Was ist eine Hubkolbenpumpe?
Eine Hubkolbenpumpe ist eine Pumpe, die Flüssigkeiten und Gase durch die Hin- und Herbewegung eines Kolbens fördert und transportiert.
Eine Flüssigkeit oder ein Gas wird durch die Volumenänderung bewegt, die entsteht, wenn sich ein zylindrischer Kolben in einem Zylinder im Pumpengehäuse linear hin- und herbewegt. Hubkolbenpumpen, die den einfachsten Aufbau mit einer Kombination aus einem Kolben und zwei Ventilen aufweisen, werden seit langem für Brunnen und andere Anwendungen eingesetzt. Aufgrund ihrer hohen Förderdruckeigenschaften sind sie auch in der Industrie weit verbreitet.
Hubkolbenpumpen gehören zu den Verdrängerpumpen. Zu den Verdrängerpumpen gehören Zahnrad-, Flügelrad-, Schrauben-, Scroll-, Kolben- und Membranpumpen.
Anwendungen von Hubkolbenpumpen
Hubkolbenpumpen, die relativ einfach aufgebaut und leicht zu handhaben sind, werden seit langem im Alltag als manuelle Brunnenpumpen und Petroleumpumpen eingesetzt. Weitere spezifische Anwendungen sind:
- Entwässerungssysteme in industriellen Produktionsanlagen, Transfersysteme für hochviskose Flüssigkeiten, Wasser- und Abwasserleitungen, Hochdruckgasleitungen usw.
- Um- und Abfüllen von Speiseölen, Lebensmitteln, Kosmetika, Medikamenten, Reagenzien, Elektrolytlösungen, Shampoos, Konditioniermitteln, Zusatzstoffen, Parfüms usw.
- Hydraulische Pumpen für Baufahrzeuge, Stahl, Schiffbau, Werkzeugmaschinen, Industriemaschinen usw.
- Förderung von Abwasser-Entwässerungskuchen, fremdstoffhaltigem Abwasser-Entwässerungsschlamm, Kohleschlamm, usw.
Funktionsweise von Hubkolbenpumpen
Das grundlegende Funktionsprinzip ist bei allen Pumpen gleich: Flüssigkeit oder Gas wird durch wiederholtes Ansaugen und Ausstoßen gefördert. Hubkolbenpumpen verfügen über Ventile an den Saug- und Druckanschlüssen, um einen Rückfluss zu verhindern und Druck aufzubringen.
Drei Faktoren bestimmen die Leistung einer Hubkolbenpumpe: Kolbendurchmesser, Hub und Anzahl der Kolben. Die Fördermenge wird durch die Anzahl der Umdrehungen bestimmt. Die Eigenschaften der Pumpe werden in einem Diagramm dargestellt, bei dem der Förderstrom auf der horizontalen und der Druck auf der vertikalen Achse liegt. Die Eigenschaften von Hubkolbenpumpen für Flüssigkeitsanwendungen zeichnen sich durch eine sehr geringe Druckschwankung mit der Fördermenge aus.
Bei den Hubkolbenpumpen ermöglichen die Axial- und Radialtypen eine stufenlose Anpassung der Förderleistung. Selbst wenn sich die benötigte Leistung ändert, kann die Leistung ohne Änderung der Drehzahl geändert werden, was die Steuerung erleichtert und Energie spart.
Merkmale von Hubkolbenpumpen
1. für hohen Druck geeignet
Hubkolbenpumpen haben eine höhere Druckbeständigkeit als andere Pumpentypen und können bis zu einer Klasse von 50 MPa gefördert werden. Sie zeichnen sich außerdem durch einen hohen Pumpenwirkungsgrad aus.
2. Erweiterung auf Typen mit variablem Hubraum
Axial- und Radialkolbenpumpen lassen sich relativ einfach zu Verstellpumpen umbauen.
3. Einsatz als Motoren
Axial- und Radialkolbenpumpen können auch als Motoren verwendet werden, da Pumpe und Motor grundsätzlich baugleich sind. Die Pumpe und der Motor können dann zur Kraftübertragung verbunden werden.
Arten von Hubkolbenpumpen
Hubkolbenpumpen lassen sich grob in drei Typen einteilen: Axial-, Radial- und Hubkolbenpumpen.
1. axialer Typ
Bei diesem Typ sind mehrere Kolben in der Nähe der Antriebswelle angeordnet. Je nach Art der Hin- und Herbewegung der Kolben werden zwei Typen unterschieden: der Axialtyp und der Schrägscheiben-Typ. Sie sind auch die am häufigsten verwendeten Verdrängerpumpen, da die gleiche Struktur auch als Motor verwendet werden kann.
Axialkolbenpumpen können durch Änderung des Winkels der Schrägwelle oder der Schrägscheibe zu Verdrängerpumpen umgebaut werden, wodurch sich das vom Kolben geschobene Volumen ändert. Es kann stufenlos von Null bis zum maximalen Volumen variiert werden.
2. radialer Typ
Hierbei handelt es sich um ein System, bei dem mehrere Kolben in einer radialen kreisförmigen Anordnung in Bezug auf die Antriebswelle angeordnet sind und die Kolben durch exzentrische Nockenringe oder Nocken hin und her bewegt werden. Bei Exzenter-Radialpumpen mit exzentrischen Nockenringen werden die Kolben in dem Maße hin- und herbewegt, wie sich die Kolben und der gesamte Zylinderblock drehen. Sie kann auch als Motor verwendet werden.
Exzenterradialpumpen können durch Änderung der Exzentrizität des Nockenrings in der Verdrängung variieren und haben ein ausgezeichnetes Ansprechverhalten.
3. Hubkolbenpumpen
Hubkolben werden von einer Kurbelwelle oder einer Nocke angetrieben. Es gibt verschiedene Typen, z. B. einfachwirkende Einzelkolben, doppeltwirkende Einzelkolben und parallele Mehrfachkolben. Sie haben Ventile an den Ein- und Auslassöffnungen und sind für Motoranwendungen ungeeignet. Strukturell größer in Größe und Gewicht, können aber im Vergleich zu anderen Methoden relativ hohe Drücke bewältigen.