Bei der Auswahl von Pumpen, der Durchführung routinemäßiger Wartungsarbeiten oder beim Lernen über Pumpen sind Vergleiche unvermeidlich: Kreiselpumpen vs. Verdrängerpumpen. Worin genau liegen die Unterschiede? Dies sind die häufigsten. Pumpenarten.
Dieser Leitfaden behandelt Definitionen, wichtige Vergleiche, Anwendungsbereiche, Auswahlkriterien und Wartungshinweise für beide Pumpentypen. Lernen Sie mit diesem Leitfaden ihre Geheimnisse kennen.
Unterschied zwischen Verdrängerpumpe und Kreiselpumpe
Kreiselpumpen Kreiselpumpen fördern Flüssigkeiten durch die Rotation eines Laufrads. Die hohe Drehzahl des Laufrads erzeugt Zentrifugalkraft, die kinetische Energie in Druckenergie der Flüssigkeit umwandelt. Dadurch kann die unter hohem Druck stehende Flüssigkeit aus dem Auslass gepumpt werden. Kreiselpumpen eignen sich für die Förderung von Reinwasser, industriellem Abwasser mit Feststoffen oder für Anwendungen, die eine kontinuierliche Förderung hoher Durchflussraten erfordern, wie z. B. Wasseraufbereitung, Schlammverarbeitung und … Ausbaggern.
Verdrängerpumpen hingegen nutzen interne bewegliche Teile (Zahnräder, Kolben, Membranen), um die Flüssigkeit durch eine Hin- und Herbewegung direkt herauszupressen. Da sie keine Energieumwandlung durch ein Laufrad benötigen, sind Verdrängerpumpen effizienter und eignen sich besonders für die Förderung hochviskoser Flüssigkeiten, die einen stabilen Druck oder präzise Durchflussmengen erfordern, wie beispielsweise in der Pharma-, Lebensmittel- und Erdölindustrie.
Diagramm: Vergleich von Verdrängerpumpen und Kreiselpumpen
| Kreiselpumpen | Verdrängerpumpen | |
| Flüssigkeitstyp | Klares Wasser, Feststoff enthaltende Suspension, niedrige bis mittlere Viskosität, Flüssigkeit mit hoher Fließgeschwindigkeit | Hohe Viskosität, stabile Durchflussrate, Gas-Flüssigkeits-Gemisch |
| Durchflussrate und Druck | Je größer der Durchfluss, desto geringer der Druck; sie verhalten sich umgekehrt proportional. | Durchflussrate und Druck sind nahezu unabhängig, und die Kurven verlaufen parallel. |
| Viskosität und Feststoffgehalt | Geeignet für niedrigviskose, hoch abrasive Feststoffpartikel mit einem Feststoffgehalt von 30-40%. | Geeignet für feine, weiche Feststoffpartikel mit hoher Viskosität und einem Feststoffgehalt von 60-80%. |
| Scheren | Hohe Scherkräfte zerstören leicht die Fluidstruktur. | Niedrige Scherkräfte, geeignet für biologische Suspensionen, Ölsuspensionen usw. |
| Effizienz und Energieverbrauch | Der Wirkungsgrad variiert mit den Betriebsbedingungen und erreicht seinen höchsten Wert am BEP (Best Efficiency Point) mit dem niedrigsten Energieverbrauch. | Der Wirkungsgrad bleibt unabhängig von den Betriebsbedingungen unverändert, was auf einen hohen Wirkungsgrad und einen relativ stabilen Energieverbrauch hinweist. |
| Wartung | Zur regelmäßigen Wartung gehören tägliche Kontrollen von Durchflussrate, Förderhöhe, Vibrationen und Geräuschentwicklung. | Die regelmäßige Wartung umfasst hauptsächlich die Überprüfung auf etwaige Unregelmäßigkeiten im Verkehrsfluss und bei der Lastverteilung. |
Wichtigste Punkte: Verdrängerpumpe vs. Kreiselpumpe
Durchfluss und Druck
🔸 Kreiselpumpen: Die Fördermenge einer Kreiselpumpe verhält sich umgekehrt proportional zu ihrer Förderhöhe. Steigt die Fördermenge, sinkt die Förderhöhe, wodurch der Druck abnimmt.
🔸 Verdrängerpumpen: Bei Verdrängerpumpen ist der Volumenstrom konstant. Gemäß der Wellenleistungsformel
, Durchflussrate und Druck stehen in keinem Zusammenhang, wohl aber die Leistungsaufnahme. Mit steigendem Druck benötigt die Pumpe mehr Leistung.
Viskosität und Feststoffgehalt
🔸 Kreiselpumpen: Wie bereits erwähnt, werden Kreiselpumpen von einem Laufrad Um Flüssigkeiten zu fördern, ist eine bestimmte Viskosität entscheidend. Diese hat einen erheblichen Einfluss auf die Pumpenleistung. Eine höhere Viskosität erfordert mehr Energie für die Rotation des Laufrads, was zu einer Verringerung des Pumpenwirkungsgrades führt.
Durch den Einsatz verschleißfester Werkstoffe können Kreiselpumpen jedoch auch Flüssigkeiten fördern, die harte, stark abrasive Feststoffpartikel der Größe 30-40% enthalten, sogar Partikel mit großem Durchmesser, wie sie beispielsweise in Bergwerksabfällen oder Flussbaggergut vorkommen.
🔸 Verdrängerpumpen: Wie bereits erwähnt, nutzen Verdrängerpumpen die Hin- und Herbewegung interner Komponenten, um die Flüssigkeit zu fördern. Nahezu die gesamte Energie wird für den Flüssigkeitstransport verwendet, ohne dass ein Laufrad verbraucht wird. Daher beeinflussen Änderungen der Flüssigkeitsviskosität die Fördermenge nicht, wodurch ein stabiler Wirkungsgrad gewährleistet wird.
PD-Pumpen können weiche Feststoffsuspensionen mit einem Feststoffgehalt von bis zu 60-801 µg/kg fördern. Da sie jedoch in einer geschlossenen Pumpenkammer arbeiten, sind sie ungeeignet für die Förderung von Flüssigkeiten mit stark abrasiven und großen Feststoffpartikeln, da dies leicht zu Pumpenblockaden oder -verstopfungen führen kann.
Scheren
🔸 Kreiselpumpen: Kreiselpumpen erzeugen hohe Scherkräfte und eignen sich daher nicht zum Fördern von biologischen und Polymersuspensionen. Beim Anlauf einer Kreiselpumpe dreht sich das Laufrad mit hoher Geschwindigkeit, wodurch biologische Zellen, Kolloide, Pasten usw. in der Flüssigkeit zerstört werden.
🔸 Verdrängerpumpen: Verdrängerpumpen fördern Flüssigkeiten durch langsame Kompression. Da sie kein schnell rotierendes Laufrad besitzen, wird die Scherkraft stark reduziert, wodurch sie sich zum Fördern von Suspensionen eignen, die Polymere, biologische Zellen, Kolloide und Pasten enthalten.
Effizienz und Energieverbrauch
🔸 Kreiselpumpen: Der Wirkungsgrad von Kreiselpumpen variiert mit den Betriebsbedingungen. Sie arbeiten am effizientesten in der Nähe ihres optimalen Betriebspunktes (BEP). Unter komplexen Betriebsbedingungen steigt jedoch der Energieverbrauch allmählich an, und der Wirkungsgrad sinkt.
🔸 Verdrängerpumpen: Die Effizienz von Verdrängerpumpen ist stabiler und weniger von den Betriebsbedingungen abhängig. Gemäß der zuvor erwähnten Leistungsformel ändert sich die Leistung nur bei Änderungen des Volumenstroms oder des Drucks. Diese linearere Änderung ermöglicht ein besseres Energiemanagement.
Wartung
Um eine lange Lebensdauer zu gewährleisten, benötigen sowohl Kreiselpumpen als auch Verdrängerpumpen regelmäßige Wartung.
🔸 Bei Kreiselpumpen ist es wichtig zu beachten, dass die rotierenden Teile, insbesondere das Laufrad, besondere Aufmerksamkeit erfordern. Unabhängig davon, ob die Pumpe sauberes Wasser oder Schlamm fördert, unterliegt das Laufrad Verschleiß. Material, Qualität und Zustand des Laufrads beeinflussen den täglichen Betrieb. Auffälligkeiten lassen sich durch Überwachung von Temperatur, Geräuschentwicklung und Fördermenge feststellen. Glücklicherweise sind Kreiselpumpen einfach aufgebaut, was die Wartung relativ unkompliziert und schnell macht.
🔸 Verdrängerpumpen erfordern besondere Aufmerksamkeit hinsichtlich Leckagen. Interne Leckagen führen zu verminderter Effizienz. Achten Sie außerdem auf Unregelmäßigkeiten bei Fördermenge und Druck. Sollten Sie Unregelmäßigkeiten feststellen, prüfen Sie auf Verstopfungen. Achten Sie zudem auf ungewöhnliche Geräusche und reinigen Sie Ventile und Filter regelmäßig, um Fremdkörper zu entfernen.
Anwendungsgebiete von Kreisel- und Verdrängerpumpen
Die für diese beiden Pumpentypen geeigneten Fluidarten haben wir bereits in der Vergleichstabelle „Verdrängerpumpen vs. Kreiselpumpen“ erwähnt. Im Folgenden liefere ich eine detaillierte Analyse und Pumpenempfehlungen basierend auf verschiedenen Anwendungsbereichen.
Wann verwendet man eine Kreiselpumpe?
Aufgrund ihrer Bauart und ihres Funktionsprinzips eignen sich Kreiselpumpen im Allgemeinen für die Förderung von sauberem Wasser, verunreinigtem Wasser und Flüssigkeiten mittlerer Viskosität, wie z. B. Wasser für Hochhauswohngebäude, Bewässerung, Abwasser, Schlamm, Mörtel, Schlick, Flugasche, Kies und Tiermist.
Durch optimierte Laufradkonstruktionen und den Einsatz hochverschleißfester Werkstoffe konnte das Anwendungsspektrum von Kreiselpumpen deutlich erweitert werden. Selbst bei der Förderung von Schlämmen mit harten Feststoffpartikeln weisen Kreiselpumpen eine ausgezeichnete Lebensdauer und Leistung auf.
Wann verwendet man eine Kreiselpumpe?
Im Gegensatz zu Kreiselpumpen benötigen Verdrängerpumpen keine rotierenden Laufräder zum Fördern von Flüssigkeiten, wodurch geringere Scherkräfte entstehen. Darüber hinaus verdichten die beweglichen Teile innerhalb der Pumpe die Flüssigkeit direkt, wodurch Energieverluste vermieden und ein höherer Wirkungsgrad erzielt wird.
Diese Bauart bewirkt, dass die Viskosität der Flüssigkeit die Effizienz nahezu nicht beeinflusst. Sie ist jedoch nicht geeignet für die Förderung von Suspensionen mit harten Partikeln. Verdrängerpumpen eignen sich für die Förderung hochviskoser Flüssigkeiten, Anwendungen mit hohen Scherkräften oder Szenarien, die präzise und konstante Fördermengen erfordern, wie beispielsweise in der Öl- und Gasindustrie, bei biologischen und Polymersuspensionen, Klärschlamm, in der Lebensmittelverarbeitung und in der Pharmaindustrie.
Gängige industrielle Anwendungen
Wasseraufbereitung: Abwasser und Brauchwasser enthalten oft große Mengen an Verunreinigungen, Kies und langen Fasern. Hochleistungsfähige, abriebfeste Kreiselpumpen sind in diesen Fällen die beste Wahl.
Bergbau: Bei der Abwasseraufbereitung und der Behandlung von Bergwerksabfällen enthalten die Flüssigkeiten zahlreiche korrosive und abrasive Hartpartikel. Zentrifugalpumpen für Bergbauschlämme bewältigen diese anspruchsvollen Bedingungen problemlos.
Lebensmittel/Pharmazeutika: In der Lebensmittelverarbeitung und der biopharmazeutischen Industrie ist die präzise Zugabe von Zusatzstoffen oder Arzneimitteln erforderlich, ohne die Biokompatibilität der Materialien zu beeinträchtigen. Verdrängerpumpen können diese Aufgaben mit stabilen Fördermengen und hoher Effizienz erfüllen.
Öl & Gas: Im Öl- und Gastransport, insbesondere beim Öltransport, kann hochviskoses Öl die Effizienz von Kreiselpumpen verringern und sogar zu Verstopfungen in Rohrleitungen führen. Verdrängerpumpen hingegen können Öl, Gas oder hochviskose Flüssigkeiten stabil fördern.
Ausbaggern: Bei Ausbaggerungsprojekten muss Schlamm aus Flussbetten, Häfen und Ufern entfernt werden, der oft große Mengen an Kies und Steinen enthält. Kreiselpumpen, die sich durch hohe Fördermengen und die Förderung von Feststoffen auszeichnen, können verschiedene Arten von Schlämmen effektiv befördern.
Bewässerung/Viehhaltung: Kreiselpumpen werden häufig zur großflächigen Bewässerung landwirtschaftlicher Flächen eingesetzt, während in der Tierhaltung die effiziente Förderung von Tiermist eine Herausforderung darstellt. Die hervorragende Feststoffförderleistung von Kreiselpumpen gewährleistet die stabile Förderung großer Mengen an Tiermist.
Wie wählt man die richtige Pumpe? Kreiselpumpe vs. Verdrängerpumpe
Bei der Auswahl einer geeigneten Pumpe ist Folgendes zu beachten: fünf Faktoren sollte berücksichtigt werden:
I. Ist ein kontinuierlicher, hoher Durchfluss erforderlich oder genügt ein präziser, stabiler Durchfluss?
II. Ist eine Hochdruckversorgung erforderlich oder genügt ein stabiler Druck?
III. Handelt es sich bei der Flüssigkeit, die Sie handhaben, um eine hochviskose Suspension?
IV. Enthält die Suspension eine große Anzahl fester Partikel, und welche Härte und Größe haben diese Partikel?
V. Enthält die von Ihnen verwendete Suspension biologische Zellen, Polymere oder andere Substanzen, die nicht zerstört werden können?
Wenn Sie diese fünf Fragen beantworten können, sind Sie in der Lage, zunächst eine für Ihr Projekt geeignete Pumpe auszuwählen.
Die folgende Tabelle listet die wichtigsten Arten von Kreiselpumpen und Verdrängerpumpen auf. Bei der Pumpenauswahl müssen neben dem Anwendungsfall auch die physikalischen Eigenschaften der Suspension und des Pumpenmaterials berücksichtigt werden, denn nur mit der optimalen Pumpe lässt sich eine maximale Produktionseffizienz gewährleisten.
| Pumpenarten | Gängige Typen | Anwendungen |
| Kreiselpumpen | Vertikalpumpen, Horizontalpumpen, Tauchpumpe, Schlammpumpen, Baggerpumpen | Kläranlagen, Abraumhalden, Bagger, landwirtschaftliche Betriebe, Papierfabriken, Bewässerung und Trinkwasserversorgung. |
| Verdrängerpumpen | Kolbenpumpen, Plungerpumpen, Membranpumpen, Zahnradpumpen, Schraubenpumpen, Schlauchpumpen, Drehkolbenpumpen | Pharmazeutische Fabriken, Öltransporte, Lebensmittelverarbeitungsbetriebe, Papierfabriken, Farbenfabriken |
Sollten Sie Fragen zur Auswahl von Kreiselpumpen und Verdrängerpumpen haben, zögern Sie bitte nicht, uns zu kontaktieren. Kontaktieren Sie die Kingda-Experten.. Wir beraten Sie kostenlos und zeitnah und können bei Bedarf auch individuelle Lösungen für die Flüssigkeitszufuhr entwickeln.
