Über die Fundamente von Pumpen (aus Pumpen- und Ventilwelt)

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Es gibt hauptsächlich zwei Möglichkeiten für die Fundierung einer Pumpe: Betonfundierung und Pfahlfundierung. Die Ergebnisse dieser dynamischen Untersuchung zeigen, dass bei einigen großen Pumpen die Pfahlgründung manchmal die einzige Möglichkeit ist, eine ausreichende Frequenztrennung zu gewährleisten und so Resonanzen zu vermeiden. Die Hauptfrequenzen der Betonfundamente umfassen:
1. Querfrequenzen
2. Längsfrequenzen
3. Schwingungsfrequenzen
Alle Eigenfrequenzen sollten weit entfernt von den Betriebsfrequenzen der Pumpe liegen, um Resonanzen zu vermeiden und die Schwingungsgrenzwerte des Pumpenfundaments einzuhalten. Pumpensätze erzeugen manchmal gleichzeitig niederfrequente und hochfrequente Anregungen. Bei der Planung der Fundamente ist das Niedrigfrequenzbereich (unter 3000 U/min) wichtiger als der Hochfrequenzbereich (über 4000 U/min). 　　Fundament der Pumpe Das Betonfundament sollte die erste Wahl für alle Pumpen sein. Um Resonanzen zu vermeiden, sollte man alle möglichen Methoden anwenden, um eine ausreichende Frequenztrennung zwischen der Eigenfrequenz des Fundaments und der Anregungsfrequenz der Pumpe herzustellen. Durch Erhöhung der Fläche kann die Eigenfrequenz des Fundaments gesteigert werden, während eine Erhöhung des Gewichts des Fundaments die Eigenfrequenz senken kann. 　　Die Eigenfrequenz eines Betonfundaments auf einem relativ harten Untergrund kann bei 30–50 Hertz liegen (1800–3000 U/min), was in der Regel der Betriebsfrequenz einiger gängiger Pumpen, Motoren oder anderer Antriebe entspricht. In der Regel ist es bei dieser Art von Fundamenten nicht möglich, die longitudinale Eigenfrequenz zu erhöhen, ohne gleichzeitig auch die transversale Eigenfrequenz zu erhöhen. Allerdings sind Pfahlgründungen leichter zu steuern als Betonfundamente, da die Eigenfrequenzen des Fundaments einzeln angepasst werden können. Durch Änderung der Anzahl sowie des Durchmessers der Bodenpfähle kann die inhärente Längs- und Schwingfrequenz erhöht werden, während die inhärente Querfrequenz unverändert bleibt. 　　Pfahlgründungen ermöglichen eine Feinabstimmung der queren Eigenfrequenzen, während die longitudinalen sowie schwingenden Eigenfrequenzen unverändert bleiben – was möglicherweise eine Anforderung bestimmter Pumpen ist. 　　Für wichtige große Antriebspumpen (mehr als 1 MW) werden folgende Standards für die Dynamik und die Grundlagenplanung empfohlen: 1. Für den Mittelpunkt der Gründung liegt die zulässige Schwingungsgrenze in der Regel bei 0,3–1 mm/s. 　　2. An der Oberfläche der Fundamente (oder an den Positionen der Fundamentbolzen) liegt der üblicherweise verwendete Grenzwert für die Vibration in der Größenordnung von 1–2 mm/s. 　　3. Für die Lagerhülle kann der Schwingungsbegrenzungsbereich auf 2–4 mm/s festgelegt werden. 　　Die oben genannten Einschränkungen gelten nur in Fällen, in denen keine Resonanz (oder keine Verschleißschäden) auftritt. Mit anderen Worten: Zwischen allen Anregungsfrequenzen und den Eigenfrequenzen sollte ein Puffer von 15–20 % vorhanden sein. Auf Baustellen können die aus Bodentests ermittelten Schermodulwerte des Bodens erheblich variieren. 　　Wenn der Boden ziemlich hart (oder ziemlich weich) ist, kann dies die Eigenfrequenz erhöhen (oder verringern), wodurch Resonanz auftreten kann. Die beste Methode ist es, die beiden Ergebnisse miteinander zu verbinden, um zwei verschiedene Beschreibungen des Bodenzustands zu erstellen – eine für den weichsten und eine für den härtesten Bodenzustand. Die Sensitivitätsanalyse hilft dabei, die endgültige Konstruktion der Fundamente für die Pumpe zu bestimmen. Die Konstruktion der Pfähle (Durchmesser der Pfähle, Anzahl der Pfähle usw.) sollte optimiert werden. 　　Hinweise zur Fundierung der Pumpe Die Fundierung der Pumpe muss groß genug sein, richtig ausgeführt werden und in gutem Zustand gehalten werden. Eines der wichtigsten Prinzipien ist, dass das Gewicht des Betons etwa dreimal so groß ist wie das Gewicht der dynamischen Pumpen (Zentrifugalpumpen oder Axialstrompumpen). Während der Nutzung der Pumpe – und das kann bis zu 30 Jahre oder länger sein – muss das Fundament/Installationssystem unabhängig vom Betriebsmodus den folgenden Anforderungen entsprechen: 1. Es muss die Pumpe sowie die damit verbundenen Geräte stützen. 　　2. Die Vibrationen sowie der dadurch entstehende dynamische Druck werden über den Untergrund (und den Boden) effektiv abgeleitet, wodurch die schädlichen Auswirkungen dieser Vibrationen verringert oder beseitigt werden. 　　Das Hauptproblem bei der Planung und Umsetzung der Fundamente sowie des Montagesystems einer Pumpe sind die „Vibrationen“. Die Schwingungsenergie gelangt in Wellenform durch den Untergrund hinein und wieder heraus, wodurch sie vom Boden aufgenommen wird. Doch wenn die Gesamtstruktur der Pumpe und des Fundaments bricht, beschädigt wird oder sich voneinander trennt, wird dies die Übertragung der Schallwellen behindern. 　　Die Fundamente sollten eine einheitliche Struktur bilden – die Polster, die Betonfundamente, der Zementbrei sowie die Pumpen sollten ebenfalls zu einem Ganzes gehören. Wenn die Pumpe auf einer mobilen Einheit installiert werden muss, sind die folgenden beiden Lösungen am besten geeignet: ■ Verwendung von Bodenbolzen an der Oberseite der mobilen Basis. 　　■Füllen Sie die Lücken im Schwenkfuß mit geeigneter Zementmischung. 　　Auf die Abmessungen der Fundamente sowie deren Schwerpunkt sollte besonders geachtet werden. Der Unterschied in der Höhe zwischen dem dynamischen Druck der Pumpe und dem Schwerpunkt des Pumpen-Boden-Systems sollte so gering wie möglich sein. Sehr grob gesagt, sollte die Länge der Fundamentbolzen für kleine Pumpensätze (3 MW) am besten über 0,5 Meter liegen. 　　Sockelmuttern oder Deckel werden stets empfohlen. Wellenförmige Bodenbolzenschalen sind die beste Wahl. Die Bolzen sollten nicht in Berührung mit dem Epoxidmörtel oberhalb der Hälfte ihrer Länge kommen. Dazu muss der obere Teil der Schraube mit einem Streifen Klebeband umwickelt oder mit Schaumstoff zum Isolieren von Rohren (oder ähnlichem) bedeckt werden. Bolzen und Nut sollten möglichst weit von den Rändern der Fundamentplatte entfernt sein (mindestens 250 Millimeter)