Häufig gestellte Fragen

F. Was ist ein Wasserschlag und welche Auswirkungen hat er auf ein Pumpsystem?

A. Wasserschläge werden auch als Druckstöße oder hydraulische Stöße bezeichnet. Es handelt sich um einen Zustand, der vorliegt, wenn sich die Geschwindigkeit einer Flüssigkeit in einem Rohrleitungssystem schnell ändert. Es gibt verschiedene Ursachen für einen Wasserschlag, in Pumpensystemen ist er jedoch am häufigsten auf das Starten oder Stoppen der Pumpe, eine schnelle Änderung der Ventilposition oder einen Ventilausfall zurückzuführen. Die Geschwindigkeitsänderung führt zu einer Druckwelle, die über und unter dem Normaldruck im Rohrleitungssystem liegt. Diese Druckwellen werden Druckstöße oder Wasserschläge (wenn Wasser die Flüssigkeit ist) genannt und ihre Stärke kann ausreichen, um Rohrleitungen, Ventile, Maschinengehäuse und andere Geräte zu platzen oder zum Einsturz zu bringen.

Die Größe der Druckwelle kann mit angemessener Genauigkeit berechnet werden, wenn der Benutzer die Konfiguration der Rohrleitungen, die Größe der Rohre, die Materialien der Rohrleitungen, die Eigenschaften der Flüssigkeit und die Geschwindigkeit kennt, mit der die Pumpe und/oder die Flüssigkeit beschleunigt oder abbremst . Wenn die Flüssigkeitssäule in der Rohrleitung entweder gestartet oder gestoppt wird, wird die Energie des Systems von Geschwindigkeitsenergie in Druck- oder Druckenergie umgewandelt. Da die Flüssigkeit und das Rohrleitungsmaterial nicht vollständig inkompressibel sind, absorbieren sie einen Bruchteil der Energie.

Wasserschläge können durch eine ordnungsgemäße Druckstoßanalyse verstanden und durch geeignete Ventilschließgeschwindigkeiten (mit langsam schließenden Ventilen), kontrolliertes Starten und Stoppen von Pumpen, den Einbau von Membrantanks zur Aufnahme des Druckstoßes und Entlastungsventile zur Druckentlastung kontrolliert werden.

Weitere Informationen zu Wasserschlägen finden Sie in ANSI/HI 9.6.6 Pump Piping for Rotodynamic Pumps aufpumps.org.

F. Wie sollte ich die Einlassleitungen für einzelne und mehrere Dosierpumpen gestalten?

A. Aufgrund des charakteristischen pulsierenden Durchflusses (Bild 1) von Dosierpumpen mit kontrolliertem Volumen (CVMP), bei dem die Spitzendurchflussraten das Dreifache des durchschnittlichen Durchflusses erreichen können; Daher muss die Einlassleitung sorgfältig geprüft werden, um sicherzustellen, dass sie dem Pumpeneinlass ausreichend Flüssigkeit zuführen kann.

Für alle CVMPs ist der häufigste Grund für technische Supportanrufe bei Pumpenherstellern wegen Problemen mit der Pumpenleistung, dass die Einlassleitungen den Bedarf der Pumpe nicht decken können. Die folgenden Richtlinien sollten befolgt werden, um einen ausreichenden Durchfluss zum Einlass der Pumpe sicherzustellen.

• Der pulsierende Fluss in der Systemeinlassleitung erzeugt einen Impulsdruck, der normalerweise vom Systemeinlassdruck abweicht. Beispielsweise könnte eine Pumpe, die mit 150 Hüben pro Minute und 71 Gallonen pro Stunde läuft und Wasser aus einem 10 Fuß langen 1/2 Zoll Schedule 40-Rohr zieht, 10 psi vom Versorgungsdruck der Pumpe abziehen. Für kürzere Rohrstrecken mit minimalen Einschränkungen gilt als allgemeine Faustregel, die Rohrgröße um zwei Rohrgrößen über dem Einlassanschluss der Pumpe zu erhöhen. Lange Rohrleitungen mit mehreren Biegungen, Bögen, Drosseln und/oder Flüssigkeiten mit höherer Viskosität erfordern größere Rohrleitungen.

• Die Länge des Rohrs und die Anzahl der Bögen, T-Stücke, Siebe, Ventile und anderen Zubehörteile, die in der Einlassleitung installiert sind, sollten begrenzt werden, da sie den verfügbaren Netto-Positiveinlassdruck (NPIPA) verringern. Der NPIPA muss bewertet und auf ein akzeptables Niveau ausgelegt werden, damit die Pumpe zuverlässig funktioniert.

• Siehe NPIPA-Berechnungen in ANSI/HI 7.8 Control-Volume Metering Pump Piping Guideline. Dazu gehört auch die Beschleunigungshöhe in der Einlassleitung.

• Die Einlassleitungen müssen den Spitzenbedarf an Durchfluss und Druck decken und ein Ausgasen von Flüssigkeiten mit hohem Dampfdruck oder gelösten Gasen verhindern. Dies wird im Allgemeinen dadurch erreicht, dass der Durchmesser der Einlassleitungen und -anschlüsse entsprechend vergrößert wird oder indem Zubehörteile hinzugefügt werden, um den Flüssigkeitsfluss zum Einlass der Pumpe zu erhöhen.

Zusätzlich zu den oben gegebenen Hinweisen besteht die andere wichtige Überlegung bei mehreren Pumpen darin, zu bestimmen, ob die mehreren Pumpen (Köpfe) Teil einer Multiplex-Pumpe sind (mehrere Köpfe, die an einen einzelnen Motor oder Treiber angeschlossen sind) oder ob alle Köpfe über unabhängige Funktionen verfügen Motoren oder Treiber.

In den meisten Fällen sind Multiplexpumpen an eine gemeinsame Verteilerrohranordnung angeschlossen.

Wenn bei einer Multiplex-Pumpe, bei der ein einziger Antrieb verwendet wird, alle Pumpen mit dem gleichen Zahnradsatz betrieben werden oder mehrere Zahnradsätze mit der gleichen Hubgeschwindigkeit arbeiten, empfehlen bewährte Branchenpraktiken, dass der Antriebsmechanismus für jeden einzelnen Pumpenkopf ausgeschaltet werden sollte Phase, dh Duplex-Pumpen 180 Grad, Triplex-Pumpen 120 Grad und so weiter.

Dadurch wird der Spitzensaugbedarf der einzelnen Pumpen gestaffelt. Der Betrieb mehrerer Pumpen mit demselben Treiber (Motor) und die richtige Phaseneinstellung des Antriebs gewährleisten dieses Timing unter allen Betriebsbedingungen und somit die besten Saugströmungseigenschaften in Bezug auf die Rohrleitungskonstruktion.

Wenn unabhängige Pumpen mit jeweils eigenen Treibern an eine gemeinsame Saugleitung angeschlossen sind oder die Anwendung mehrere gleichphasige Pumpenköpfe erfordert, muss bei der Rohrleitungskonstruktion der Fall berücksichtigt werden, dass alle Pumpen gleichzeitig einen Spitzensaugstrom benötigen.

Weitere Informationen zu den Rohrleitungsrichtlinien für Dosierpumpen mit Steuervolumen finden Sie in unserem neuen Standard ANSI/HI 7.8 Rohrleitungsrichtlinie für Dosierpumpen mit Steuervolumen unter pumpen.org.