Stempelpumpe

En stempelpumpe (også Hubverdrängerpumpe kaldes i daglig tale også med den tvetydige forkortelse stempelpumpe kaldet) er en positiv forskydningspumpe , hvor forskydningen (stempel) en slagbevægelse , så en lineær ( translationel ) bevægelse bærer.

Funktionelt princip for håndbetjent stempelpumpe ( håndtagspumpe )

Arbejdsprincip

Funktionelt princip: stempelpumpe ved sugning

Funktionelt princip: stempelpumpe ved udskubning

En frem- og tilbagegående stempelpumpe består normalt af et stempel, der løber i en cylinder , kombineret med et indløb og et udløb, som hver er lukket af en ventil .

I det første slag, når det suges ind, bevæger stemplet sig til højre på billedet nedenfor. Indløbsventilen åbnes, og væsken strømmer ind i cylinderen. I den anden cyklus lukker indløbsventilen under transportbevægelsen, højre billede, og stemplet bevæger sig tilbage. Udløbsventilen åbnes, og det pumpede medium presses ud.

historie

Selv gamle kulturer som romerne havde stempelpumper til pumpning af vand.

Den tyrkisk-osmanniske polymath Taqi ad-Din , der boede i det 16. århundrede, beskrev i en af ​​sine bøger en kompleks stempelpumpe med seks cylindre, modvægte og kontraventiler, der blev styret og drevet af en central knastaksel . Pumpen blev drevet af vandkraft og fungerede som en pumpestation .

Brugen af ​​stempelpumper til pumpning af luft blev først med succes praktiseret af Otto von Guericke i 1649 og tjente ham, da han forsøgte Magdeburg-halvkuglerne for at skabe et teknisk vakuum.

Betydningen af ​​brugen af ​​stempelpumper er skiftet siden det 19. århundrede. Med introduktionen af centrifugalpumpen faldt anvendelsen af ​​stempelpumpen til pumpning af store mængder eller forurenede væsker ( drikkevand , spildevand ). Princippet med stempelpumper anvendes for eksempel i doseringspumper , hånddrevne transportørsystemer eller til fremstilling af høje tryk.

Anvendelsesområder

Som andre pumper kan stempelpumper også bruges til at transportere væsker eller gasser , hvor gasser også komprimeres i processen.

Stempelpumper kan opnå høje tryk ved pumpning af væsker. Derudover kan den leverede væskevolumen bestemmes nøjagtigt (doseringspumpe) . Drevet kan udføres manuelt (f.eks. Håndbetjent håndtagspumpe ), elektromagneter eller med motorer.

Landbrug

I flydende gødningsteknologi bruges stempelpumpen i en mobil eller stationær version afhængigt af placeringen. Ulempen ved stempelpumper er flowpulsationen iboende i princippet, hvilket kan føre til intense trykoscillationer (trykpulsationer) eller mekaniske svingninger i det tilsluttede ledningssystem. I tilfælde af større gennemstrømningshastigheder er der tilvejebragt flere cylindre, som fungerer forskudt. Alternativt kan pulsationsdæmpere fyldt med gas eller væske anvendes.

Eksempler

Priming stempelpumpe

Sæbedispenser, adskilt

I scoop stempelpumper er udløbsventilen placeret i selve stemplet. Som et resultat transporteres det materiale, der skal pumpes, til den anden side af stemplet i udskubningscyklussen og skubbes ud derfra i den efterfølgende sugecyklus, mens nyt materiale samtidigt suges ind på den anden side af stemplet. Denne type pumpe er velegnet til pumpning af meget tyktflydende materiale og bruges ofte i tromlefølgerpladepumper . Doseringspumper er baseret på stempelpumpens princip.

Mange sæbedispensere er baseret på princippet om en stempelpumpe. De to billeder viser et eksempel. Stemplet (3) er forskydeligt placeret på aksen (2) inden i huset (4). Den hule akse fortsætter ind i sæbeudløbet (1) på siden. Når hovedet (1) trykkes ned, frigiver stemplet indløbet gennem sidehullerne i den nederste ende af akslen. Samtidig spændes fjederen (5), som er understøttet i den nedre ende i huset. Sæben skubber kuglen (6) ned og lukker indløbet. Når knappen slippes, vendes ventilens åbnings- og lukkefunktion. Sæbe suges ind og fylder huset. Ved at trykke på den igen, presses sæben ud af dispenseren.

Membranpumpe

Med en membranpumpe suges det pumpede medium ind eller udstødes gennem en membran i stedet for et stempel . Her skelnes der mellem mekanisk forbundne membranpumper og hydraulisk forbundne membranpumper (også: stempelmembranpumper). Med sidstnævnte er membranen (typiske materialer f.eks. PTFE eller stål) belastet med tryk på begge sider og har ingen ydre kræfter til at understøtte. Med hydraulisk forbundne membranpumper er der allerede opnået tryk på op til 3500 bar.

Stempelpumper på damplokomotiver

Dobbelt sammensat luftpumpe type Nielebock-Knorr

Dampdrevne stempelpumper er svinghjulsløse dampmaskiner, hvor drivstemplet og arbejdstemplet er tastet på en fælles stempelstang. Stempelpumper arbejder ved fuldt tryk, fordi der ikke er nogen styreenhed, der kan afbryde dampforsyningen under arbejdets bevægelse, så udvidelsen af ​​dampen kan bruges. Vendelsen finder sted i slutningen af ​​det respektive arbejdsslag, hvorfor dampen slipper ud af arbejdsområdet ved driftstryk. Dette genererer den arbejdsstøj, der er typisk for disse pumper, og hvis dæmpningen er utilstrækkelig, pisker den. For i det mindste delvist at kompensere for ulempen ved fuldtryksdrift er der udviklet stempelpumper, der fungerer med en sammensat virkning . Når dampen har gjort sit job i den mindre højtrykscylinder, ledes den via styringen af ​​pumpen ind i den større lavtryksdel, hvor den udvides yderligere og kan afgive en del af sin termiske energi. Først efter dette andet trin kommer dampen ud via udstødningen eller føres til en forvarmningsindretning, hvor yderligere energi ekstraheres fra dampen for at forvarme kedelens tilførselsvand. Se også: duplexpumpe

I pumpens arbejdende del komprimeres enten luft til bremseanordningerne og andre hjælpeanordninger, eller stempelpumpen transporterer forvarmet fødevand ind i kedlen. Også i den arbejdende del af luftpumperne er der ofte implementeret en flertrins driftstilstand for at forbedre effektiviteten.

Enheder er blevet opbygget til den dobbelte sammensatte luftpumpe, som består af to stempelpumper forbundet parallelt.

Andre designs

Inline pumpe: Trykstemplet (1), der drives af en aktuator, transporterer mediet, der er kommet ind i pumpen gennem indløbet (3) i en fremadgående bevægelse ved hjælp af modtryk fra kontrolstemplet (2) via udløbet (4). Mængden styres med justeringsbøsningen (5). Den maksimale slagtilfælde er angivet ved afstandsindløbet - udløbet. Indstillingen kan udføres kontinuerligt eller i etaper.

• Den inline pumpe , en dobbelt stempelpumpe, er en særlig type af stempelpumpe, hvor to stempler i en muffe tage sig af pumpens clearance.
• En anden variant er vibrations-, armatur- eller oscillerende stempelpumpe , hvilket også er muligt som en variation af en gratis stempelmaskine .
• En cykel - luftpumpe er også en stempelpumpe. Stemplet forsegler kun cylinderen under udstødningsbevægelsen og påtager sig således indsugningsventilens opgave. Udløbsventilen er ikke integreret i pumpen. Derfor kan du ikke pumpe en ballon op med en cykelpumpe. Cykelrørets ventil fungerer som udløbsventilen.
• Den aksiale stempelpumpe og den radiale stempelpumpe er yderligere design af stempelpumper. Med disse to typer konstruktion nævnt ovenfor pumpes væsker, især mineralolier og specielle væsker (fx HFA, HFC, HFD, boremulsion). Anvendelsesområdet for sådanne hydrauliske pumper er bredt: fra værktøjsmaskiner, hydrauliske køredrev (f.eks. Bygge- og landbrugsmaskiner) og testbænke til vindmøller.

litteratur

• Klaus D Linsmeier, Achim Greis: Elektromagnetiske aktuatorer. Fysiske principper, typer, anvendelser. I: Die Bibliothek der Technik, bind 197. Verlag Moderne Industrie, ISBN 3-478-93224-6
• Friedrich P. Springer: Fra Agricolas 'pomps, der trak vandet gennem vinden' til stangpumperne fra olieproduktionen, råolie / naturgas / kul. Oktober 2007, udgave 10

Weblinks

• Animeret model ( LEIFI )

Individuelle beviser

1. ↑ Taqi ad-Din : Al-Turuq al-Saniya fi al-'ālat al-rūhaniya, side 38 ( Chester Beatty Library : arabisk MS 5232)
2. ^ Salim Al-Hassani , Mohammed A. Al-Lawati: Six-Cylinder Water Pump of Taqi al-Din: Its Mathematics, Operation and Virtual Design. I: muslimheritage.com , adgang til 28. juli 2016