Sie gehört zweifellos zu den bekanntesten Pumpen überhaupt: die Kolbenpumpe. Obwohl ihr Funktionsprinzip bereits mehrere hundert Jahre alt ist, ist sie alles andere als ein Oldtimer. Industrielle Kolbenpumpen gibt es in verschiedenen Ausführungen. Sie zeichnen sich bei industriellen Anwendungen durch verschiedene Eigenschaften aus – allen voran ihre Eignung zur Förderung kleiner Förderströme bei hohem Druck.
Kolbenpumpen
Technische Daten & Eigenschaften:
- Fördermenge: bis zu 51 m³/h
- Druck: bis zu 140 bar
- Temperatur: 5 bis zu 60 °C
- Viscosity: bis zu 50.000 mPas
- Einbauart: horizontal
- selbstansaugend möglich
- dichtungsloses Design möglich
- ATEX: ExZonen 2 & 1
- Antriebe: Elektro, Diesel, Hydraulik
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Als Verdrängerpumpe macht sich die Kolbenpumpe nicht wie Kreiselpumpen die Fliehkraft zunutze, sondern verdrängt Flüssigkeiten aktiv – und zwar mit dem namensgebenden Kolben. Er wird durch eine Hubbewegung geradlinig in einen Zylinder geführt, der an Zulauf und Ablauf mit einem Ventil verschlossen ist. Beim Ansaugen bewegt sich der Kolben aus dem Pumpengehäuse heraus; dabei öffnet sich das Einlassventil und die Flüssigkeit strömt in den Zylinder ein. Mit der Förderbewegung fährt der Kolben zurück ins Gehäuse; das Auslassventil öffnet sich und das Medium wird aus der Pumpe gefördert.
Kolbenpumpen sind in ihrer Funktionsweise den Plungerpumpen äußerst ähnlich, weshalb diese gerne für die selbe Pumpentechnologie gehalten oder miteinander verwechselt werden – selbst unter Pumpenkennern. Das Differenzierungsmerkmal ist hier die Abdichtung: Kolbenpumpen haben eine oszillierende Dichtung, welche sich mit dem Kolben bewegt, Plungerpumpen hingegen haben eine feststehende Dichtung, wo sich der Plunger (Tauchkolben) hindurch bewegt.
Welche Kolbenpumpen gibt es?
Standardausführungen von Kolbenpumpen verfügen über einen Kolben und sind technisch unkompliziert aufgebaut. Sie sind besonders robust und arbeiten oft mehrere Jahrzehnte, ohne ausgetauscht werden zu müssen.
Ein Nachteil der Förderung mit Kolbenpumpen ist, dass in der Standardausführung prinzipbedingt Pulsation entsteht. Um den Einsatz auch in Bereichen zu ermöglichen, in denen Pulsation unerwünscht ist, existieren mehrere Bauarten, die diesem Effekt entgegenwirken: am häufigsten durch Pulsationsdämpfer. Diese Druckbehälter solcher Pumpen sind an die Förderleitung angeschlossen und mit einem Gas gefüllt, das durch eine Membran vom Medium separiert wird. Das Gas agiert als Polster: Bei der Hubbewegung des Kolbens tritt Fördermedium in den Druckbehälter ein, das Gas wird verdichtet und schwächt die Pulsation somit ab oder gleicht sie vollkommen aus.
Alternativ werden bei entsprechenden Fördermengen auch Triplexpumpen eingesetzt. Diese Kolbenpumpen verfügen über drei Kolben, die die Flüssigkeit abwechselnd pumpen. Durch die mehrfachwirkende Förderung wird ein gleichmäßiger Durchfluss sichergestellt. Da die Fördermenge durch die Dreifachwirkung erhöht wird, muss allerdings gegebenenfalls die Baugröße angepasst werden.
Können Kolbenpumpen als Dosierpumpen eingesetzt werden?
Wie zahlreiche andere Verdrängerpumpen werden auch Kolbenpumpen als Dosierpumpen für Flüssigkeiten eingesetzt. Sie eignen sich besonders für die wirtschaftliche Dosierung unkritischer Flüssigkeiten. Hier punkten diese Pumpen mit ihrer robusten Ausführung und der Eignung für hohen Druck.
Unterschiede zur Kolbenmembranpumpe und Plungerpumpe
Technisch mit der Kolbenpumpe verwandt sind die Bauarten Kolbenmembranpumpe und Plungerpumpe: Ihre Förderprinzipien beruhen ebenfalls auf einem in das Pumpengehäuse eindringenden Kolben. Bei Plungerpumpen ist dies ein Plungerkolben, der sich nicht abgedichtet an der Wand des Zylinders im Pumpengehäuse entlangbewegt. Stattdessen gleitet er in eine feststehende, abgedichtete Stopfbuchse.
Bei Kolbenmembranpumpen dringt der Kolben nicht in den mit geförderter Flüssigkeit gefüllten Zylinder ein. Stattdessen trennt eine Membran den Kolben von der Förderkammer ab: Der Kolben dringt lediglich in ein Arbeitsmedium ein. Die Komprimierung wird auf die Membran übertragen, die so Saug- und Druckimpulse auf die zu fördernde Flüssigkeit bewirkt.
Kolbenpumpen sind keine Universalisten, sondern Experten für besondere Aufgaben: Wenn die Umgebung rau ist oder der Druck auf höchste Werte steigt, laufen die robusten Maschinen zur Höchstform auf. Je nach Ausführung ist ein Förderdruck bis zu mehreren Tausend bar für diese Pumpen problemlos machbar.
Kolbenpumpen haben vielfältige Anwendungen und können außer Flüssigkeiten auch Gase fördern. Die robusten Aggregate sind in zahlreichen Baugrößen erhältlich und arbeiten auch in rauen Umgebungen sicher und zuverlässig. Im industriellen Umfeld werden diese Pumpen überall eingesetzt, wo zudem hoher Förderdruck herrscht:
• Chemische Industrie
• Öl & Gas
• Bergbau
• Energiewirtschaft
• Wasserversorgung & Abwasser
• Stahl- & Walzwerke
• Galvanik & Keramik
Ob chemische Industrie, die Förderung und Verarbeitung von Öl und Gas oder im Bergbau und bei der Abwasseraufbereitung: Kolbenpumpen sind in anspruchsvollen Branchen zu Hause, in denen andere Pumpentechnologien ungeeignet sind. Mit ausgefeilten Vorrichtungen zur Pulsationskompensation und Weiterentwicklungen wie der Membrantechnik zeigen die seit Jahrhunderten etablierten Aggregate zudem, dass ihre Entwicklung noch längst nicht das Ende erreicht hat, sondern sich den Anforderungen der Anwender laufend anpasst. So vielfältig wie die Branchen in denen sie eingesetzt werden, so zahlreich sind auch die möglichen Anwendungen von Kolbenpumpen und eine stumpfe Auflistung kaum möglich.
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