1 Kolbenpumpen
1.1 Funktionsprinzip der Kolbenpumpe
Die Kolbenpumpe funktioniert durch die Kompression und den Transport von Flüssigkeiten oder Gasen mittels eines Kolbens. Das Funktionsprinzip l?sst sich wie folgt beschreiben:
1. Dosierprozess: Zufuhr → Dosierung → Rückzug → Zyklus
2. Kolbenbewegung: Ein fester Zylinder und Dichtungen erm?glichen die Vorw?rts- und Rückw?rtsbewegung des Kolbens. Die Dichtungen sind am Zylinderk?rper angebracht.
3. Volumen?nderung: Durch die hin- und hergehende Bewegung des Kolbens im Zylinder ?ndert sich das Volumen zwischen Kolben und Zylinderwand. Dies führt zu einer periodischen Ver?nderung des Arbeitsvolumens im Pumpenraum, wodurch Flüssigkeit angesaugt und ausgesto?en wird, w?hrend gleichzeitig der Druck erh?ht wird.
Funktionsprinzip Diagramm
Die Kolbenpumpe nutzt die hin- und hergehende Bewegung eines Kolbens innerhalb des Pumpenzylinders, um das Arbeitsvolumen des Zylinders periodisch zu vergr??ern und zu verkleinern, wodurch Flüssigkeit angesaugt und ausgesto?en wird. Diese Pumpe verfügt über eine Selbstansaugf?higkeit und kann auch bei starken Druckschwankungen einen nahezu konstanten Durchfluss aufrechterhalten. Sie eignet sich besonders für die F?rderung von hochviskosen Flüssigkeiten bei geringen Durchflussmengen und hohen F?rderh?hen.
Aber bei der F?rderung von hochviskosen Flüssigkeiten oder klebstoffartigen Substanzen mit Feststoffanteilen kann es jedoch zu folgenden Problemen kommen: Die Flüssigkeit kann sich im Kolbenraum absetzen und entmischen, wodurch sich die Feststoffpartikel am Boden des Kolbenraums ansammeln. Die Ablagerungen k?nnen zu Blockaden führen, die den reibungslosen Betrieb der Pumpe beeintr?chtigen und letztendlich zu Ausf?llen führen.
1.2 Leistungsmerkmale der Kolbenpumpe
Die Kolbenpumpe zeichnet sich durch ein einfaches Funktionsprinzip aus und eignet sich insbesondere für Anwendungen mit hohem Druck. Bei Flüssigkeiten mit niedriger Viskosit?t erm?glicht sie eine pr?zise Dosierung. Allerdings weist ihre Struktur einige Nachteile auf: Die Kolbenpumpe erfordert ein System aus Ein- und Auslassventilen, was die Konstruktion verkompliziert, dies führt zu h?heren Wartungs- und Reparaturkosten; Kolbendichtungen und Umschaltmembranen unterliegen einem hohen Verschlei? und müssen regelm??ig ausgetauscht werden; Der Dosierprozess ist nicht kontinuierlich, und die Menge pro Hub ist begrenzt, dies kann zu Ungenauigkeiten in der Dosierung führen; Das Volumen von Kolben und Zylinder ist fest vorgegeben, was die Anpassung des Mischverh?ltnisses und der F?rderleistung erschwert, die Pumpe ist nur bedingt geeignet für die F?rderung von hochviskosen Flüssigkeiten oder Medien mit Feststoffpartikeln.
Strukturdiagramm
1.3 Kolbenpumpe liefert Klebstoff mit hoher Viskosit?t oder festen Partikeln
Beim Einsatz von Kolbenpumpen zur F?rderung von hochviskosen Flüssigkeiten oder Medien mit Feststoffpartikeln treten folgende Probleme auf: Kolbendichtungen, Umschaltmembranen (aus Gummi oder Kunststoff) und der Umschaltraum (metallisch) unterliegen einem starken Verschlei?. Die Umschaltmembran und der Ansatz im Umschaltraum sind durch Pressung abgedichtet. Durch wiederholte St??e und die abrasive Wirkung der Feststoffpartikel in der Flüssigkeit kommt es zu erheblichen Abnutzungen; Die Membran muss aufgrund des schnellen Verschlei?es mindestens einmal pro Monat oder sogar h?ufiger ausgetauscht werden, dies führt zu einem erheblichen Wartungsaufwand, der zeit- und arbeitsintensiv ist.
Verschlei?erscheinungen an der Umschaltmembran der Kolbenpumpe
2. Schneckenpumpen
Schneckenpumpen, wurden im Vergleich zu Kolbenpumpen sp?ter entwickelt. Im Jahr 1930 entdeckte der Luftfahrtpionier René Moineau, w?hrend er an einem Kompressor für Strahltriebwerke arbeitete, dass das gleiche Prinzip auch als Pumpensystem funktionieren k?nnte. Seine bahnbrechende Arbeit legte den Grundstein für die Einschneckenspindelpumpe, die auch als Moineau-Pumpe bekannt ist. Diese Pumpe geh?rt zur Kategorie der Rotationsverdr?ngerpumpen.
2.1 Prinzip der Schneckenpumpe
Schraubenspindelpumpen werden in Einschnecken-, Zweischnecken- und Mehrschneckenpumpen unterteilt. Am h?ufigsten werden Einschneckenpumpen eingesetzt.
Die Einschneckenpumpe basiert auf der Entwicklung aus mehreren abgedichteten Kolbenkammern. Sie kombiniert die Dichtigkeit einer Kolbenpumpe mit der Kontinuit?t einer Zahnradpumpe. Durch die exzentrische Rotation der Schnecke erm?glicht sie die F?rderung und Dosierung von hochviskosen Flüssigkeiten, die Feststoffpartikel enthalten.
Als Pr?zisionsbauteile sind die Herstellungsqualit?t und Genauigkeit von Stator (Geh?use) und Rotor (Schnecke) entscheidend für die hohe Leistungsf?higkeit der Schneckenpumpe. Nur durch pr?zise Fertigung k?nnen die Vorteile dieser Pumpentechnologie voll ausgesch?pft werden.
Diagramm des unendlichen Kolbenprinzips
2.2 Kinematische Eigenschaften der Schneckenspindelpumpe
Bei einer Einspindel-Schneckenpumpe besteht das Rotor-Stator-Profil im Wesentlichen aus einer ?u?eren ?quidistanten einer gew?hnlichen Hypozykloide als Statorprofil, w?hrend die dazu konjugierte Kurve die Rotorprofilfl?che bildet.
(2) Der Rotor kann als die Bahn eines Kreises mit dem Radius R betrachtet werden, der sich entlang einer Schraubenlinie mit der Steigung t und einer Exzentrizit?t e kontinuierlich bewegt.
a) Die Einspindel-Schneckenpumpe geh?rt zu den rotierenden Verdr?ngerpumpen. Sie basiert auf einer pr?zisen volumetrischen Zuteilung und arbeitet nach dem Prinzip eines endlos zirkulierenden Kolbens.
b) Durch die Steuerung des Drehwinkels und der Drehgeschwindigkeit des Rotors mittels eines Servomotors und eines Steuerungssystems wird der Flüssigkeitsfluss kontrolliert.
c) Die F?rderung oder Druckerh?hung der Flüssigkeit erfolgt durch die Ver?nderung und Bewegung des Eingriffsvolumens zwischen Rotor und Stator.
d) Wenn sich der Servomotor dreht, bewegt er den Rotor mit, wodurch das Eingriffsvolumen an der Saugseite allm?hlich vergr??ert wird. Der Druck sinkt, und die Flüssigkeit str?mt aufgrund des Druckunterschieds in den Eingriffsraum.
e) Sobald das Volumen sein Maximum erreicht und eine dicht abgeschlossene Kammer bildet, wird die Flüssigkeit kontinuierlich in axialer Richtung transportiert, bis sie die Druckseite erreicht. Dort verringert sich das Eingriffsvolumen allm?hlich, wodurch die Flüssigkeit ausgesto?en wird.
Animation der Funktionsweise einer Schneckenpumpe
2.3 Struktur der Schneckenpumpe
Die Schneckenpumpe zeichnet sich durch eine endlos zirkulierende Kammerstruktur aus. Dadurch kommt es nicht zu Verstopfungen, selbst bei der F?rderung von hochviskosen Flüssigkeiten oder Medien mit festen Partikeln.
Strukturdiagramm der XETAR Schneckenpumpe
2.4 Leistung der Schneckenpumpe
1. Einfache Struktur, leicht zu demontieren, wartungsfrei, stabiler Druck ohne Pulsation, hohe Dosiergenauigkeit.
2. Aufgrund der speziellen Konstruktion besitzt die Schneckenpumpe selbstdichtende Eigenschaften, sodass keine Ventile an Ein- und Auslass?ffnungen erforderlich sind.
3. Unbegrenzte Zirkulationsdosierung, keine Einschr?nkung bei der Einzeldosiermenge.
4. F?rderung von Flüssigkeiten mit festen Partikeln m?glich.
5. Breites Viskosit?tsspektrum, geeignet für Medien mit niedriger bis hoher Viskosit?t.
6. Die Schneckenpumpe vereint die hohe Pr?zision und lange Lebensdauer einer Kolbenpumpe mit der einfachen Struktur einer Zahnradpumpe sowie einem stabilen, pulsationsfreien F?rderdruck.
Innere Strukturdiagramm der XETAR Schneckenpumpe
2.5 F?rderung von hochviskosen oder feststoffhaltigen Klebstoffen mit der Schneckenpumpe
Die Strukturmerkmale der Schneckenpumpe eignen sich besonders gut für die Verarbeitung von hochviskosen Flüssigkeiten oder Medien mit festen Partikeln.
Durch die Verwendung von hochpr?zise gefertigten Keramikrotoren und verschlei?festen Gummistatoren, hergestellt mit modernster CNC-Bearbeitung, gew?hrleistet unsere Schneckenpumpe eine hohe CMK-Dosiergenauigkeit. Bei Anwendungen mit hochviskosen und feststoffhaltigen Klebstoffen kann die Lebensdauer der Pumpe bis zu 3 Jahre wartungsfrei betragen.