Anwendung und Funktion von Membranpumpen
Membranpumpen sorgen besonders bei anspruchsvollen Medien für eine unkomplizierte Handhabung.
Die Funktionsweise der Membranpumpe erinnert grundsätzlich an das menschliche Herz. Die kontrahierenden Muskeln unseren Herzens, welche unser Blut pumpen, stellen hierbei die Membran dar. Die Membran bestimmt und erzeugt den Pumpprozess. Sie gewährleistet den Pumpvorgang abgeschirmt von äußeren Einflüssen.
Was ist eine Membranpumpe?
Eine Membranpumpe ist eine Pumpe die sich großer Beliebtheit erfreut. Sie ermöglicht einen leckfreien Pumpprozess. Aufgrund ihrer einfachen Handhabung und Anwendung und ihrer Unangreifbarkeit ist sie auch in der Chemieindustrie sehr beliebt. Auch eine Dauerbeanspruchung stellt kein Problem für die Membranpumpe dar.
Membranpumpen gehören zu der Gruppe der Verdrängerpumpen mit Hubkolbenantrieb. Verdrängerpumpen gehören zur Pumpenart, welche mit dem Verdrängungsprinzip arbeiten. Manchmal auch volumetrische Pumpen bezeichnet.
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Was sind Verdrängerpumpen?
Alle Verdrängerpumpen pumpen ein Medium in einem geschlossenen Hohlraum. Der sogenannte Verdrängungskörper erzeugt periodische Volumenänderungen im Innenraum. Dadurch wird dem geförderten Stoff Energie zugefügt. Diese Energie entsteht durch zwei oder manchmal auch drei Spindeln, die sich jeweils in die entgegengesetzte Richtung bewegen. Das Fördermedium wird ausgedehnt auf der Saugseite und auf der Druckseite wird es zusammengezogen. Dadurch wird gewährleistet, dass das Volumen konstant bleibt und ebenso Ausgangsdruck, Eingangsvakuum und die Flüssigkeitseigenschaften auch. Dadurch, dass sie selbstansaugend sind und über einen starken Sog auf der Saugseite verfügen, sind sie allgemein unkompliziert in Wartung und Handhabung.
Unterschieden wird in zwei unterschiedliche Arten der Verdrängerpumpen. Es gibt rotierende Pumpen und Pumpen mit Hubkolbenantrieb, wie auch die Membranpumpe eine ist.
Innerhalb einer mit Hubkolben angetriebenen Verdrängerpumpe wird ein sogenannter Hub erzeugt. Der Hub ist eine, sich in regelmäßigen Abständen wiederholende Bewegung. Dadurch ist der Durchfluss pulsierend, was sie ideal für die präzise Dosierung des Fördermediums macht. Arten der hubkolbenbetriebenen Verdrängerpumpe sind neben der Membranpumpe noch Kolbenpumpen oder auch Plungerpumpen.
Die Kolbenpumpe beinhaltet einen Zylinder, in dem sich ein Kolben zurückzieht und wieder ausdehnt. Zieht er sich zurück, gelangt das Volumen hinein, dehnt er sich wieder aus, zurück in den Zylinder, öffnet sich das Ventil am Auslass und das Medium kann austreten.
Plungerpumpen funktionieren sehr ähnlich und sind nahezu identisch aufgebaut. Der sogenannte Plunger bewegt sich durch eine Dichtung in das Medium. Dadurch wird das Volumen innerhalb der Pumpe verändert. Bewegt der Plunger sich nun wieder aus dem Inneren heraus, erzeugt er durch die kurze Veränderung des Volumens die erwünschte Pumpwirkung.
Innerhalb rotierender Verdrängerpumpen fungieren rotierende Spaltdichtungen als Trennelemente. Diese steuern mit der Drehbewegung des Verdrängerkörpers einen Förderstrom. Arten der rotierenden Verdrängerpumpen sind Drehkolbenpumpen oder auch Außen- und Innenzahnradpumpen.
Die Außenzahnradpumpen, welche die am häufigsten genutzten Zahnradpumpen sind, verfügen typischerweise über zwei Zahnräder. Diese liegen auf Wellen, welche mit einem Motor verbunden sind. Dreht man diese Zahnräder ineinander, befördert man das Medium in den Hohlraum und zwischen die Zahnräder. Durch die Drehrichtung der Zahnräder befördert der Pumpmechanismus das Medium zum Auslass.
Innenzahnradpumpen verfügen auch über zwei Zahnräder, welche aber unterschiedlich groß sind und unterschiedlich viele Zähne haben. Sie liegen ineinander und dadurch entsteht eine Innenverzahnung. Sie drehen sich ineinander und durch eine halbmondförmige Dichtung im Innenraum gelangt das Medium ins Innere der Pumpe. Dreht sich das innere Zahnrad wieder über die Dichtung, entlädt sich das Volumen erneut.
Drehkolbenpumpen verfügen ähnlich, wie die Außenzahnradpumpe auch über zwei in sich drehende Elemente. Bei der Drehkolbenpumpe sind es aber anstelle Zahnrädern Drehkolben. Die Funktionsweise ist sehr ähnlich. Ein Motor mit Zahnrädern treibt beide Drehkolben an und das Fördermedium gelangt in die Pumpe und wieder hinaus. Durch den geringeren Kontakt beider Drehkolben wird Verschleiß vermieden und es können Feststoffe besser gefördert werden.
Wie funktioniert eine Membranpumpe?
Die Membranpumpe verfügt über eine Membran, welche sich flexibel nach innen und außen biegt. Die Membran, auch Diaphragma genannt, gerät in Schwingung. Dadurch entsteht ein Vakuum, welches dem Fördermedium ermöglicht ein- und auszuströmen. Biegt sich die Membran nach außen, strömt das Fördergut hinein. Anschließend, wenn die Trennmembran sich wieder nach innen biegt, befördert sie das Medium in den Ausflusskanal. Diese Membran besteht aus einem sehr chemikalienresistenten und zusätzlich reißfestem, elastischen Material. Um ihr vollstes Potential auszuschöpfen werden klassischer weise mehrere Membranpumpen hintereinander geschaltet. Das führt dazu, dass ein brauchbares Vakuum entsteht. Dadurch, dass die in der ersten Kammer ausgestoßenen Gase von der zweiten Kammer aufgenommen werden.
Wo werden Membranpumpen eingesetzt?
Diese Pumpentechnik ermöglicht das Pumpen von abrasiven Fluiden oder auch gefährlichem Schlamm. Mit einer Membranpumpe besteht keine Gefahr trocken zu laufen, ebenso wird ein leckfreies Pumperlebnis ermöglicht. Sie fördert problemlos flüssige Stoffe oder auch Gase.
Eine Dauerbeanspruchung ist ebenfalls kein Problem und die Membran trennt giftige Chemikalien. Gleichzeitig schirmt sie das Medium vor äußeren Einflüssen ab. Dadurch erfreut sie sehr große Beliebtheit beim Einsatz in der Verfahrenstechnik und der Chemietechnik. Ebenso ist sie oft in der Lebensmitteltechnik zu finden. Falls Sie mehr erfahren möchten über Pumpen in der Lebensmittelindustrie oder aber der Chemieindustrie lesen Sie gerne unsere weiteren Artikel.
Membranpumpen gibt es in den verschiedensten Antriebsarten und sie haben dadurch einen sehr unterschiedlichen Anwendungsbereich. Unterschieden wird in Druckluftmembranpumpen, Mechanische Membranpumpen, Hydraulische Membranpumpen, Pneumatische Membranpumpen und Elektromagnetische Membranpumpen.
Mechanische Membranpumpen zeichnen sich dadurch aus, dass sie einen sehr geringen Energieverbrauch aufweisen. Ein gängiges Beispiel dafür ist die handbetriebene Membranpumpe mit einem klassischen Blasebalg. Dabei muss der Hebel händisch hoch und runter gedrückt werden. Durch diese Vakuumerzeugung gerät die Membran in Schwingung.
Die hydraulische Membranpumpe funktioniert durch einen Kolben, welcher durch einen Motor betrieben wird. Hydrauliköl verhindert eine Verteilung der Wirkungsdauer. Bekannte hydraulische Membranpumpen sind Kolbenmembranpumpen.
Die pneumatische Membranpumpe, die durch einen Pneumatikzylinder und durch Pneumatikventile betrieben wird, weist einen hohen Energieverbrauch auf. Die Pneumatikventile erzeugen Druckluft und die Zylinder wandeln diese in Energie um.
Bei der elektromagnetischen Membranpumpe bewegt eine elektrische Spule die Membran. Dieser Strom erzeugt ein magnetisches Feld. Dadurch gerät der Kolben in Bewegung. Erlischt der Strom zieht der Kolben sich wieder zurück. Daraus resultiert die Bewegung in der Membran.
Ebenso breit gefächert ist das Anwendungsgebiet unserer Taumelringpumpe.
Stöbern Sie gerne durch unsere Broschüre und überzeugen sich selbst.
Hier können Sie noch mehr lernen über die verschiedenen Pumpenarten oder aber ihre förderbaren Stoffe.
