Das Design einer Kreiselpumpe

Konstruktion der Kreiselpumpe wird am Beispiel einer Monoblockpumpe mit luftgekühltem Elektromotor und auf einer Achse angeordneten Anschlüssen beschrieben.

Im spiralförmigen Gehäuse mit einem Durchflusskanal in Form eines Diffusors befindet sich ein geschlossenes Laufrad mit radial gekrümmten Schaufeln. Das Laufrad ist auf der Motorwelle montiert und mit einer Druckschraube fixiert.

Das Pumpengehäuse ist fest mit dem Motorgehäuse durch Klemmschrauben verbunden. Die Abdichtung zwischen der Motorwelle und dem Pumpengehäuse wird durch eine Gleitringdichtung gewährleistet.

Gehäuse

Das Standardgehäuse von Kreiselpumpen besteht aus Gusseisen, aber auf Sonderbestellung können die meisten Modelle auch mit Gehäusen aus Bronze oder Edelstahl ausgestattet werden.

Pumpen mit Edelstahlgehäuse werden in der Lebensmittel- und Chemieindustrie sowie zum Fördern aggressiver Flüssigkeiten eingesetzt. Pumpen mit Bronzegehäuse werden in Trinkwasseranlagen für kaltes und warmes Wasser verwendet.

Laufrad

Je nach Pumpenleistung und den Eigenschaften der geförderten Flüssigkeit kann das Laufrad aus Gusseisen, Bronze oder Polymermaterialien bestehen.

Bei Kreiselpumpen in Monoblockbauweise wird das Laufrad auf der Motorwelle befestigt, während es bei Konsolenpumpen auf einer separaten Welle montiert ist, die über eine Kupplung mit dem Motor verbunden ist.

Für saubere Flüssigkeiten werden geschlossene Laufräder verwendet, bei denen die radialen Schaufeln zwischen zwei parallelen Scheiben fixiert sind. Eine der Scheiben hat eine Öffnung für den Eintritt des Arbeitsmediums, die andere Öffnung dient zur Befestigung an der Welle. Pumpen mit geschlossenen Laufrädern haben einen höheren Wirkungsgrad, da bei ihnen praktisch keine Spaltverluste auftreten.

Elektromotor

Kreiselpumpen sind mit Asynchronmotoren mit Kurzschlussläufer ausgestattet, die an ein- und dreiphasige Stromnetze angeschlossen werden können. Abhängig von der Polzahl bei dreiphasigem Anschluss können Elektromotoren die folgenden Drehzahlen aufweisen.

3 Phasen, Hz	2 Pole	4 Pole	6 Pole	8 Pole	10 Pole	12 Pole	14 Pole
~ 50	2900	1450	960	725	580	480	415
~ 60	3500	1750	1160	875	700	580	500

Zweipolige Elektromotoren haben die einfachste Konstruktion, weshalb sie günstiger sind als andere, aber die hohe Drehzahl kann aufgrund des hohen Geräuschpegels während des Betriebs inakzeptabel sein. Die Konstruktion von Elektromotoren mit 4 oder mehr Polen ist komplexer, aber der Geräuschpegel solcher Pumpen ist geringer und der Wirkungsgrad höher im Vergleich zu zweipoligen Modellen.

Wellenabdichtung

Moderne Pumpen sind in der Regel mit einer Gleitringdichtung ausgestattet, aber in einigen Kreiselpumpenkonstruktionen wird auch eine Wellendichtung auf der Basis eines Dichtungsrings verwendet.

Die Gleitringdichtung besteht aus zwei Graphitringen. Ein Ring ist fest auf der Welle montiert und dreht sich mit dieser, während der andere im Pumpengehäuse fixiert ist. Die Ringe werden durch eine Feder gegeneinander gepresst. Beim Drehen bildet sich zwischen den polierten Dichtungsflächen der Ringe ein dünner Wasserfilm, der die Schmier- und Kühlfunktion übernimmt. Bei dieser Art von Dichtung tritt keine Leckage entlang der Welle auf.

Die Wellendichtung auf der Basis eines Dichtungsrings besteht aus Kevlar, Twaron, PTFE oder synthetischem Seil, das um die Welle gewickelt und mit einer Druckmutter fixiert wird.