Welche Wasserpumpen brauchen keine Grundierung? Selbstansaugende und tauchfähige Anleitung

Sobald eine neue Pumpe eingeschaltet wird, wird jeder versteckte Installationsfehler sichtbar. In der Saugleitung eingeschlossene Luft, ein leeres Pumpengehäuse oder ein undichtes Fußventil verhindern, dass eine gewöhnliche Kreiselpumpe überhaupt Wasser bewegt. Aus diesem Grund stellen Anlagenbetreiber, Bewässerungsplaner und Wartungsingenieure immer wieder die gleiche praktische Frage: Welche Art von Wasserpumpe erfordert kein Ansaugen?

Die direkte Antwort lautet, dass drei Pumpenfamilien in der Lage sind, einen Durchfluss ohne manuelles Vorfüllen der Saugleitung zu erzeugen: selbstansaugende Kreiselpumpen, Verdrängerpumpen und Tauchpumpen. Eine vierte Kategorie, die vertikalen Langwellenpumpen, vermeidet ebenfalls das Ansaugen, da ihr Laufrad unterhalb des Flüssigkeitsspiegels installiert ist. Diese Designs unterscheiden sich grundlegend darin, wie sie Luft aus dem Saugweg entfernen, und jedes weist spezifische Stärken und Grenzen auf, die sich auf die Auswahl in der Praxis auswirken.

Kurze Antwort: Pumpen, die kein Ansaugen erfordern

Was Ansaugen bedeutet und warum die meisten Pumpen es benötigen

Beim Ansaugen wird das Pumpengehäuse und das Saugrohr mit der zu pumpenden Flüssigkeit gefüllt, bevor die Pumpe gestartet wird. Eine Standard-Kreiselpumpe dreht ein Laufrad und der dadurch erzeugte Druck ist proportional zur Dichte der Flüssigkeit im Gehäuse. Luft hat eine Dichte von etwa 1,2 kg pro Kubikmeter, während Wasser etwa 1.000 kg pro Kubikmeter hat. Wenn eine Standardpumpe mit Luft im Gehäuse startet, dreht sich das Laufrad einfach in einem Gas niedriger Dichte und erzeugt fast keinen Sog. Der atmosphärische Druck kann kein Wasser durch die Saugleitung nach oben drücken und die Pumpe liefert keinen Durchfluss.

Aus diesem Grund benötigen herkömmliche Kreiselpumpenanlagen ein Fußventil am Ende der Saugleitung, einen Ansaugtopf oder einen manuellen Befüllvorgang. Jedes Mal, wenn die Pumpe stoppt und die Saugleitung leer wird, muss der Bediener vor dem nächsten Start erneut ansaugen. Bei Anwendungen, bei denen erwartet wird, dass die Pumpe automatisch startet und stoppt, wie etwa Entwässerungsstationen und Bewässerungssystemen, macht dieser manuelle Schritt den gesamten Zweck der Automatisierung zunichte. Die in diesem Artikel besprochenen Pumpen eliminieren diesen Schritt auf unterschiedliche Weise, und das Verständnis dieser Mechanismen ist der Schlüssel zur Auswahl der richtigen Pumpe.

Selbstansaugende Kreiselpumpen: Die am weitesten verbreitete Antwort

Eine selbstansaugende Kreiselpumpe ähnelt äußerlich einer Standard-Kreiselpumpe, ihr Gehäuse ist jedoch für die Aufnahme eines permanenten Flüssigkeitsreservoirs ausgelegt. Wenn die Pumpe startet, zirkuliert das Laufrad diese zurückgehaltene Flüssigkeit. Luft aus dem Saugrohr vermischt sich mit der umlaufenden Flüssigkeit, steigt in eine Trennkammer und wird aus der Pumpe abgegeben. Nach kurzer Zeit, normalerweise weniger als zwei Minuten bei mäßigem Hub, ist die Luft vollständig entfernt und die Pumpe arbeitet wie eine gewöhnliche Kreiselpumpe.

Da das Gehäuse nach dem Abschalten Flüssigkeit zurückhält, können diese Pumpen beim nächsten Start mit einem Saugrohr umgehen, das leer oder voller Luft ist. Aufgrund dieses Verhaltens sind sie gut geeignet selbstansaugende Zentrifugalentwässerungsanwendungen , wo die Wasserquelle während des Betriebs verschwinden und wieder auftauchen kann. Die Hauptgrenze liegt in der praktischen Saughöhe: Der atmosphärische Druck begrenzt das theoretische Maximum auf etwa 10 Meter, ein zuverlässiger Dauerbetrieb wird normalerweise bei 6 bis 8 Metern erreicht.

Für industrielle Anwender verdient die dichtungsfreie selbstansaugende Pumpe der WFB-Serie besondere Aufmerksamkeit, da sie nicht nur das Ansaugproblem, sondern auch die Gleitringdichtung beseitigt. Das dichtungsfreie Design verwendet keine dynamische Dichtung zwischen der Welle und dem Gehäuse, wodurch Dichtungsausfälle verhindert werden, die bei herkömmlichen Pumpen eine häufige Ursache für Leckagen darstellen. Abwasser mit Feststoffen, Chemikalien und anderen schwierigen Medien kann ohne ständige Gefahr von Dichtungsverschleiß gehandhabt werden.

Dichtungslose selbstansaugende Pumpe für zähe Flüssigkeiten und Feststoffe Diese Pumpe entfernt die dynamische mechanische Dichtung zwischen Welle und Gehäuse und eliminiert so eine häufige Leckagequelle. Sein verschleißfestes, selbstansaugendes Design bewältigt Abwasser mit Feststoffen und Chemikalien und macht ihn zu einer zuverlässigen Option für Branchen, die mit Dichtungsausfällen und schwierigen Medien zu kämpfen haben. Produkt anzeigen →

Die Baureihen GJB und GZB verfügen über effizienzorientierte Verbesserungen wie ein optimiertes Hydraulikdesign und eine kompakte Stellfläche, die den Energieverbrauch im Neinrmalbetrieb senken. Diese Pumpen werden häufig für Bewässerung, industrielles Umlaufwasser und Neintentwässerung eingesetzt.

Verdrängerpumpen: Prinzipiell ansaugfrei

Verdrängerpumpen nutzen überhaupt keine Zentrifugalkraft. Sie erzeugen einen Fluss, indem sie eine Kammer ausdehnen, um Flüssigkeit anzusaugen, die Kammer schließen und sie dann komprimieren, um Flüssigkeit herauszudrücken. Die Ausdehnung der Kammer senkt den Druck im Inneren direkt, was bedeutet, dass diese Pumpen Luft aus einer Saugleitung evakuieren und Flüssigkeit ohne externes Ansaugen nach oben ziehen können.

Die gebräuchlichsten grundierungsfreien Verdrängertypen sind:

• Membranpumpen, die eine flexible, luft- oder elektrisch angetriebene Membran verwenden und Saughöhen von 8 bis 9 Metern erreichen können.
• Zahnrad- und Drehkolbenpumpen, die viskose Flüssigkeiten wie Öle, Sirupe und Polymere bewegen und typischerweise eine Saughöhe von 6 bis 7,5 Metern erreichen.
• Peristaltische Pumpen, die einen Schlauch oder ein Rohr zusammendrücken und auch bei hohem Feststoffgehalt selbstansaugend sind.

Bei Verdrängerpumpen gibt es zwei praktische Vorsichtsmaßnahmen. Erstens können die meisten nicht über einen längeren Zeitraum trocken laufen; Die von ihnen gepumpte Flüssigkeit sorgt für Schmierung und Kühlung der Innenteile. Zweitens kann es aufgrund ihres mechanischen Vakuummechanismus zu Feststoff- oder Dampfblockaden kommen, wenn der Saugfilter verstopft ist. Für saubere, viskose oder scherempfindliche Flüssigkeiten bieten sie jedoch einen wirklich ansaugfreien Betrieb, den Kreiselpumpen nicht bieten können.

Tauchpumpen: Keine Saugleitung, kein Ansaugen

Tauchpumpen lösen das Ansaugproblem, indem sie direkt in die Flüssigkeit abgesenkt werden. Motor und Pumpe sind als eine geschlossene Einheit konstruiert und die Flüssigkeit tritt durch ein Einlasssieb am Boden oder an der Seite ein. Da sich die Pumpe bereits unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche befindet, ist zum Anheben von Wasser kein Vakuum erforderlich. Das Laufrad drückt die Flüssigkeit einfach durch das Auslassrohr nach oben.

Dieses Design ist besonders praktisch für den Abwasser- und Hochwasserschutz. Die Abwasser-Tauchpumpen der WQ-Serie, die in kommunalen Entwässerungs- und industriellen Abwassersystemen eingesetzt werden, können Feststoffe ohne Verstopfung fördern und werden automatisch durch Schwimmerschalter gestartet und gestoppt. Solange der Wasserstand über der Mindesteintauchtiefe bleibt, handelt es sich bei jedem Start praktisch um einen Start mit Grundierung.

WQ Abwasser-Tauchpumpe für die kommunale und industrielle Entwässerung Diese Tauchpumpe vereint Motor und Pumpe in einer Einheit und befördert Feststoffe und lange Fasern ohne Verstopfungen. Schwimmerschalter ermöglichen automatisches Starten und Stoppen und sind daher praktisch für Abwasser, Regenwasser und Industrieabwässer, bei denen das Eintauchen eine sofortige Ansaugung gewährleistet. Produkt anzeigen →

Tauchpumpen unterliegen betrieblichen Einschränkungen. Sie lassen sich nur schwer inspizieren, ohne sie aus der Grube zu heben. Daher sind Kabelabdichtung und Feuchtigkeitsüberwachung wichtig. Sie haben auch ein Mindestbetriebsniveau; In sehr flachem Wasser kann eine vertikale Langwellenpumpe oder eine selbstansaugende Pumpe die bessere Wahl sein.

Vertikale Langwellenpumpen: Kein Ansaugen für tiefe Gruben

Vertikale Langwellenpumpen sind in tiefen Gruben, Wasserentnahmestationen und Hochwasserschutzanlagen weit verbreitet. Das hydraulische Ende, einschließlich des Laufrads, wird am Boden der Grube unterhalb des Flüssigkeitsspiegels installiert. Eine lange Welle überträgt die Kraft von einem Motor, der auf einer Trägerplatte in Bodennähe montiert ist. Da das Laufrad bereits eingetaucht ist, starten diese Pumpen ohne Ansaugen.

Die vertikale Tauchpumpe SCY und die vertikale Langwellenpumpe SLC von Double-wheel weisen zwei Anordnungen auf: Die SCY verfügt über eine kurze Tauchmotoranordnung, die für Tanks geeignet ist, während die SLC eine lange Welle zur Überbrückung großer Entfernungen verwendet. Beide Ausführungen werden in küstennahen Regenwasserentwässerungsstationen, Umlaufwassersystemen und Industriesümpfen eingesetzt. Ihr Hauptvorteil gegenüber Tauchpumpen besteht darin, dass der Motor oben zugänglich bleibt, was die Inspektion und Lagerwartung erleichtert.

Vertikale Langwellenpumpen erfordern eine sorgfältige Ausrichtung bei der Installation und die Wellenlager müssen geschmiert werden. Nach der Installation sind sie äußerst zuverlässig für den Dauerbetrieb in tiefen Gruben, in denen eine selbstansaugende Pumpe nicht die erforderliche Saughöhe erreichen kann.

Vergleich auf einen Blick

Die folgende Tabelle fasst das Ansaugverhalten und den typischen Betriebsbereich jedes nichtansaugenden Pumpentyps zusammen mit den Situationen zusammen, in denen die jeweilige Konstruktion am besten geeignet ist.

So wählen Sie die richtige nichtansaugende Pumpe aus

Die Wahl zwischen den vier Typen hängt weniger von der Grundierung als vielmehr von der Flüssigkeit, der Installationsgeometrie und dem Betriebsmuster ab. Die folgenden Richtlinien decken die häufigsten Situationen ab, in denen ein grundierungsfreier Betrieb unerlässlich ist.

Hocheffiziente automatische selbstansaugende Pumpe mit kompakter vertikaler Bauweise Diese Pumpe verfügt über eine vertikale, derrickartige feste Struktur mit geringem Platzbedarf und einfacher Wartung. Eine intelligente Steuerungsautomatik erhöht die Effizienz, während die Ansaugöffnung flexibel positioniert werden kann. Ideal für Installationen, bei denen der Platz begrenzt ist oder keine Hebeausrüstung verfügbar ist. Produkt anzeigen →

Installation und Inbetriebnahme: Was sich ohne Grundierung ändert

Durch den Wegfall des Grundierungsschritts entfällt nicht die Notwendigkeit einer guten Installationspraxis. Bei einer selbstansaugenden Kreiselpumpe muss das Gehäuse vor dem ersten Start einmalig mit Flüssigkeit gefüllt werden. Das Saugrohr sollte so kurz und gerade wie möglich sein, mit einer leichten Steigung, um Lufteinschlüsse zu vermeiden, und alle Gewindeverbindungen müssen mit PTFE-Band oder flüssigem Gewindedichtmittel abgedichtet werden. Wenn die Saugleitung undicht ist, dringt ständig Luft ein und die Pumpe verliert ihre Saugleistung.

Die Rohrdimensionierung ist ebenso wichtig wie die Abdichtung. Verwenden Sie für eine 50 m3/h-Pumpe ein Saugrohr von mindestens DN100 und halten Sie die Geschwindigkeit unter 2 m/s. Jede Biegung erhöht die gleiche Rohrlänge und erhöht das Risiko einer Luftansammlung an hohen Stellen. Ein häufiger Fehler besteht darin, einen flexiblen Saugschlauch mit dem gleichen Durchmesser wie der Pumpeneinlass zu verwenden; Der flexible Schlauch kollabiert häufig unter Vakuum und verlängert die Ansaugzeit.

Bei Tauchpumpen konzentrieren sich die Installationskontrollen auf die Kabeleinführung, die Mindesttauchtiefe und den Schwimmerschalterbereich. Die Pumpe darf nicht direkt auf dem Boden einer Schlammgrube stehen, da Feststoffe das Einlasssieb verstopfen können. Ein kleiner Tragegurt oder eine Aufhängekette lösen dieses Problem normalerweise.

Verdrängerpumpen benötigen ein Überdruckventil auf der Druckseite, da das mechanische Vakuum bei verstopfter Druckleitung einen sehr hohen Druck erzeugen kann. Zur Überwachung der tatsächlichen Saughöhe ist ein Vakuummeter auf der Saugseite sinnvoll.

Die zum Aufbau des Durchflusses benötigte Zeit hängt von der Saughöhe, dem Durchmesser und der Länge des Saugrohrs sowie der Luftdichtheit der Installation ab. Die Faktoren, die die Wasseransaugzeit steuern, werden in unserem ausführlicher besprochen Fachartikel zu Faktoren der Ansaugzeit .

Überlegungen zu Effizienz und Energiekosten

Betreiber befürchten oft, dass selbstansaugende Pumpen weniger effizient sind als Standard-Kreiselpumpen. Die Sorge gilt für die Ansaugphase: Während der wenigen Sekunden oder Minuten, in denen die Pumpe Luft absaugt, stellt ein Teil der rezirkulierenden Flüssigkeit Energieverschwendung dar. Sobald die Ansaugung abgeschlossen ist, ist die Effizienzlücke gering und beträgt normalerweise nur wenige Prozentpunkte im Vergleich zu einer Standard-Kreiselpumpe mit demselben Laufraddurchmesser.

Der Vergleich ändert sich, wenn die komplette Installation betrachtet wird. Bei einer Standard-Kreiselpumpe mit Fußventil kommt es zu einem kontinuierlichen Druckabfall am Fußventil und zu einem zusätzlichen Verlust, wenn das Saugrohr lang ist. Stellen Sie sich eine 7,5-kW-Pumpe vor, die 4.000 Stunden pro Jahr läuft. Ein Fußventil kann 1,5 % bis 3 % der gesamten Förderhöhe verbrauchen, was bei dieser Motorgröße einem Verlust von etwa 110 bis 220 kWh pro Jahr entspricht. Bei typischen Industriestrompreisen sind das messbare jährliche Kosten. Eine selbstansaugende Pumpe mit offener Saugleitung vermeidet diesen Verlust vollständig und gleicht den geringen Effizienzverlust der Rezirkulationskammer aus.

Tauchpumpen und vertikale Langwellenpumpen haben keine Saugkraftverluste, da das Laufrad eingetaucht ist. Ihr Motorwirkungsgrad ist mit anderen Konstruktionen vergleichbar. Bei langen Betriebsstunden und konstantem Durchfluss erweist sich die vertikale Langwellenpumpe oft als die energieeffizienteste Möglichkeit, Wasser aus einer tiefen Grube zu fördern.

Wartungsunterschiede zwischen ansaugfreien Pumpentypen

Jedes No-Priming-Design hat ein anderes Wartungsprofil, und dies sollte die Kaufentscheidung beeinflussen, wenn der Servicezugang schwierig ist.

Selbstansaugende Kreiselpumpen sind für die meisten Industrieanwender am einfachsten zu warten. Es muss kein Fußventil überprüft werden, wodurch eine der häufigsten Ursachen für langsamen Durchfluss und fehlende Ansaugung bei herkömmlichen Installationen beseitigt wird. Beim dichtungsfreien WFB-Design muss keine Gleitringdichtung ausgetauscht werden, sodass das häufigste Verschleißteil einfach das Laufrad und die Gehäuseauskleidung im abrasiven Betrieb sind.

Tauchpumpen müssen seltener gewartet werden, da der Motor durch die umgebende Flüssigkeit gekühlt wird. Wenn jedoch Wartungsarbeiten erforderlich sind, muss die Pumpe aus der Grube gehoben werden. Feuchtigkeitsdetektoren im Inneren des Motorgehäuses warnen vor einem Isolationsausfall, und die Überprüfung des Kabels und des Schwimmerschalters sollte Teil der geplanten Inspektion sein.

Verdrängerpumpen erfordern eine routinemäßige Inspektion von Membranen, Rückschlagventilen und Dichtungen. Eine reißende Membran führt zu einer Überschwemmung der Luftseite einer luftbetriebenen Pumpe und zu einem Leistungsverlust. Peristaltikpumpen erfordern einen regelmäßigen Austausch des Schlauchs, was eine kurze und kostengünstige Aufgabe ist.

Häufige Fehler im Zusammenhang mit der Grundierung werden durch diese Designs vermieden

Der besondere Vorteil einer ansaugfreien Pumpe lässt sich an den Ausfällen messen, die sie bei einer herkömmlichen Pumpeninstallation verhindert.

Die erste ist die Luftbindung. Eine Standard-Kreiselpumpe, deren Saugleitung eingeschlossene Luft enthält, dreht sich, ohne Flüssigkeit zu bewegen, und das Laufrad kann das kleine Flüssigkeitsvolumen im Gehäuse überhitzen, bis es in Dampf übergeht. Wird die Pumpe in diesem Zustand gezwungen weiterzulaufen, versagt innerhalb kurzer Zeit die Gleitringdichtung. Selbstansaugende Pumpen und Verdrängerpumpen evakuieren die Luft automatisch, sodass keine Luftbindung auftritt.

Der zweite häufige Fehler ist der Verlust der Ansaugflüssigkeit aufgrund eines undichten Fußventils. Bei jedem Stopp einer Standardpumpe muss das Fußventil die Flüssigkeitssäule im Saugrohr halten. Sand, Zunder und Schmutz verhindern den Sitz des Ventils; Die Flüssigkeit läuft zurück und beim nächsten Start ist ein erneutes Ansaugen erforderlich. Selbstansaugende Pumpen saugen sich einfach neu an und laufen weiter.

Der dritte Grund sind Trockenlaufschäden an der Wellendichtung. Bei einer Standardpumpe kommt es bei einem Trockenstart zu einer schnellen Überhitzung der Dichtflächen, was zu Verformungen und Undichtigkeiten führt. Da die dichtungsfreie WFB-Pumpe über keine mechanische Dichtung verfügt, entfällt dieser Fehlermodus vollständig.

Häufig gestellte Fragen

Die endgültige Entscheidung treffen

Die Auswahl einer Pumpe, die kein Ansaugen erfordert, beginnt mit der Definition der Ansaugbedingungen. Liegt der Wasserspiegel unterhalb der Pumpe und innerhalb von 6 bis 8 Metern, ist eine selbstansaugende Kreiselpumpe die einfachste Lösung, insbesondere wenn die Flüssigkeit Feststoffe enthält und die Installation oberirdisch ist. Wenn die Flüssigkeit viskos ist oder eine genaue Dosierung erfordert, wählen Sie eine Verdrängerpumpe. Wenn die Pumpe eingetaucht werden kann, entfällt bei einer Tauchpumpe die Frage der Ansaugung vollständig. Für tiefe Gruben, in denen der Motor zugänglich bleiben muss, ist eine vertikale Langwellenpumpe die bewährte Option.

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