Plunger- & Kolbenpumpen

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Plungerpumpen, oftmals von Laien auch nur als Kolbenpumpe bezeichnet, gehören zu den oszillierenden Verdrängerpumpen - einer der ältesten Pumpenbauarten. Die Verdränger in Plungerpumpen werden von Kurbelwellen angetrieben, die Teil der Pumpe sind, welche mindestens einen Zylinder hat. Bei diesen Pumpen wird der Verdränger „Plunger“ (alt = Tauchkolben) genannt. Der Plunger „taucht“ im Gegensatz zu den Kolbenpumpen durch eine feststehende Dichtung in einen abgeschlossenen Arbeitsraum und verdrängt so die Flüssigkeit. Bei Kolbenpumpen hingegen oszilliert die Dichtung zusammen mit dem Verdränger (= Kolben). Ein Rückschlagventil in der Ansaugöffnung und ein Rückschlagventil in der Auslassöffnung des Zylinders stellen sicher, dass das Fluid in die gewünschte Richtung gefördert wird. Mindestens ein Verdränger taucht bei jeder Kurbelwellenumdrehung einmal in seinen Zylinder ein und wird einmal von der Kurbelwelle zurückgezogen. Dadurch verändert sich das Volumen des Zylinders und die Pumpe pumpt. Um die Pulsation des geförderten Fluids in möglichst geringen Grenzen zu halten sind die Zylinderzahlen ungerade und meist größer als Eins.

Plungerpumpen / Kolbenpumpen sind für hohe Drücken & hohe Förderströme geeignet
 

Da die dynamische Hochdruckdichtung der Plungerpumpe nicht an dem sich bewegenden Verdränger, sondern am Gehäuse der Pumpe befestigt ist, kann das Dichtungssystem sehr aufwendig und in zahllosen Varianten ausgeführt werden. Dadurch kann eine Plungerpumpe an vielfältige Fluide und Umgebungen angepasst werden. Dazu passt, dass die Pumpengehäuse und Innenteile der Plungerpumpen aus fast beliebigen Materialien gefertigt werden können. Durch diese Möglichkeiten können z.B. abrasive, korrosive, heiße, kalte, viskose, toxische und brennbare Fluide verpumpt werden – auch unter höchsten Drücken. Dabei können aufwendige Leckageüberwachungen und fast beliebige Sperrflüssigkeiten verwendet werden. Weist ein Fluid einen hohen Dampfdruck auf, kann eine Plungerpumpe dieses ebenfalls fördern, indem der Speisedruck der Plungerpumpe erhöht wird. Sogar sterilisierbare Ausführungen von Plungerpumpen sind in allen Druckstufen möglich. Für explosionsgefährdete Umgebungen können Plungerpumpen explosionsgeschützt ausgeführt werden.

Weil die oszillierenden Plunger von einer Kurbelwelle zwangsangetrieben werden, können höchste Durchflusswiderstände überwunden werden. Eine Plungerpumpe kann also in Prozessen mit höchsten Drücken eingesetzt werden, vorausgesetzt der Antriebsmotor ist stark genug.

Die Plunger antreibende Kurbelwelle wird meist mit einer Drehzahl gedreht, die langsamer als die Drehzahl üblicher Antriebe ist. Daher weisen die meisten Plungerpumpen eine integrierte Getriebeuntersetzung auf. Nur ganz kleine Baugrößen bis ca. 45kW werden oft über externe Riementriebe angetrieben. Ganz große Baugrößen weisen keine integrierte Untersetzung mehr auf, es werden externe Industriegetriebe zwischen Pumpe und Antrieb verwendet.

Da die Plungerpumpen zu den oszillierenden Verdrängerpumpen gehören, hängt der Förderstrom nur von der Drehzahl der Pumpenkurbelwelle ab. Die Förderkennlinie ist quasi linear und direkt proportional zur Antriebsdrehzahl. Dadurch lassen sich Dosieraufgaben genauso gut erfüllen wie drehzahlabhängige Druckregelungen – bis zu mehreren tausend bar Betriebsdruck.

Bauartbedingt arbeiten Plungerpumpen mit Wirkungsgraden von mehr als 90%! Damit wird ihr Einsatz überall dort interessant, wo auch Energie eingespart werden soll. Die hohe Energiedichte – oder kleine Bauform – von Plungerpumpen erleichtert dabei deren Aufstellung enorm.

 

Aufgrund ihrer vielfältigen Vorteile ist eine Plungerpumpe oft eine wirtschaftlich sinnvolle Alternative zu bisher üblichen Lösungen.

Anwendungen für Plungerpumpen / Kolbenpumpen:

  • Hochdruckreinigung
  • Wasserhydraulik
  • Ölhydraulik
  • Entzunderung
  • Prozesstechnik
  • Dosiertechnik
  • Biotechnik
  • Druckprüfungen
  • Energiesparende Fluidförderung
  • Bohrtechnik
  • Wasserverpressung
  • Fracking
  • Wasserstrahlschneiden

Vorteile von Plungerpumpen / Kolbenpumpen:

  • Auf fast jedes Fluid konfigurierbar
  • Lineare Förderkennlinie
  • Förderung gegen höchste Drücke
  • Höchstmöglicher Wirkungsgrad
  • Kleine Bauform
  • Geringer Energieverbrauch
  • Große Fördermengen bei hohem Druck

Fördercharakteristika von Plungerpumpen / Kolbenpumpen:

  • Druck: bis 3500bar
  • Förderstrom: bis 4000l/min
  • Temperatur: bis 200°C
  • Viskosität: bis 2000mPas
  • Zulaufdruck: freier Zulauf bis zu 1000bar


Plungerpumpe mit Dieselmotor


Plungerpumpe mit Elektroantrieb

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