Pumpen-Technologien

Nicht nur das Fördermedium ist entscheidend für die Wahl der passenden Pumpentechnologie. Auch die Anwendung spielt eine große Rolle: Während Austragspumpen und Fasspumpen für die Entleerung von Behältern zuständig sind, dienen Transferpumpen der Förderung eines Mediums von einem Ort zum anderen. Sie zählen zu den gefragtesten Pumpentypen und kommen in der Industrie am häufigsten zum Einsatz. Sie werden auch als Förderpumpen bezeichnet und können je nach Bauart und Ausführung jedes fluide Medium in nahezu jeder gefragten Menge transportieren. Da viele Anwender oft ähnliche Anforderungen stellen, gibt es Normen, die gewährleisten, dass herstellerübergreifend vergleichbare Eigenschaften geboten werden. Solche Pumpen werden als Normkreiselpumpe oder auch einfach Normpumpe bezeichnet.

Neben Transfer- und Förderpumpen ebenfalls oft gefragt sind Zirkulationspumpen bzw. Umwälzpumpen. Sie kommen in Kühl- und Heizkreisläufen zum Einsatz, zum Beispiel, wenn mit Wasser als Medium ein Werkstoff auf gleichbleibender Temperatur gehalten werden muss. Auch abseits industrieller Anwendungen wird die Zirkulationspumpe häufig verwendet, so ist sie in nahezu jeder Heizungsanlagen zu finden.

In Branchen wie der Lebensmittel- und Getränkeherstellung oder der Pharmazie  sind oftmals Hygienepumpen notwendig. Durch die Materialien der medienberührenden Teile und konstruktive Details wie eine leichte Reinigung oder die Vermeidung von Toträumen gewährleisten sie eine besonders hygienische Förderung. So wird eine Kontaminationen vermieden und sichergestellt, dass auch empfindliche Medien, wie eben Nahrungs- und Genussmittel, sicher gefördert werden. Für Laborpumpen gelten oft ähnliche Anforderungen. Jedoch sind solche Pumpen meist wesentlich kleiner als solche für industrielle Anwendungen.

Eine Besonderheit stellen Dosierpumpen dar. Auch sie müssen meist nur eine geringe Fördermenge verarbeiten. Allerdings kommt als weitere Anforderung eine möglichst hohe Genauigkeit beim Durchsatz hinzu. Dosierpumpen gibt es in zahlreichen Formen, die sich nicht nur bei der Exaktheit unterscheiden, sondern auch hinsichtlich der Dosierintervalle.

Druckerhöhungspumpen (auch Booster-Pumpen genannt) kommen zum Einsatz, wenn ein industrieller Prozess auf einen bestimmten, oft sehr hohen Druck angewiesen ist. Ist dagegen über den gesamten Prozess hinweg ein hoher Druck gegeben (zum Beispiel im Bereich Befeuchtungstechnik oder im Spritzguss), werden Hochdruckpumpen benötigt. Im Gegensatz dazu müssen Medien mit besonders hohen Temperaturen mit speziell auf diese Anwendung ausgelegten Hochtemperaturpumpen gefördert werden. Selbes gilt für Fördermedien im extrem niedrigen Temperaturbereich für die speziell ausgelegte Niedrigtemperaturpumpen (Cryopumpen) benötigt werden.
 

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Wie bei den verschiedenen Technologien gilt auch bei der Ausführung: Die Anwendung gibt die Installation vor. Während etwa ein horizontaler Einbau die Wartung vereinfachen kann, bietet ein vertikaler Einbau der Pumpe in engen Anlagen Platzvorteile. Sind einstufige Pumpen wartungsfreundlicher und einfacher im Aufbau, können mehrstufige Pumpen hingegen leichter hohen Druck aufbauen. 

Bei vielen Medien und Anwendungsbereichen werden mit Gleitringdichtung mechanisch abgedichtete Pumpen verwendet. Werden besonders aggressive, giftige oder explosionsfähige Fluide gefördert, müssen dichtungslose, hermetische Pumpen verwendet werden. Unterschiede bestehen auch im Ansaugverhalten: Selbstansaugende Pumpen bieten Vorteile bei Fördermedien mit hohem Gasanteil, eingetauchte Pumpen werden oft im Wasser- und Abwassersektor eingesetzt.

Je nach Pumpentechnologie und Anwendung müssen Pumpenhersteller die Einhaltung verschiedener Normen gewährleisten. Wichtige Normen kommen zum Beispiel vom American Petroleum Institute (API) und der Internationalen Organisation für Normung (ISO). Für zahlreiche Branchen sind auch die ATEX-Richtlinien der Europäischen Union für den Explosionsschutz relevant. 

Für einige Anwendungen können standardisierte Pumpen die gewünschten Anforderungen erfüllen. In anderen Fällen ist jedoch eine Norm-Pumpe ungeeignet. Hierfür bieten namhafte Pumpen-Hersteller Sonderanfertigungen an, die speziell auf das Medium und die Förderbedingungen angepasst werden. Besonders in der industriellen Anwendung werden die meisten Pumpen speziell auf die jeweilige Anwendung ausgelegt, da die Anforderungen sehr individuell sind und kaum von in Masse herstellten Standardpumpen abgebildet werden können.

Die meisten Industriepumpen werden heute aus Grauguss hergestellt. Allerdings gibt es auch beim Material zahlreiche Sonderausführungen. Diese sind stets vom zu fördernden Medium, von prozesstechnischen Gegebenheiten, von der Branche und auch von geltenden Normen abhängig. Dabei wird grundsätzlich zwischen dem Material des Pumpengehäuses und dem Material der medienberührenden Teile unterschieden.
 

Beispiele von gängigen Pumpen-Materialien für medienberührende Teile:

• Grauguss
• Metall
• Edelstahl, Chrom-Nickel-Stahl, Duplex, Titan, Hastelloy, Bronze
• Keramik
• PP, PFA, PVC, PVDF, PEEK, PTFE, UHMW-PE
• synthetische Kohle
   

Kunststoffpumpen werden beispielsweise oft als Säurepumpen bzw. als Chemiepumpen eingesetzt oder bei anderen Medien, die sehr aggressiv wirken. Metalllegierungen wie Hastelloy können hierfür teilweise ebenfalls eingesetzt werden, besonders, wenn hohe Temperaturen erreicht werden. Pumpen, deren medienberührende Teile aus entsprechend widerstandsfähigen Materialien hergestellt sind, befördern auch solche Medien zuverlässig und ohne zusätzlichen Wartungsaufwand.

Anwender in der Lebensmittelproduktion sind für zahlreiche Primärprozesse auf Edelstahlpumpen angewiesen: Im Gegensatz zu einer Normpumpe aus Grauguss erfüllen sie die hohen Hygieneanforderungen der Branche. Das betrifft bei den Lebensmittel- und Pharma-Anwendungen auch das Pumpengehäuse: Es muss eine geeignete Reinigbarkeit aufweisen, damit sichergestellt ist, dass keine Kontaminationen auftreten können. Um diese Anforderung zu erfüllen, sind meist Gehäuse aus Edelstahl nötig.
 

Im industriellen und gewerblichen Bereich hat sich der Elektromotor als absoluter Standard für den Antrieb von Pumpen durchgesetzt. Er bietet viele Vorteile: Er arbeitet leise und sauber, außerdem ist Elektrizität in industriellen Anlagen üblicherweise einfach verfügbar. Mit einem Frequenzumrichter  ausgestattet, kann die Drehzahl der Pumpe einfach an den Förderbedarf angepasst werden, was Energie spart und die Anlage schont.
 

Welche Antriebe für Pumpen gibt es außer dem Elektromotor?

• Dieselmotor
• Hydraulikmotor
• Druckluft
• Magnetkupplung
• Solarantrieb
   

Ein Dieselmotor kann in entfernten Anlagen nötig sein, die nicht an das Stromnetz angeschlossen sind, zum Beispiel in Wasserwerken. Antriebe mit Druckluft bieten im Vergleich zu Elektromotoren einen hohen Explosionsschutz.

Wenn eine Anwendung erfordert, dass das Fördermedium hermetisch gegen die Umgebung abgedichtet wird (zum Beispiel aufgrund leichter Entzündlichkeit oder bei besonders giftigen Medien), sind Magnetkupplungspumpen gefragt: Hier ist der Motor über ein magnetisches Antriebssystem mit dem Pumpenlaufrad verbunden, sodass der Produktraum sicher von der Umgebung getrennt ist.

Je nach Anwendungsfall werden von Herstellern auch weitere Sonderantriebe angeboten, zum Beispiel ein umweltfreundlicher Solarantrieb – ganz nach vorliegenden Gegebenheiten.