Nuttige informatie over verdringerpompen

Wat is een verdringerpomp?

Een verdringerpomp (PD) verplaatst een vloeistof door herhaaldelijk een vast volume te omsluiten en dit mechanisch door het systeem te verplaatsen. De pompwerking is cyclisch en kan worden aangedreven door zuigers, schroeven, tandwielen, rollen, membranen of schoepen.

Hoe werkt een verdringerpomp?

Hoewel er een grote variëteit aan pompontwerpen bestaat, kan het merendeel in twee categorieën worden ondergebracht: heen- en weergaand en roterend.

Reverplaatsingspompen

Een verplaatsingspomp werkt door de herhaalde heen-en-weergaande beweging (slagen) van ofwel een zuiger, ofwel een zuiger, ofwel een membraan (figuur 1). Deze cycli worden reciprocatie genoemd.

In een zuigerpomp creëert de eerste slag van de zuiger een vacuüm, opent een inlaatklep, sluit de uitlaatklep en zuigt vloeistof in de zuigerkamer (de zuigfase). Wanneer de beweging van de zuiger omkeert, wordt de inlaatklep, die nu onder druk staat, gesloten en de uitlaatklep geopend zodat de vloeistof in de zuigerkamer kan worden afgevoerd (de compressiefase). De fietspomp is een eenvoudig voorbeeld. Plunjerpompen kunnen ook dubbelwerkend zijn, met inlaat- en uitlaatkleppen aan beide zijden van de zuiger. Terwijl de zuiger aan de ene kant aanzuigt, is hij aan de andere kant in compressie. Meer complexe, radiale versies worden vaak gebruikt in industriële toepassingen.

Plunjerpompen werken op een soortgelijke manier. Het volume vloeistof dat door een zuigerpomp wordt verplaatst, hangt af van het cilindervolume; bij een plunjerpomp hangt het af van de grootte van de plunjer. De afdichting rond de zuiger of de plunjer is belangrijk om de pompwerking in stand te houden en lekken te voorkomen. In het algemeen is de afdichting van een plunjerpomp gemakkelijker te handhaven, omdat deze stilstaat aan de bovenzijde van de pompcilinder, terwijl de afdichting rond een zuiger herhaaldelijk op en neer beweegt in de pompkamer.

Een membraanpomp gebruikt een flexibel membraan in plaats van een zuiger of plunjer om vloeistof te verplaatsen. Door het diafragma uit te zetten, wordt het volume van de pompkamer vergroot en wordt vloeistof in de pomp gezogen. Door het membraan samen te drukken, neemt het volume af en wordt er wat vloeistof uitgestoten. Membraanpompen hebben het voordeel dat ze hermetisch gesloten zijn, waardoor ze ideaal zijn voor het verpompen van gevaarlijke vloeistoffen.

De cyclische werking van zuigerpompen veroorzaakt pulsen in de afvoer waarbij de vloeistof versnelt tijdens de compressiefase en vertraagt tijdens de aanzuigfase. Dit kan schadelijke trillingen in de installatie veroorzaken en vaak wordt een of andere vorm van demping of afvlakking toegepast. Pulseren kan ook worden geminimaliseerd door twee (of meer) zuigers, plunjers of membranen te gebruiken, waarbij de ene in de compressiefase is en de andere in de aanzuigfase.

De herhaalbare en voorspelbare werking van reciprocerende pompen maakt ze ideaal voor toepassingen waar nauwkeurige dosering of dosering is vereist. Door de slagfrequentie of -lengte te veranderen, kunnen afgemeten hoeveelheden van de verpompte vloeistof worden geleverd.

Roterende verdringerpompen

Roterende verdringerpompen maken gebruik van de werking van roterende tandwielen of tandwielen om vloeistoffen over te brengen, in plaats van de heen- en weergaande beweging van reciprocerende pompen. Het roterende element ontwikkelt een vloeistofafdichting met het pomphuis en creëert zuigkracht aan de pompinlaat. De vloeistof, die in de pomp wordt gezogen, wordt ingesloten door de tanden van de roterende tandwielen en overgebracht naar de uitlaat. Het eenvoudigste voorbeeld van een roterende verdringerpomp is de tandwielpomp. Er zijn twee basisontwerpen van tandwielpompen: uitwendige en inwendige (figuur 2).

Een uitwendige tandwielpomp bestaat uit twee in elkaar grijpende tandwielen die worden ondersteund door afzonderlijke assen (een van deze assen of beide assen kunnen worden aangedreven). De rotatie van de tandwielen vangt de vloeistof op tussen de tanden, waardoor deze van de inlaat naar de uitlaat wordt geleid, rond de behuizing. Er wordt geen vloeistof teruggevoerd door het centrum, tussen de tandwielen, omdat ze in elkaar grijpen. Door de nauwe toleranties tussen de tandwielen en het pomphuis kan de pomp aan de inlaatzijde aanzuigen en wordt voorkomen dat er aan de uitlaatzijde vloeistof teruglekt. Lekkage of “slippage” is waarschijnlijker bij vloeistoffen met een lage viscositeit.

Een interne tandwielpomp werkt volgens hetzelfde principe, maar de twee in elkaar grijpende tandwielen zijn verschillend van grootte, waarbij de ene binnen de andere draait. De holten tussen de twee tandwielen worden gevuld met vloeistof bij de inlaat en getransporteerd naar de uitlaatpoort, waar het wordt uitgestoten door de werking van het kleinere tandwiel.

Tandwielpompen moeten worden gesmeerd door de verpompte vloeistof en zijn ideaal voor het verpompen van olie en andere vloeistoffen met een hoge viscositeit. Om deze reden mag een tandwielpomp niet drooglopen. Door de nauwe toleranties tussen de tandwielen en de behuizing zijn dit soort pompen gevoelig voor slijtage bij gebruik met schurende vloeistoffen of vloeistoffen die vaste deeltjes bevatten.

Twee andere ontwerpen die vergelijkbaar zijn met de tandwielpomp zijn de lobbenpomp en de schottenpomp.

In het geval van de lobbenpomp zijn de roterende elementen lobben in plaats van tandwielen. Het grote voordeel van dit ontwerp is dat de lobben tijdens het pompen niet met elkaar in contact komen, waardoor slijtage, verontreiniging en afschuiving van de vloeistof worden beperkt. Schottenpompen maken gebruik van een stel beweegbare schoepen (veerbelast, onder hydraulische druk, of flexibel) die in een uit het midden geplaatste rotor zijn gemonteerd. De schoepen sluiten nauw af tegen de wand van de behuizing en de ingesloten vloeistof wordt naar de uitlaatpoort getransporteerd.

Een andere klasse van roterende pompen maakt gebruik van een of meer ineengestrengelde schroeven om de vloeistof langs de schroefas te verplaatsen. Het basisprincipe van deze pompen is dat van de Archimedes-schroef, een ontwerp dat al duizenden jaren voor irrigatie wordt gebruikt.

Wat zijn de belangrijkste kenmerken en voordelen van een verdringerpomp?

Er zijn twee hoofdfamilies van pompen: verdringerpompen en centrifugaalpompen. Centrifugaalpompen zijn geschikt voor hogere debieten en kunnen werken met vloeistoffen met een lagere viscositeit. In sommige chemische fabrieken zal 90% van de pompen in gebruik centrifugaalpompen zijn. Er zijn echter een aantal toepassingen waarvoor verdringerpompen de voorkeur genieten. Zij kunnen bijvoorbeeld vloeistoffen met een hogere viscositeit aan en kunnen efficiënter werken bij hoge drukken en relatief lage debieten. Zij zijn ook nauwkeuriger wanneer de meting een belangrijke overweging is.

Wat zijn de beperkingen van een verdringerpomp?

In het algemeen, zijn de verdringerpompen complexer en moeilijker te handhaven dan de centrifugaalpompen. Zij kunnen ook niet de hoge stroomtarieven produceren kenmerkend voor centrifugaalpompen.

Positieve verdringingspompen kunnen minder vloeistoffen met lage viscositeit behandelen dan centrifugaalpompen. Om zuigkracht te genereren en slip en lekken te verminderen, is een roterende pomp afhankelijk van de afdichting tussen zijn roterende elementen en het pomphuis. Bij vloeistoffen met een lage viscositeit is dit aanzienlijk minder. Evenzo is het moeilijker om slip van de kleppen in een zuigerpomp met een laagviskeuze voeding te voorkomen vanwege de hoge druk die tijdens het pompen wordt opgewekt.

Een pulserende afvoer is ook een kenmerk van verdringer- en vooral van zuigerpompontwerpen. Pulsatie kan lawaai en trillingen in leidingsystemen veroorzaken en cavitatieproblemen die uiteindelijk tot schade of storingen kunnen leiden. Pulsatie kan worden verminderd door het gebruik van meerdere pompcilinders en pulsatiedempers, maar dit vereist een zorgvuldig systeemontwerp. Centrifugaalpompen daarentegen produceren een gelijkmatige constante stroom.

De heen-en-weergaande beweging van een heen-en-weergaande pomp kan ook een bron van trillingen en geluid zijn. Daarom is het belangrijk om voor dit type pomp zeer sterke funderingen te bouwen. Als gevolg van de hoge druk die tijdens de pompcyclus wordt opgewekt, is het ook van vitaal belang dat ofwel de pomp ofwel de persleiding een vorm van drukontlasting heeft in geval van een verstopping. Centrifugaalpompen hebben geen overdrukbeveiliging nodig: de vloeistof wordt in dit geval gewoon gerecirculeerd.

Voeding met een hoog gehalte aan schurende vaste stoffen kan overmatige slijtage veroorzaken aan de onderdelen van alle soorten pompen en met name aan kleppen en afdichtingen. Hoewel de onderdelen van verdringerpompen bij aanzienlijk lagere snelheden werken dan die van centrifugaalpompen, blijven zij gevoelig voor deze problemen. Dit is met name het geval bij zuiger- en plunjerpompen en roterende tandwielpompen. Met dit type toevoer kan een lobben-, schroef- of membraanpomp geschikt zijn voor meer veeleisende toepassingen.

De volgende tabel geeft een overzicht van de mogelijkheden van centrifugaal- en verdringerpompen.

Pompvergelijking: Centrifugaal vs. verdringer

Eigenschap	Centrifugaal	Positieve verdringer
Effectief viscositeitsbereik	Efficiëntie neemt af met toenemende viscositeit (max. 200 Cp)	Efficiëntie neemt toe met toenemende viscositeit
Druktolerantie	Stroom varieert met veranderende druk	Stroom ongevoelig voor veranderende druk
	Efficiëntie neemt af bij zowel hogere als lagere druk	De efficiëntie neemt toe met toenemende druk
Priming	Nodig	Niet nodig
Stroom (bij constante druk)	Constant	Pulsing
Shearing (scheiding van emulsies, slurries, biologische vloeistoffen, voedingsmiddelen)	Hoge snelheidsmotor beschadigt sheargevoelige mediums	Lage inwendige snelheid. Ideaal voor het pompen van sheargevoelige vloeistoffen

Wat zijn de belangrijkste toepassingen voor verdringerpompen?

Verplaatserpompen worden gewoonlijk gebruikt voor het pompen van vloeistoffen met hoge viscositeit zoals olie, verf, harsen of voedingsmiddelen. Zij hebben de voorkeur in om het even welke toepassing waar nauwkeurige dosering of hoge drukoutput wordt vereist. In tegenstelling tot centrifugaalpompen wordt de opbrengst van een verdringerpomp niet beïnvloed door de druk, zodat zij ook de voorkeur genieten in elke situatie waarin de toevoer onregelmatig is. De meeste zijn zelfaanzuigend.

Type PD Pomp	Toepassing	Eigenschappen
Zuigermotorpomp	Water – hoge druk wassen; andere vloeistoffen met lage viscositeit; olieproductie; verfspuiten	Reciprocerende werking met zuiger(s) afgedicht met o-ringen
Plunjerpomp		Reciprocerende werking met plunjer(s) afgedicht met pakking
Diafragmapomp	Gebruikt voor doseren of doseren; spuiten/reinigen, waterbehandeling; verf, olie; corrosieve vloeistoffen	Zelfaanzuigend, lage debieten en in staat tot hoge drukken
Gear pomp	Verpompen van vloeistoffen met hoge viscositeit in petrochemische, chemische en voedingsmiddelenindustrie: olie, verf, voedingsmiddelen	Geslepen tandwielen zorgen voor roterende pompwerking
Lobbenpomp	Chemische en voedingsmiddelenindustrie; sanitaire, farmaceutische en biotechnologische toepassingen	Lage afschuiving en slijtage. Gemakkelijk te reinigen of te steriliseren
Schroefpomp	Olieproductie, brandstofoverdracht en injectie; irrigatie	Vloeistof beweegt axiaal waardoor turbulentie wordt verminderd; Geschikt voor hoge debieten
Vaanpomp	Laagviskeuze vloeistoffen; automotive transmissiesystemen; brandstoftoevoer en -transmissie; drankautomaten	Bestand tegen ingesloten vaste deeltjes en bestand tegen slijtage van de schoepen. Ontwerp staat variabele output toe

Samenvatting

Een verdringerpomp verplaatst een vloeistof door herhaaldelijk een vast volume, met behulp van afdichtingen of kleppen, te omsluiten en het mechanisch door het systeem te verplaatsen. De pompwerking is cyclisch en kan worden aangedreven door zuigers, schroeven, tandwielen, lobben, membranen of schoepen. Er zijn twee hoofdtypen: zuiger- en draaipompen.

Verdringerpompen hebben de voorkeur voor toepassingen met zeer viskeuze vloeistoffen zoals dikke oliën en slurries, vooral bij hoge druk, voor complexe vloeistoffen zoals emulsies, voedingsmiddelen of biologische vloeistoffen, en ook wanneer nauwkeurig moet worden gedoseerd.

Bekijk ons volledige pompenassortiment

Stuur ons uw vraag

Contacteer ons