungspumpen
- Verdrängungspumpen
- Strahlpumpen
Daneben gibt es auch noch weitere konstruktive Unterscheidungen von Pumpen. Jedoch ist die Verbreitung solcher Pumpen als sehr gering einzuschätzen. Dazu gehören zum Beispiel Pumpentypen wie elektrochemische Gaspumpe, die Mammutpumpe oder die Titan-Sublimationspumpe.
Der Pumpentyp Strömungspumpen
Strömungspumpen sind die mit Abstand am weitest verbreiteten Pumpentypen überhaupt. Dieses Arbeitsprinzip beruht darauf, dass durch die Pumpenkonstruktion das Fluid in Bewegung gesetzt wird – es erfolgt eine hydrodynamische Kraftübertragung. Für den grundsätzlichen Einsatz sind weder Ventile oder Klappen erforderlich. Durch Umschaltung der Laufrichtung des Lauf- oder Pumpenrades kann auch die Strömungsrichtung geändert werden.
Strömungspumpen sind nicht selbst ansaugend
Eine hervorzuhebende Besonderheit ist der Umstand, dass diese Pumpen immer im jeweiligen Fluid eingetaucht sein müssen. Soll also zum Beispiel über ein Rohr, in dem sich Luft befindet, ein Fluid nach oben gepumpt werden, wenn sich die Pumpe dabei oben befindet, kann die Strömungspumpe nicht arbeiten (oben Pumpe, unten Behälter mit Flüssigkeit, dazwischen luftgefülltes Rohr). Dazu muss zunächst das Rohr mit dem entsprechenden Fluid gefüllt werden.
Kreiselpumpen sind Strömungspumpen
Dem Aufbau und Funktionsprinzip nach handelt es sich bei Strömungspumpen um Zentrifugal- oder Kreiselpumpen. Diese lassen sich noch weiter unterscheiden, unter anderem nach Axial-, Diagonal- oder Radialpumpen. Eine genaue Unterteilung dazu finden Sie unter „Aufbau der Kreiselpumpen„.
Verdrängungspumpen
Damit ein Fluid mithilfe einer Verdrängungspumpe gefördert werden kann, muss es sich um ein geschlossenes System handeln. Folglich werden Ventile oder Klappen (Rückschlagklappe beispielsweise) benötigt. Das Funktionsprinzip ist einfach: ein Körper in der Pumpe verdrängt das Fluid und „schiebt“ es damit. Das typische Beispiel für eine Verdrängungspumpe ist die Kolbenpumpe (Funktion).
Verdrängungspumpen arbeiten in einem geschlossenen Kreislauf
Dadurch ergeben sich bei diesem Pumpentypen auch Besonderheiten. Die Förderleistung von Verdrängungspumpen wird unter anderem durch Unterdruck beeinflusst und durch das danach folgende Vakuum begrenzt. Dadurch können Verdrängungspumpen auch selbst ansaugend arbeiten. Befindet sich beispielsweise Luft in einem Ansaugrohr, kann eine solche Pumpe bis zu einem bestimmten Grad dieses Gas pumpen und verdichten und damit einen Unterdruck erzeugen.
Weitere Unterteilung von Verdrängungspumpen
Dadurch wird dann das Fluid automatisch angezogen. Jedoch sind diese Pumpentypen in der Regel auch auf die Schmierung durch das Fluid angewiesen, weshalb das „Gas pumpen“ nur begrenzt möglich ist und ansonsten zu weitreichenden Pumpenschäden führen kann. Verdrängungspumpen werden außerdem noch nach einstellbaren Fördermengen (Verstellpumpen) und nicht beeinflussbaren Fördermengen (Konstantpumpen) unterschieden.
Typische Verdrängungspumpen wären die bereits genannte Kolbenpumpe, Scrollverdichter, Membranpumpen oder Exzenterschnecken-Pumpen.