Ansaugen von Flüssigkeiten: Direkter Flüssigkeitstransfer vs. Flüssigkeitstransfer unter Vakuum
Flüssigkeiten können entweder mittels direktem Flüssigkeitstransfer oder indirekt mittels Flüssigkeitstransfer unter Vakuum abgesaugt werden. Um die richtige Methode und Pumpenlösung auszuwählen ist es wichtig, die jeweiligen Unterschiede zu kennen.
Auf den ersten Blick erscheint das An- beziehungsweise Absaugen von Flüssigkeiten einfach, aber die Wahl der geeigneten Absaugmethode kann schwierig sein. Eine Möglichkeit ist der direkte Flüssigkeitstransfer, bei dem das Medium direkt durch eine Membran-Flüssigkeitspumpe gefördert wird. Bei dem Flüssigkeitstransfer unter Vakuum, häufig auch Vacuum Over Liquid Transfer genannt, wird für das Absaugen der Flüssigkeit ein Vakuum genutzt. Beide Methoden haben Vorteile, aber auch Einschränkungen. Um die spezifischen Anwendungsanforderungen zu erfüllen ist es daher wichtig, die Unterschiede zu verstehen. Falls der Fokus auf dem Flüssigkeitstransfer statt auf der Flüssigkeitsansaugung liegt, kann die weniger bekannte Methode des Flüssigkeitstransfers unter Druck eine Alternative sein.
Direkter Flüssigkeitstransfer erklärt
Bei dem direkten Flüssigkeitstransfer saugt die Pumpe die Flüssigkeit auf der Einlassseite aus einem Behälter an und fördert sie auf der Auslassseite in einen anderen Behälter. Durch einen kontinuierlichen Betrieb erzeugt diese Fördermethode präzise und gleichmäßige Durchflussraten.
Vorteile von direkten Flüssigkeitstransfer-Systemen
Pumpen, die in Systemen für den direktem Flüssigkeitstransfer eingesetzt werden, bieten viele Vorteile. Allerdings hängen diese von der jeweils eingesetzten Pumpentechnologie ab. Unabhängig von der genauen Technologie bieten Systeme für den direkten Flüssigkeitstransfer in der Regel folgende Vorteile:
schnelle und effiziente Flüssigkeitsförderung
kontinuierliche Flüssigkeitsförderung
geringe Systemkomplexität
hervorragende Kontrolle der Durchflussrate
Viele Systeme, die mit diesem Ansatz entwickelt wurden, erfordern zudem nur einen geringen Wartungsaufwand. Diese Vorteile können durch die Wahl der richtigen Pumpentechnologie erreicht werden:
hohe chemische Beständigkeit
selbstansaugend
sicherer Betrieb im Trockenlauf
langfristige Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer
Es ist wichtig, die anwendungsspezifischen Anforderungen zu kennen, um den richtigen Pumpentyp für diese Fördermethode auszuwählen. Systeme für den direkten Flüssigkeitstransfer, die all diese Vorteile vereinen, sind ideal für Ansauganwendungen. Dazu gehören beispielsweise Absaugung von Abfallflüssigkeiten in medizinischen und diagnostischen Anwendungen, Tintenstrahldrucksysteme und Laboranwendungen.
Limitationen des direkten Flüssigkeitstransfers
Auch wenn der direkte Flüssigkeitstransfer eine gängige Ansaugmethode von Flüssigkeiten ist, hat er Grenzen. Da die Flüssigkeit immer durch die Pumpe fließt, kommt sie mit den Komponenten in Kontakt. Das kann in einigen Fällen problematisch sein. Flüssigkeiten mit langen Fasern könnten die Pumpe verstopfen und stark abrasive Partikel können Schäden verursachen.
Anwendungen, die eine sehr hohe Reinheit und häufige Reinigung des Flüssigkeitssystems erfordern, können ebenfalls problematisch sein, da die meisten Pumpen nicht einfach ohne Rückstände gereinigt, sterilisiert oder desinfiziert werden können. Mit dieser Transfermethode hochkomplexe Systeme zu betreiben kann ebenfalls herausfordernd sein, da für jeden Medienstrom eine eigene Pumpe benötigt wird. Das erschwert die Konstruktion von Systemen, die Flüssigkeiten in vielen verschiedenen separaten Leitungen fördern müssen und kann hohe Kosten aufgrund der großen Anzahl an Pumpen verursachen.
Membranpumpen: Die beste Wahl für direkte Flüssigkeitsansaugung
Membran-Flüssigkeitspumpen sind ideal zum schnellen und effizienten Ansaugen von Flüssigkeiten. Sie gewährleisten eine präzise und wiederholgenaue Förderrate und können auch in Anwendungen mit Drücken von bis zu 16 bar (rel.) eingesetzt werden. Sie sind selbstansaugend, sodass sie im trockenen Zustand einen Unterdruck erzeugen und selbstständig mit dem Pumpen beginnen können. Ein weiterer Vorteil dieser Pumpen ist ihre Trockenlauffähigkeit, die sie vor Schäden schützt.
Um eine perfekte Anpassung an die spezifischen Anforderungen der Flüssigkeit und der Anwendung zu gewährleisten, können KNF Membranpumpen individuell konfiguriert werden. Dies macht sie nicht nur äußerst vielseitig und chemisch beständig in anspruchsvollen Anwendungen, sondern garantiert auch eine lange Lebensdauer bei geringem Wartungsaufwand. Die Membran fungiert als dynamische Dichtung, sorgt für einen leckagefreien Betrieb und minimiert das Risiko von Kontaminationen beim Transfer korrosiver, aggressiver oder sensibler Flüssigkeiten.
Einige Systeme erfordern minimale Pulsation. Obwohl Membranpumpen oft ideale Lösungen sind, erzeugen sie, wie alle Verdrängerpumpen, Pulsation. Deshalb hat KNF die Smooth Flow Technologie entwickelt, die den Einsatz von Membranpumpen in Systemen ermöglicht, die minimale Pulsation erfordern. Die Smooth Flow Technologie von KNF nutzt integrierte Dämpfer oder mehrere phasenverschobene Membranen, um Pulsationen zu minimieren. Ein Beispiel dafür ist die FP 70 Smooth Flow Pumpe.
Funktionsprinzip des Flüssigkeitstransfers unter Vakuum
In Systemen, die den Flüssigkeitstransfer unter Vakuum nutzen, entfernt eine Vakuumpumpe die Luft aus einem Behälter. Dieser Behälter ist über Ventile mit einer oder mehreren Leitungen verbunden, sodass die Flüssigkeit aufgrund des Druckunterschieds eingesaugt wird.
Vorteile des Flüssigkeitstransfers unter Vakuum
Das Vacuum Over Liquid Verfahren bietet für viele Anwendungen Vorteile. Da die Pumpe keinen direkten Kontakt mit der Flüssigkeit hat, eignet es sich besonders für die Förderung aggressiver, gefährlicher, abrasiver oder empfindlicher Medien. Dadurch wird die Reinheit des Mediums gewahrt, Kontamination verhindert und die Pumpe geschützt. Diese sehr vielseitige Fördermethode kann für eine breite Medienpalette eingesetzt werden, insbesondere für Medien mit hoher Viskosität oder mit Partikeln oder Fasern. Diese Fördermethode erlaubt auch den Aufbau komplexer Systeme, bei denen eine einzige Pumpe mehrere Medienströme betreiben kann.
Einschränkungen des Vacuum Over Liquid Verfahrens
Der Flüssigkeitstransfer unter Vakuum wird in vielen Branchen und Anwendungen eingesetzt, dazu zählen beispielsweise Abfallentsorgung und Absaugeinheiten in medizinischen Anwendungen. Im Vergleich zur direkten Flüssigkeitsförderung kann die Einrichtung und der Betrieb eines Systems für den Flüssigkeitstransfer unter Vakuum komplexer sein. Da Ventile und ein Vakuumbehälter erforderlich sind, sind diese Systeme in der Regel auch größer. Weitere Einschränkungen sind eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber Temperaturschwankungen sowie die Notwendigkeit des gelegentlichen Entleerens des Behälters, in dem die Flüssigkeit gesammelt wird. Im Auffangbehälter muss zudem ein Überlaufschutz installiert werden, um Schäden an der Pumpe oder das Austreten von Flüssigkeit aus dem Pumpenauslass zu verhindern.
Systeme, die das Vacuum Over Liquid Verfahren nutzen, stehen auch vor Herausforderungen, die durch die physikalischen Eigenschaften von Flüssigkeiten in Vakuum entstehen. Der Siedepunkt von Flüssigkeiten sinkt, je stärker das Vakuum wird. Wenn die erforderlichen Förderbedingungen – Siedepunkt der Flüssigkeit, erforderlicher Vakuumwert und Temperatur – dazu führen, dass die Flüssigkeit siedet, kann sie nicht per Vakuum gefördert werden. Die Wirksamkeit des Vakuums kann zudem mit zunehmender Entfernung aufgrund von Druckverlusten im System abnehmen, was die maximale Distanz begrenzt, über die die Flüssigkeit angesaugt werden kann.
Flüssigkeitsförderung unter Vakuum mit Membran-Vakuumpumpen
In Systemen für die Flüssigkeitsförderung unter Vakuum steht die abgeführte Luft in direktem Kontakt mit der Flüssigkeit und enthält daher meist Feuchtigkeit. Besonders beim Fördern von feuchten Gasen oder Aerosolen kann sich in der Pumpe Kondensat bilden, was zu Beschädigungen an der Pumpe führen kann. Daher ist es wichtig, die Pumpe speziell auf den Umgang mit Kondensat auszulegen. KNF nutzt dafür ein Baukastensystem, das die Membran-Vakuumpumpen zu hochmodularen Lösungen macht, die verschiedenste Anforderungen erfüllen. Weiterhin sollte die Pumpe so hoch wie möglich im System installiert werden, damit Kondensat abfließen kann.
Ein weiterer wichtiger Faktor für den zuverlässigen Betrieb eines Systems mit Flüssigkeitsförderung unter Vakuum ist die Auswahl einer Pumpe, die gegen Vakuum starten kann. Sie muss auch dann anlaufen und fördern, wenn auf der Saugseite Unterdruck herrscht. Das ist dann der Fall, wenn das System bereits evakuiert wurde.
Membran-Gaspumpen wie die N 838.1.2 von KNF vereinen diese Vorteile und bieten ein hohes Leistungsniveau bei kompakter Bauweise.
Welche Fördermethode passt am besten: direkte Flüssigkeitsförderung oder Vacuum Over Liquid?
Mehrere Faktoren sind entscheidend für die Wahl des richtigen Ansaugverfahrens. Dazu gehören Durchfluss- und Druckanforderungen sowie die Betriebsbedingungen des Systems und die Medienspezifikationen.
Der Flüssigkeitstransfer unter Vakuum ist die ideale Wahl, wenn es um die Handhabung von Flüssigkeiten geht, die Fasern oder Partikel enthalten, oder wenn eine extreme Reinheit der Flüssigkeit und die Sauberkeit der Pumpe gewährleistet werden müssen. Diese Methode ist auch von Vorteil, wenn mehrere Medienströme gefördert werden sollen.
Die direkte Flüssigkeitsförderung sorgt für eine schnelle und effiziente Medienübertragung mit exzellenter Durchflusskontrolle. Sie ist besonders vorteilhaft, wenn nur wenige Leitungen betrieben werden müssen und eine kontinuierliche Förderung entscheidend ist.
Die Wahl der passenden Fördermethode sowie Pumpenlösung hängt von den spezifischen Anwendungsanforderungen ab. Die Experten von KNF unterstützen Kunden bei der Auswahl des richtigen Verfahrens und passen die gewählte Membranpumpe an die jeweiligen Bedürfnisse an.
