Pumpe

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Einleitung

Pumpe, Gerät zum Fördern, Transportieren oder Verdichten von Flüssigkeiten oder Gasen. Weiter unten sind die vier allgemeinen Arten von Flüssigkeitspumpen beschrieben. Bei allen Arten sind Maßnahmen zum Vermeiden einer Kavitation (Bildung eines Hohlraumes oder Vakuums) erforderlich. Durch Kavitation wird der Fluss behindert, und es können Schäden an der Pumpe entstehen. Gas- und Dampfpumpen bezeichnet man in der Regel als Verdichter oder Kompressoren (siehe Luftkompressor). Die Untersuchung der Bewegung von Flüssigkeiten bezeichnet man als Dynamik der flüssigen Körper (siehe Strömungsmechanik).

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Kolbenpumpen

Bei einer Kolbenpumpe oder Hubkolbenpumpe bewegt sich ein Kolben in einem Zylinder hin und her. Bei diesem Pumpentyp regulieren Ventile den Förderstrom in den und aus dem Zylinder. Kolbenpumpen können einfach- oder doppeltwirkend sein. Einfachwirkende Pumpen fördern nur auf einer Seite des Kolbens wie die gewöhnliche Saugpumpe, bei der der Kolben per Hand auf- und abbewegt wird. Doppeltwirkende Pumpen fördern auf beiden Seiten des Kolbens wie die elektrisch oder dampfbetriebene Kesselspeisepumpe. Mehrstufige Kolbenpumpen haben mehrere, in Reihe geschaltete Kolben (Zwillings-, Drillings-, Vierlingspumpen). Siehe Dampfmaschine

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Kreiselpumpen

Kreiselpumpen werden auch Rotationspumpen oder Drehkolbenpumpen genannt. Sie haben ein umlaufendes Lauf- oder Flügelrad, das sich in der Flüssigkeit befindet. Die Flüssigkeit tritt in der Nähe der Achse dieses Laufrades in die Pumpe ein. Durch die Drehbewegung des Rades wird sie mit hohem Druck zum äußeren Ende der Flügel geleitet und verhältnismäßig stark beschleunigt. Im nachgeschalteten Diffusor, einem nicht beweglichen Teil, wird diese Strömungsgeschwindigkeit verringert. Bei diesem Vorgang wird die Geschwindigkeitsenergie fast vollständig in Druckenergie umgewandelt. Bei Hochdruckpumpen sind oft eine Reihe von Laufrädern hintereinandergeschaltet, und die Diffusoren hinter den Rädern können mit Leitblechen versehen sein. Diese bremsen die Geschwindigkeit des Fördermediums allmählich ab. Pumpen, die mit niedrigerem Druck arbeiten, haben in der Regel einen Diffusor in Form einer spiralförmigen Kammer, die auch als Ausströmraum bezeichnet wird. Ihr Querschnitt vergrößert sich während des Betriebs allmählich, so dass die Geschwindigkeit des Fördermediums wirksam verringert wird. Vor Inbetriebnahme muss die Pumpe zum Ansaugen gebracht werden. Das Laufrad muss beim Anlassen vollständig von Flüssigkeit umgeben sein. Man erreicht das beispielsweise durch ein Rückschlagventil im Saugrohr, das dafür sorgt, dass sich auch dann Flüssigkeit in der Pumpe befindet, wenn sich das Laufrad nicht dreht. Ist dieses Ventil undicht, muss die Pumpe unter Umständen von außen durch Einleiten von Flüssigkeit etwa aus einem Ablaufbehälter zum Ansaugen gebracht werden. Im Druckstutzen einer Kreiselpumpe befindet sich in der Regel ein Ventil, mit dem Fluss und Druck des Fördermediums geregelt werden.

Bei hohem Druck und kleinem Förderstrom arbeiten Kreiselpumpen meist mit einem radialen Laufrad. Bei größerem Förderstrom und geringerem Druck ist die Flussrichtung in der Pumpe fast parallel zur Wellenachse. Man spricht hier von einem axialen Strömungsaustritt. Das Laufrad wirkt in diesem Fall als Propeller. Der Übergang von der einen Form der Förderung zur anderen ist fließend, und bei Zwischenformen spricht man von halbaxialen oder diagonalem Strömungsaustritt.

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Strahlpumpen

Bei Strahlpumpen dient ein verhältnismäßig kleiner, aber mit hoher Geschwindigkeit fließender Flüssigkeits- oder Dampfstrom (Treibstrom genannt) dazu, einen größeren Förderstrom zu bewegen. Wenn sich der beschleunigte Treibstrom durch die Förderflüssigkeit bewegt, reißt er einen Teil der Flüssigkeit aus der Pumpe und erzeugt gleichzeitig ein Vakuum, das neue Flüssigkeit in die Pumpe saugt. Strahlpumpen werden häufig eingesetzt, um Wasser in einen Dampfkessel einzuspritzen. Nach ähnlichem Prinzip funktionieren Dampfstrahl-, Diffusionspumpen, Spritzpistolen, Wasser-Strahlpumpen und Zerstäuber. Siehe auch Vakuumtechnik