Aufbau und Funktionsprinzip vertikaler mehrstufiger Pumpen

Mehrstufige Pumpen sind fortschrittliche Flüssigkeitsfördergeräte, die durch den Einsatz mehrerer Laufräder in einem einzigen Pumpengehäuse eine Hochdruckleistung liefern. Mehrstufige Pumpen sind für die effiziente Bewältigung einer Vielzahl von Anwendungen konzipiert, die erhöhte Druckniveaus erfordern, wie z. B. Wasserversorgung, Industrieprozesse und Brandschutzsysteme.

Abbildung| Vertikale mehrstufige Pumpe PVT

Struktur vonVertikale mehrstufige Pumpen

Der Aufbau einer vertikalen mehrstufigen Purity-Pumpe kann in vier Hauptkomponenten unterteilt werden: Stator, Rotor, Lager und Wellendichtung.
1.Stator: DerKreiselpumpeDer Stator bildet den Kern der stationären Teile der Pumpe und besteht aus mehreren kritischen Elementen. Dazu gehören das Ansauggehäuse, das Mittelteil, das Auslassgehäuse und der Diffusor. Die verschiedenen Abschnitte des Stators sind mit Spannschrauben sicher miteinander verbunden, wodurch eine robuste Arbeitskammer entsteht. Das Sauggehäuse der Zentrifugalpumpe ist der Ort, an dem die Flüssigkeit in die Pumpe eintritt, während das Druckgehäuse der Ort ist, an dem die Flüssigkeit austritt, nachdem sie Druck aufgebaut hat. Im Mittelteil sind die Leitschaufeln untergebracht, die dabei helfen, die Flüssigkeit effizient von einer Stufe zur nächsten zu leiten.
2.Rotor: Dervertikale KreiselpumpeDer Rotor ist der rotierende Teil der Kreiselpumpe und für deren Betrieb von entscheidender Bedeutung. Es besteht aus Welle, Laufrädern, Auswuchtscheibe und Wellenhülsen. Die Welle überträgt die Rotationskraft vom Motor auf die Laufräder, die für die Bewegung der Flüssigkeit verantwortlich sind. Die auf der Welle montierten Laufräder sollen den Druck der Flüssigkeit erhöhen, während sie sich durch die Pumpe bewegt. Die Ausgleichsscheibe ist ein weiteres entscheidendes Bauteil, das dem im Betrieb entstehenden Axialschub entgegenwirkt. Dadurch bleibt der Rotor stabil und die Pumpe läuft reibungslos. Die an beiden Enden der Welle angebrachten Wellenhülsen sind auswechselbare Bauteile, die die Welle vor Verschleiß schützen.
3.Lager: Lager stützen die rotierende Welle und sorgen so für einen reibungslosen und stabilen Betrieb. Vertikale mehrstufige Pumpen verwenden typischerweise zwei Arten von Lagern: Wälzlager und Gleitlager. Wälzlager, zu denen das Lager, das Lagergehäuse und der Lagerdeckel gehören, werden mit Öl geschmiert und sind für ihre Langlebigkeit und geringe Reibung bekannt. Gleitlager hingegen bestehen aus Lager, Lagerdeckel, Lagerschale, Staubschutz, Ölstandsanzeige und Ölring.
4. Wellendichtung: Die Wellendichtung ist entscheidend für die Vermeidung von Lecks und die Aufrechterhaltung der Integrität der Pumpe. Bei vertikalen mehrstufigen Pumpen besteht die Wellendichtung typischerweise aus einer Packungsdichtung. Diese Dichtung besteht aus einer Dichtungsmanschette am Sauggehäuse, einer Packung und einem Wasserdichtungsring. Das Packungsmaterial ist dicht um die Welle gepackt, um ein Austreten von Flüssigkeit zu verhindern, während der Wasserdichtungsring dazu beiträgt, die Wirksamkeit der Dichtung aufrechtzuerhalten, indem er sie geschmiert und kühl hält.

Abbildung| Vertikale mehrstufige Pumpenkomponenten

Funktionsprinzip vertikaler mehrstufiger Pumpen

Vertikale mehrstufige Kreiselpumpen arbeiten nach dem Prinzip der Zentrifugalkraft, einem grundlegenden Konzept der Fluiddynamik. Der Betrieb beginnt damit, dass der Elektromotor die Welle antreibt und die daran befestigten Laufräder mit hoher Geschwindigkeit rotieren lässt. Während sich die Laufräder drehen, wird die Flüssigkeit in der Pumpe einer Zentrifugalkraft ausgesetzt.
Diese Kraft drückt die Flüssigkeit von der Mitte des Laufrads nach außen zum Rand, wo sie sowohl an Druck als auch an Geschwindigkeit gewinnt. Anschließend bewegt sich die Flüssigkeit durch die Leitschaufeln in die nächste Stufe, wo sie auf ein weiteres Laufrad trifft. Dieser Vorgang wird über mehrere Stufen hinweg wiederholt, wobei jedes Laufrad den Druck der Flüssigkeit erhöht. Der allmähliche Druckanstieg über die Stufen hinweg ermöglicht es vertikalen mehrstufigen Pumpen, Hochdruckanwendungen effektiv zu bewältigen.
Das Design der Laufräder und die Präzision der Leitschaufeln sind entscheidend, um sicherzustellen, dass sich die Flüssigkeit effizient durch jede Stufe bewegt und ohne nennenswerte Energieverluste an Druck gewinnt.