Wie funktionieren Kolbenpumpen?

Kolben- oder Plungerpumpen sind oszillierende Verdrängerpumpen. Sie fördern Flüssigkeiten, indem sie diese durch eine oszillierende Pumpbewegung verdrängen.

Einführung in die Technologie

Kolben- oder Plungerpumpen sind oszillierende Verdrängerpumpen. Sie fördern Flüssigkeiten, indem sie diese durch eine oszillierende Pumpbewegung verdrängen. Eine festgelegte Flüssigkeitsmenge wird in eine abgeschlossene Kammer gesaugt, wo sie verbleibt, bis sie mit einem durch die Anwendung vorgegebenen Druck gefördert wird. Die auch als Plungerpumpen bekannten Kolbenpumpen werden besonders in industriellen Anwendungen und Laborumgebungen eingesetzt, wo präzise und reproduzierbare Leistungen entscheidend sind. Die Bauweise der Pumpen unterstützt die Bereitstellung dieser Leistungen selbst bei hohen Drücken.

Kolben- und Plungerpumpen

Die verschiedenen Arten von Kolbenpumpen

Im Wesentlichen gibt es zwei Arten von Kolbenpumpen – Pumpen mit und ohne Ventile Die Funktion von Ventilkolbenpumpen – wie der Name vermuten lässt – beruht auf mehreren Rückschlagventilen. Der Durchfluss wird beispielsweise durch Kugelventile im Ein- und im Auslass gesteuert. 

Die Pumpentechnologie ist im Grunde eine Kombination aus den Funktionsprinzipien von Membran- und Spritzenpumpen. Die Pumpe verfügt über eine zentrale Kammer, in die über die Hubbewegung eines Kolbens Flüssigkeit angesaugt und dann wieder ausgestoßen wird. Diese Bewegung wirkt sich unmittelbar auf die Förderleistung aus, wird aber durch die Leistung des Antriebsmotors und die Drehzahl, mit der die Pumpe betrieben werden kann, begrenzt.

Die Größe der Pumpe bestimmt sowohl den Durchfluss als auch den Druck. Je kleiner die Fläche des Arbeitsraums der Pumpe, desto größer der Druck und desto kleiner die Fördermenge – etwa so wie bei einer Spritzenpumpe. Umgekehrt vergrößert ein Pumpenarbeitsraum mit einem großen Kammervolumen die Fördermenge, verringert aber den Druck. 

Ventillose Kolbenpumpen benötigen keine Ventile. Das hat den unmittelbaren Vorteil, dass sie weniger bewegliche Teile haben, die verschleißen oder ausfallen können, und verbessert zudem die Nutzungsdauer sowie die chemische Kompatibilität. Die Technologie basiert auf der Bewegung eines Kolbens mit einer Abflachung, der während der oszillierenden Bewegung im Arbeitsraum wechselseitig den Einlass bzw. Auslass verschließt. 

Dieser Fördervorgang trägt auch über lange Betriebszeiten hinweg zu einer hohen Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Förderung bei. Die Pumpe zeichnet sich zudem durch ein gutes Regelverhalten und stabile Fördermengen beim Fördern von Medien mittlerer Viskosität aus. Sie halten die Fördermenge auch bei wechselnden Viskositäten stabil und sind für mittlere bis hohe Drücke geeignet.

Nachteile des Designs

Kolbenpumpen sind teuer im Unterhalt, da sie zum Reinigen auseinander genommen werden müssen und eine gründliche Reinigung sich schwierig gestalten kann. Es besteht daher ein erhöhtes Risiko für Kontaminationen. Das ist besonders in kritischen Umgebungen, wie im Laborbereich, wo die Gewährleistung der Sterilität von entscheidender Bedeutung ist, ein gravierender Nachteil.

Die Ventile in einer Kolbenpumpe neigen zum Verstopfen, wodurch sie für das Fördern von Medien mit Feststoffanteil weniger geeignet sind. Um die Ventile der Kolbenpumpen zu schützen, sind häufig Zusatzgeräte wie Siebe erforderlich, besonders wenn viskose Medien gefördert werden sollen. Durch die Ventile, wie Fußventile, die ein Leerlaufen der Saugleitung nach dem Abschalten verhindern, erhöht sich zudem die Anzahl der beweglichen Teile.

Die Vorteile von Schlauchpumpen beim Fördern abrasiver Medien

In einer Schlauchpumpe von WMFTS strömt die Flüssigkeit durch einen abriebfesten Schlauch. Es gibt sonst keine weiteren Komponenten im Strömungsweg. Ein Schlauchwechsel kann in wenigen Minuten ganz ohne Spezialwerkzeug oder Fachpersonal und ohne Ausbau der Pumpe vor Ort durchgeführt werden.

Ausgewählte Merkmale der Pumpen von WMFTS

  • Fördern viskose und abrasive Medien mit linearen Förderströmen
  • Einfache Bedienung und kostengünstige Instandhaltung
  • Keine Hilfs- oder Zusatzgeräte für die Installation oder den Betrieb erforderlich
  • Überlegene Förderstabilität und Dosiergenauigkeit