Wie funktioniert eine Kreiselpumpe?

Eine Kreiselpumpe dient zur Förderung von Flüssigkeiten. Den Namen verdankt sie ihrer Funktionsweise. Das charakteristische an dieser Funktion ist das sich drehende also rotierende Element, dem Laufrad. Dieses Laufrad gibt die Energie durch seine Drehbewegung an das Fördermedium weiter.

Die Drehbewegung des Laufrades erzeugt eine Fliehkraft. Mit dieser Fliehkraft wird die zu befördernde Flüssigkeit in Bewegung gesetzt. Der Antrieb dieses Laufrades kann sowohl elektrisch (in der überwiegenden Anzahl) aber auch benzinbetrieben erfolgen. Die eingeleitete elektrische oder durch Benzin erzeugte Energie wird in diesem geschlossenen System zunächst in kinetische Energie und beim Austritt der Flüssigkeit ausdem Pumpensystem in Druckenergieumgewandelt.

Woraus besteht eine Kreiselpumpe?

Als unverzichtbare Bestandteile einer Kreiselpumpe sind zu benennen:
Das Laufrad: Dieses ist beweglich und ist verantwortlich dafür, dass die Energie auf die Flüssigkeit übertragen wird.

Der Pumpenkörper ist quasi die Ummantelung des Ganzen. Seine Spirale steuert den Fluss des zu fördernden Mediums. Es entsteht eine Kanalisierung von der Saugseite her hin zur Druckseite.

Eine Welle: Sie dient dem Laufrad als Befestigung, in deren Führung die Rotation erfolgt. Diese Welle ist mit dem Motor verbunden. Hier erfolgt die Kraftübertragung von Motor auf das Pumpengefüge.

Schließlich der Motor selbst. Der Motor ist die eigentliche Kraftquelle. Dieser Motor kann wie bereits erwähnt ein Verbrennungsmotor oder aber ein Elektromotor sein.

Es sei jedoch erwähnt, dass auch noch eine andere Antriebsform bei der Kreiselpumpe zum Einsatz kommen kann. Anstatt die Kraft über eine angetriebene Welle auf das Laufrad zu übertragen, gibt es auch das System der Magnetkupplung. Hier entsteht die Rotation durch magnetische Anziehungskraft. Dieses Magnetfeld wird elektrisch erzeugt und sorgt dann auch für die Rotation des Laufrades.

Auch bei den Laufrädern gibt es signifikante Unterschiede.So ist zum Beispiel das offene Laufrad zu erwähnen. Dieses findet Anwendung, wenn das Fördermedium mutmaßlich verunreinigt ist. Im Gegensatz dazu dient das geschlossene Laufrad dazu, eine hohe Effizienz zu erzeugen. Diese höhere Effizienz macht allerdings nur Sinn, wenn es sich um eine nicht verunreinigte Flüssigkeit handelt, welche hier dann präziser kanalisiert werden kann.

Die Rotation des Laufrades sorgt dafür, dass in der Saugleitung (am Anfang der Förderstrecke) ein Unterdruck entsteht. Dieser Unterdruck saugt das Fördermedium in die Pumpe hinein.

Nach diesem Ansaugvorgang geschieht folgendes: Die Rotation des Laufrades im Pumpengehäuse erzeugt jetzt eine Fliehkraft. Diese Fliehkraft presst die zu fördernde Flüssigkeit gegen das Innere des Pumpenkörpers.

Das Laufrad ist ausgerüstet mit einer Aneinanderreihung von gekrümmten Schaufeln. Diese bilden einen größer werdenden Querschnitt, durch welche das Fördermedium kanalisiert wird.

Dies hat zur Folge, dass das Fördermedium mit der Geschwindigkeit V eintritt, durch die Rotation aus dem Laufwerk weiter mit kinetischer Energie zum Austritt hin angereichert wird.

Der Pumpenkörper selbst, auch das Spiralgehäuse genannt, ist analog konzipiert. Auch hier sorgt ein wachsender Querschnitt dafür, dass nun aus der durch die Rotation zugeführten kinetischen Energie sich in Druckenergie umwandelt. Dies hat eine Erhöhung der Fördermenge zur Folge.

Die Leistungsfähigkeit, auch Wirkungsgrad genannt ermittelt sich aus der Bezugnahme der Fördermenge zur erreichten Förderhöhe und dem erzeugten Ausgangsdruck. Dieser Wirkungsgrad ist in erster Linie von der Größe des Laufradesabhängig.

Unterscheidung nach Einsatzart

Je nach Verwendungsgebiet oder Verwendungsart ist die Welle den Bedürfnissen entsprechend unterschiedlich ausgerichtet. Daher unterscheidet man zwischen horizontalen Pumpenund vertikalen Pumpen. Horizontale Pumpen finden beispielsweise bei Zisternen Anwendung. Vertikale Pumpen hingegen sind zum Teil in das Fördermedium eingetaucht (Tauchpumpe).

Horizontale Pumpen lassen sich zudem noch weiter klassifizieren: Die Pumpe ist oberhalb des Flüssigkeitsspiegels verortet. In diesem Falle ist der Abstand zwischen Pumpe und der Oberfläche des zu saugenden Mediums positiv. Hier ist eine Kavitation, auch Holsog genannt möglich, da die zu überwindende Höhe einen Druckabfall verursachen kann.

Die Pumpe befindet sich unterhalb des Flüssigkeitspegels. Hier ist also der Abstand zwischen Pumpe und der Oberfläche des zu saugenden Mediums negative. Es ist keine Höhe zu bewältigen und somit kaum mit Kavitation zu rechnen.

Kreiselpumpen werden oft auch Strömungspumpen genannt. Die beschriebene Funktionsweise nutzt die Strömungseigenschaften des zu fördernden Mediums aus. Wichtig ist, dass dieses Prinzip nur funktioniert, wenn die Pumpe komplett mit der zu fördernden Flüssigkeit gefüllt ist.