Warum müssen der Einlass- und Auslassdruck von Pumpen überwacht werden? Welche Probleme können auftreten, wenn sie nicht überwacht werden?
Luftkompressoren, Bewässerungssysteme und Wärmetauscher verwenden Pumpen, um Luft oder Wasser durch ihre Systeme zu befördern. Wenn der Druck in einem dieser Systeme zu hoch oder zu niedrig ist, kann dies schwerwiegende Folgen für die Pumpe, die Rohrleitungen oder das gesamte System haben. Die meisten Ingenieure wählen Pumpen, die mit 80 bis 110 % ihres Best Efficiency Point (BEP) betrieben werden, dem Punkt auf der Kurve, an dem die Pumpe am effizientesten arbeitet. Die Leistung der Pumpe leidet, wenn sie außerhalb des BEP betrieben wird. Daher ist es wichtig, den Druck zu überwachen, um sicherzustellen, dass Sie das Beste aus Ihrem Pumpensystem
herausholen. Es gibt zwei Haupttypen von Pumpen: Verdrängerpumpen und kinetische Energiepumpen (am häufigsten bekannt als
Zentrifugalpumpen). Bei Verdrängerpumpen wird eine feste Flüssigkeitsmenge eingeschlossen und mechanisch in die Druckleitung verdrängt. Überdruck ist bei Anwendungen mit Verdrängerpumpen aufgrund von Totkopf-Situationen ein ernstes Problem. Im Wesentlichen schaltet sich die Pumpe nicht ab und erzeugt auch dann weiterhin Druck, wenn kein Durchfluss vorhanden ist. Da sich die Pumpen nicht abschalten, steigt der Druck an, was zu einem Rohrbruch, einem Blockieren der Pumpe, einem Bruch der Pumpenwelle oder einer Überhitzung des Motors führen kann. Dies ist gefährlich für alle Personen, die in der Nähe der Rohre arbeiten, und kann zu hohen Kosten für Wartung und Materialien führen, wenn etwas kaputt geht. Kreiselpumpen
verfügen über ein Laufrad, das sich innerhalb einer Spirale dreht (einem gekrümmten Trichter, dessen Fläche sich zur Auslassöffnung hin vergrößert). Das Laufrad verfügt über mehrere Flügel, die auf einer Welle montiert sind, die nach außen in die Spirale hineinragt. Da sich der Einlass in der Mitte des Laufrads befindet, drückt die Zentrifugalkraft bei Drehung des Laufrads die Flüssigkeit von der Mitte nach außen und erzeugt so einen Unterdruck im Einlass. Die Flüssigkeit wird dann in die Wände der Pumpenspirale gedrückt. Durch diesen Prozess wird die rotierende kinetische Energie in Druck umgewandelt und die Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit durch den
Auslass gedrückt. Wenn Kreiselpumpen außerhalb des BEP betrieben werden, sind die Laufräder asymmetrischen Kräften ausgesetzt, die sich in mechanisch instabilen Zuständen äußern, darunter: hohe Vibrationswerte, übermäßiger hydraulischer Schub, erhöhte Temperatur oder Erosion. Nachdem der Druck in Zentrifugalpumpen auf den Totpunkt angestiegen ist, stoppt der Wasserfluss. Auch wenn bei einer Überhitzung der Zentrifugalpumpe keine Explosionsgefahr besteht, gibt es keinen Durchfluss, um die Wärme abzuleiten, was zu einem hohen Energieverbrauch und unnötigen Kosten führt. Es gibt auch Probleme,
die alle Pumpentypen betreffen können. Wenn beispielsweise ein Ventilausfall oder eine Verstopfung auf der Einlassseite der Pumpe vorliegt, wird die Pumpe nicht mehr mit Flüssigkeit versorgt und kann keine Flüssigkeit mehr fördern. In einer unterversorgten Pumpe erwärmt sich die Flüssigkeit und kann die Pumpendichtungen zerstören. Unterversorgte Pumpen sind an einem niedrigen Druck sowohl auf der Einlass- als auch auf der Auslassseite zu erkennen. Wenn ein Pumpensystem beim Start nicht angesaugt wurde, kommt es ebenfalls zu keinem Durchfluss und somit zu keiner Wärmeabfuhr, sodass sowohl am Einlass als auch am Auslass kein oder nur ein sehr geringer Betriebsdruck herrscht. Diese Situation führt zu einem schnellen Ausfall der Pumpe. Bei einer defekten Pumpenwelle oder einem ausgefallenen Motor entspricht der Druck am Einlass
und Auslass dem statischen Druck. Einige neuere Pumpensysteme mit Pumpen mit variablem Durchfluss und/oder Modulationsventilen haben Probleme mit Kavitation (d. h. der Bildung von Hohlräumen innerhalb der Flüssigkeit und Pumpen). Die Bildung von Blasen in der Flüssigkeit erzeugt Wärme und Vibrationen, die Pumpen zerstören können. Glücklicherweise ist die Mindestdurchflussrate, bei der Kavitation auftritt, vor der Auswahl/dem Kauf der Pumpe bekannt. Wenn der Druck am Pumpeneinlass überwacht und über diesem Mindestförderdruck gehalten wird, besteht nur
ein geringes Risiko für Kavitation. Die Überwachung des Einlass- und Auslassdrucks der Pumpe ist für die Sicherheit der Mitarbeiter und den Schutz des Pumpensystems selbst von großer Bedeutung. Eine hervorragende Möglichkeit zur Messung des Pumpendrucks sind Drucktransmitter, die Druckwerte in analoge Werte umwandeln und so eine einfache Messung ermöglichen. Die industriellen Drucktransmitter der Serien 626 und 628 von Dwyer der Serien 626 und 628 von Dwyer erfassen den Auslassdruck, den Einlassdruck, den Überdruck und den Unterdruck eines Wärmetauschers oder einer Pumpe, anhand
derer dann die Durchflussleistung eines Systems bestimmt werden kann. Differenzdruck-Transmitter der Serie 629C messen den Differenzdruck in kompatiblen Gasen und Flüssigkeiten. Alle Transmitter von Dwyer eignen sich für Messaufgaben in gewerblichen, industriellen oder Trinkwasseranwendungen und können den Differenzdruck in Anwendungen wie Lüftungsanlagen, Kältemaschinen, Wärmetauschern und Hydrauliksystemen überwachen. Unabhängig vom verwendeten Pumpentyp helfen Transmitter dabei, den Einlass- und Auslassdruck von Pumpen zu verfolgen, um festzustellen, ob der Druck abnormal erscheint, bevor etwas schiefgeht und das System dauerhaft beschädigt wird.