Was ist eine Kaskadenpumpe?
Kaskadenpumpen sind Pumpen mit radialen Nuten (Vorsprüngen) am Umfang des inneren Laufrads.
Durch die Zentrifugalkraft, die durch den Druck und die Rotation der Wirbelströmung an der Innenwand der Pumpe erzeugt wird, können kleine Flüssigkeitsmengen unter hohem Druck gepumpt werden. Kaskadenpumpen sind eine Art von verdrängungsfreien Pumpen, die auch als Wirbelturbinenpumpen bezeichnet werden.
Kaskadenpumpen zeichnen sich dadurch aus, dass sie einen hohen Druck erzeugen können, auch wenn der Durchfluss der zu fördernden Flüssigkeit gering ist.
Anwendungen von Kaskadenpumpen
Kaskadenpumpen werden u. a. zur Förderung von Brunnenwasser für den Hausgebrauch und als Entgasungspumpen in Dialysegeräten in der Medizin eingesetzt. Kaskadenpumpen haben einen höheren Förderdruck als Spiralgehäusepumpen, die üblicherweise eingesetzt werden, und können daher relativ geringe Fördermengen fördern.
Daher eignen sie sich gut zum Hochdrücken von Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität. Die bekannteste Flüssigkeit mit geringer Viskosität ist Wasser. Wasser wird häufig in Haushalten verwendet, aber nicht in großen Mengen auf einmal.
Kaskadenpumpen werden daher für Brunnenwasser, Filteranlagen und für Kühl- und Temperiergeräte verwendet, die große Flüssigkeitsmengen durch kleine Rohre pumpen.
Funktionsweise der Kaskadenpumpen
Bei Kaskadenpumpen erzeugen radiale Rillen am Umfang des inneren Laufrads durch die Schubkraft des rotierenden Laufrads und die Zentrifugalkraft einen Wirbel, der den Druck erhöht. Auf diese Weise kann ein größerer Druck zur Förderung kleiner Flüssigkeitsmengen erzeugt werden.
Das Laufrad einer Kaskadenpumpe hat zahlreiche kleine Vorsprünge (Radialrillen). Diese kleinen Vorsprünge erzeugen einen stärkeren Wirbel als ein normales Laufrad. Das Laufrad wird durch die Kraft des Magneten wiederholt in Rotation versetzt, und die Flüssigkeit steht unter Druck, wenn sie den Auslass erreicht, wodurch ein starker Druck entsteht, der sie nach außen drückt.
Außerdem kann die Kaskadenpumpe durch Zusammendrücken des Ventils auf der Druckseite weiter unter Druck gesetzt werden. Kaskadenpumpen, die Flüssigkeiten auch in kleinen Mengen mit hohem Druck hochdrücken können, zeichnen sich auch dadurch aus, dass die verwendeten Laufräder in der Regel mit Hilfe von Permanentmagneten rotieren, so dass ihre Rotationskraft nicht durch Verschleiß oder Leistungsmangel beeinträchtigt wird.
Weitere Informationen zu Kaskadenpumpen
1. Unterschiede zwischen Kaskadenpumpen und Spiralgehäusepumpen
Eine Pumpe, die oft mit Kaskadenpumpen verglichen wird, ist die Spiralgehäusepumpe. Sie gehören zu den Nichtverdrängerpumpen und haben das gleiche Laufrad im Inneren, unterscheiden sich aber durch das Vorhandensein oder Fehlen von Radialrillen (Vorsprüngen) am Umfang.
Aus diesem Grund weisen Kaskadenpumpen geringere Förderstromschwankungen aufgrund von Druckschwankungen auf, und im Vergleich zu Spiralgehäusepumpen haben Kaskadenpumpen bei niedrigen Fördermengen eine höhere Förderhöhe in Bezug auf die Erwartungskurve, die einer der Leistungsindikatoren der Pumpe ist.
Ein weiterer Nachteil von Spiralgehäusepumpen ist, dass die Pumpe selbst aufgrund des größeren Laufradvolumens bei mehrstufigen Konfigurationen tendenziell größer ist. Um dieses Problem zu überwinden, bieten einige Hersteller Kaskadenpumpen mit Kaskadenlaufrädern an.
2. Kaskadenpumpen für die Dialyse
Kaskadenpumpen werden auch in medizinischen Geräten für die Dialyse von Patienten mit Nierenversagen eingesetzt. In medizinischen Geräten für die Dialyse wird die Dialyselösung auf etwa 37 °C erhitzt, was der Körpertemperatur entspricht, so dass ein Unterdruck entstehen kann.
Wenn die Dialysierflüssigkeit zu diesem Zeitpunkt nicht entgast wird, kommt es zu einer Übersättigung des Sauerstoffs und anderer Stoffe in der Lösung, was zur Bildung von Luftblasen führt. Wenn diese Blasen an der Filtrationsmembran für die Dialyse haften, wird die Effizienz der Dialyse verringert, was unerwünscht ist.
Außerdem können die Blasen gefährlich sein, wenn sie in den Blutkreislauf des Patienten gelangen. Deshalb werden häufig Kaskadenpumpen mit großer Förderhöhe und hoher Betriebssicherheit eingesetzt, um die Lösung negativ zu entlüften und zu entspannen. In medizinischen Geräten für die Dialyse werden Druckpumpen nicht nur zur Entgasung, sondern auch zur Erhöhung des Saugdrucks auf der Drainageseite auf einen konstanten Druck eingesetzt.