Warum kann eine Zentrifugalpumpe für kurze Zeit blockiert werden?

1. Eine Zentrifugalpumpe kann Druck aufbauen, weil am Eingang der Saugleitung der Pumpe eine Rückflussklappe (Schiebeschloss) installiert ist. 2. Vor dem Start der Zentrifugalpumpe muss das Pumpengehäuse sowie die Saugrohre mit Wasser gefüllt werden. Anschließend wird der Motor gestartet, wodurch die Pumpenwelle die Laufräder sowie das Wasser in eine schnelle Drehbewegung versetzt. Dadurch kommt es zu einer Zentrifugalkraft, die das Wasser zur Peripherie der Laufräder drückt. Von dort aus fließt das Wasser durch die Kanäle im gewundenen Pumpengehäuse in die Druckrohre der Pumpe. Nach dem Druckaufbau ist der Durchfluss am geringsten, die Leistung des Laufrads ist am niedrigsten, und auch die Stromstärke sowie die Leistung des Motors sind am geringsten. Deshalb müssen bei großen Zentrifugalpumpen beim Start zunächst die Auslassventile geschlossen werden, und erst nach dem Start können sie langsam geöffnet werden

Im Allgemeinen werden Rückflussventile meist am Ausgang der Pumpe installiert. . . . . Könnten Sie bitte erklären, in solchen Fällen wird es am Eingang installiert?

Durch die Installation einer Rückflussklappe am Ausgang kann der Auslassdruck der Pumpe selbst gemessen werden. An der Eingangsstelle werden meist Selbstansaugpumpen verwendet. Der Grund dafür ist, dass das Wasser in der Pumpe nach dem Abschalten der Pumpe nicht aufgrund des großen Rohrdurchmessers (in vertikaler Position) nach unten fließen kann. Dadurch wird es erleichtert, die Pumpe erneut zu starten – schließlich kann dann wieder Wasser in die Pumpe eingefüllt werden.

Haha, gerade nachdem ich geantwortet hatte, ist mir die Saugpumpe eingefallen! Aber ich persönlich halte es nicht für eine gute Erklärung, dieses Problem auf diese Weise zu verstehen; vielmehr wäre es passender, es aus der Perspektive der Energieumwandlung zu erklären. Wenn die Zeit des Anhaltens unbegrenzt verlängert wird, wird die kinetische Energie der Pumpe in potenzielle Energie umgewandelt, die wiederum als Wärmeenergie freigesetzt wird. Dies ist nicht vorteilhaft für den normalen Betrieb der Pumpe. Bei einem kurzen Anhalten entsteht zwar ebenfalls etwas Wärme, doch diese kann in der Regel vernachlässigt werden!

Die Zentrifugalpumpe wird mit geschlossenem Ventil gestartet – das ist im Grunde genommen das Starten der Pumpe unter Druck. Tatsächlich haben alle gewöhnlichen Mechanismen einen Puffer, sodass in der Regel in kurzer Zeit nichts passiert.

In kurzer Zeit reicht die durch Reibung zwischen Rotor und Flüssigkeit erzeugte Wärme nicht aus, um die Flüssigkeit zu verdampfen. Auch der Schaden an den Lagern durch zunehmende Vibrationen entsteht schrittweise. Daher kann eine Zentrifugalpumpe für kurze Zeit blockiert werden

Das Blockieren einer Zentrifugalpumpe bedeutet, dass sie am linksten Punkt der Leistungskurve arbeitet – dabei ist die Effizienz der Pumpe am geringsten. Die Antriebsleistung wird fast vollständig in Wärme des Mediums umgewandelt. Daher lässt das Anhalten der Pumpe dazu führen, dass sie immer heißer wird. Ein kurzes Anhalten der Pumpe führt nicht dazu, dass die Temperatur der Flüssigkeit stark ansteigt und dadurch die Bauteile der Pumpe beschädigt werden.

Das Betreiben der Zentrifugalpumpe unter Überdruck tritt auf, wenn nach dem Starten der Pumpe das Auslassventil nicht rechtzeitig geöffnet wird. Dies ist ein normaler Vorgang. Der Überdruck hat folgende Nachteile:

1. Temperaturanstieg: Während des Überdrucks arbeitet auch das Laufrad weiter und verbraucht Energie. Auch wenn die Leistung des Motors in diesem Fall nicht sehr hoch ist, wird diese Energie nicht in Druck- oder Bewegungsenergie des Mediums umgewandelt, sondern in Wärmeenergie. Die dabei entstehende Wärmeenergie ist deutlich höher als bei normaler Betriebsweise. Dadurch steigt die Temperatur des Mediums stark an. Eine hohe Temperatur des Mediums hat zwei Nachteile: (1) Wenn die Temperatur einen bestimmten Wert erreicht, kann es am Eingang des Laufrads zu Kavitation kommen. (2) In den Selbstreinigungs-, Selbstzirkulations- und Selbstkühlungssystemen der Pumpe – wie z.B. bei mechanischen Dichtungen, Schutzpumpen und Magnetpumpen – wird die Selbstkühlung und Selbstschmierung beeinträchtigt. Eine hohe Temperatur des Mediums ist somit schädlich für diese Systeme.

2. Vibrationen: Wenn die Pumpe außerhalb ihrer optimalen Betriebspunkte arbeitet, entstehen starke Vibrationen. Das schadet der Pumpe selbst. Zusätzlich zu den durch Kavitation verursachten Vibrationen können auch die Dichtungen sowie die Rollenlager beschädigt werden. 3. Axiale und radiale Kräfte: Das Überdruckphänomen ist ein kurzzeitiger Zustand, der auftritt, wenn die Pumpe unter Bedingungen arbeitet, die stark von den normalen Betriebsbedingungen abweichen. Während dieses Phasen sind sowohl die axialen als auch die radialen Kräfte in der Pumpe sehr groß. Dadurch entstehen hohe Belastungen auf die Lager oder die Achsenhalterungselemente, was zu Schäden an diesen Strukturen oder zu einer verkürzten Lebensdauer führen kann. Deshalb kann eine robustere Pumpe das noch gerade ertragen, während bei einigen empfindlichen und zerbrechlichen Pumpen besonders darauf geachtet werden muss, keinen zu langen Druck aufzubauen – in der Regel sollte der Druck nicht länger als 5 Minuten anhalten. Im Grunde sollte man diesen unvermeidlichen Prozess – also die Zeit, in der Druck aufgebaut wird – so weit wie möglich verkürzen. Es gibt viele mögliche Ursachen für einen Druckanstieg in der Pumpe. Zu den mir einfallenden Ursachen gehören: Probleme mit der Ausrüstung: Die Ausgangsventile sind beschädigt und können nicht geöffnet werden, oder die Ausgangsleitungen sind verstopft. Raumbedingungen: Die Ausgangsventile befinden sich zu weit entfernt, und der Weg dorthin ist schwierig – es dauert lange, dorthin zu gelangen. Personelle Probleme: Nach dem Starten der Pumpe treten andere Aufgaben auf, wodurch die Ventile nicht rechtzeitig geöffnet werden können

Einige Saugpumpen haben an der Einlassstelle eine Bodenklappe, die einer Einwegventil ähnelt. Aber man kann deshalb nicht die Pumpe zurückhalten!

Bei geringer Leistung ist es noch möglich, eine etwas längere Betriebsdauer zu tolerieren. Bei hoher Leistung steigt die Temperatur im Pumpeninneren jedoch stark an, was zu Schäden an den Pumpenteilen führt. Deshalb werden in der Regel am Auslass ein Ventil sowie ein Schlauch eingebaut, sodass der Durchfluss mindestens 30 % des Nennwerts beträgt

Niedrige Leistung, für kurze Zeit kein Problem.

Dieser Beitrag wurde zuletzt von Schlamm_ZPTK am 29.11.2018 um 08:35 bearbeitet. Nachdem der Betriebsdruck stabil ist, sollte das Auslassventil langsam geöffnet werden – und zwar nicht länger als 2 Minuten