Forskellige pumpetyper – fortrængningspumper

Funktionsprincip

En fortrængningspumpe får en væske til at bevæge sig ved at opsamle en fast mængde væske og tvinge (fortrænge) den opsamlede mængde ind i et udførselsrør eller et udløbssystem.

I nogle fortrængningspumper anvendes et ekspanderende hulrum på sugesiden og et aftagende hulrum på udløbssiden. Væsken strømmer ind i pumpen, når hulrummet på sugesiden udvider sig, og væsken strømmer ud af udløbsrøret, når hulrummet falder sammen. Volumenet forbliver konstant gennem hver cyklus af pumpens drift.

Positive fortrængningspumper anvender ikke pumpehjul, men er afhængige af roterende eller frem- og tilbagegående dele til direkte at skubbe væsken i et lukket hulrum, indtil der er opbygget et tilstrækkeligt tryk til at flytte væsken ind i udløbssystemet. Pumpen er ikke afhængig af at øge væskens hastighed, som centrifugalpumpen gør ved at flytte væsken gennem pumpehjulet. Derfor er væskehastigheden i en fortrængningspumpe meget lavere end i en centrifugalpumpe. Dette er ofte en ønskelig egenskab til visse anvendelser, f.eks. når der er behov for at pumpe et medie, der indeholder skrøbelige faste stoffer.

Pumpens egenskaber

Positive fortrængningspumper kan i modsætning til centifrugale eller rotdynamiske pumper teoretisk set producere den samme strømning ved en given hastighed (RPM), uanset udløbstrykket. Derfor kan fortrængningspumper betragtes som enheder med konstant flow. En lille stigning i den interne lækage, efterhånden som trykket stiger, kan dog forhindre en virkelig konstant strømningshastighed.

I anvendelsen må en fortrængningspumpe ikke få lov til at fungere mod en lukket ventil på pumpens udløbsside, fordi den ikke har nogen lukkehøjde som en centrifugalpumpe. Når pumpen arbejder mod en lukket udløbsventil, vil den fortsætte med at producere flow, og trykket i udløbsledningen vil stige, indtil rørledningen enten kan briste, eller pumpen kan blive alvorligt beskadiget, eller begge dele.

For at forhindre dette er det derfor ofte nødvendigt med en aflastnings- eller sikkerhedsventil på udløbssiden af den positive fortrængningspumpe. Denne aflastningsventil kan være placeret enten internt eller eksternt i forhold til pumpen. Pumpeproducenten har normalt mulighed for at levere interne aflastnings- eller sikkerhedsventiler. En intern ventil bruges normalt kun som en sikkerhedsforanstaltning, men en ekstern aflastningsventil i afgangsledningen med en returledning tilbage til sugeledningen eller forsyningstanken vil give øget sikkerhed.

Typiske specifikationer for fortrængningspumper

Positive fortrængningspumper kan generelt fås til at levere ydeevne i overensstemmelse med følgende intervaller:

• Flowhastighederne ligger mellem 0.4 til 55.000 lpm
• Den samlede opstigningshøjde (tryk) ligger mellem 0,7 og 6800 Bar
• Horsepower ligger mellem 0,5 og 4.900 hk
• Viskositetsgrænserne varierer med pumpetypen.

Differente typer fortrængningspumper

Der findes forskellige typer fortrængningspumper på markedet, og de klassificeres ofte efter den mekanisme, der anvendes til at flytte væsken. For eksempel;

Rotary Pumps Positive Displacement

Disse omfatter tandhjul, skrue, vinge, peristaltisk, lobe og progressive cavity, og de bruger alle roterende dele til at flytte væsken ind og ud af pumpekammeret. Nogle roterende pumper, f.eks. tandhjulspumper, skal have meget snæver afstand mellem de roterende elementer og kammerets vægge og mellem de roterende dele, hvilket betyder, at de generelt ikke kan bruges til at pumpe store faste stoffer eller slibende væsker, der kan slide delene. Andre typer som f.eks. lobepumper og progressive kavitetspumper er designet til at flytte væsker, der indeholder faste stoffer.

Pumper med frem- og tilbagegående bevægelse Positiv fortrængning

Inklusive stempel-, membran-, stempel-, hydraulik- og mange andre – bruger en gentagen frem- og tilbagegående mekanisme til at udvide og trække kammeret sammen med jævne mellemrum. Reciproceringspumper omfatter et eller flere sæt kontraventiler ved pumpens ind- og udløb for at hjælpe med at lede væsken gennem pumpen og forhindre tilbagestrømning.

Linær type fortrængningspumpe

Kædepumpen er en type vandpumpe, hvor flere cirkulære skiver er placeret på en endeløs kæde. Den ene del af kæden dykker ned i vandet, og kæden løber gennem et rør, der er lidt større end diameteren på skiverne. Når kæden trækkes op gennem røret, bliver vandet fanget mellem skiverne og løftes op til og udledes i toppen.

Membranpumper Positiv fortrængning

En membranpumpe er en særlig type fortrængningspumpe, der anvender den frem- og tilbagegående bevægelse af en bøjelig membran til at flytte væske ind og ud af pumpekammeret.

Den bøjelige membran skaber et vakuum ved indgangen til kammeret, som trækker væsken ind i kammeret. Når membranen bevæger sig i den modsatte retning, får den pumpekammerets volumen til at falde, hvilket tvinger væsken ud af pumpens udløbsport.

Membranpumper anvender kontraventiler ved ind- og udløb af pumpekammeret for at sikre, at væsken strømmer ind i den ene retning og ud i den anden uden at lække bagud.

Primære fordele ved fortrængningspumper

1. Generelt er fortrængningspumper ideelle til anvendelser, hvor der er behov for et konstant flow.
2. De skaber et middelhøjt til højt tryk og er ofte en fremragende måde at pumpe olier og andre tyktflydende væsker på.
3. Forflytningspumper er også yderst nyttige til anvendelser, der kræver en kombination af lavt flow og højt tryk. For eksempel til at flytte væsker, der indeholder suspenderede eller skrøbelige faste stoffer.

Så, det er en oversigt over fortrængningspumper. Har du noget at tilføje? Fordele eller ulemper ved anvendelsen?

Og er der noget, som vi ikke har dækket, og som du gerne vil vide?