Flüssigkeiten fördern: Direkter Flüssigkeitstransfer vs. Flüssigkeitstransfer mittels Druck
Wenn Flüssigkeiten gefördert werden müssen, gibt es verschiedene Transfermethoden: den direkten Flüssigkeitstransfer und den Flüssigkeitstransfer unter Druck. Doch worin bestehen Unterschiede und mögliche Einschränkungen?
Wenn Flüssigkeiten bewegt werden sollen, können Ingenieure das Medium direkt mit einer Flüssigkeitspumpe fördern. Eine weniger bekannte Methode ist die indirekte Übertragung mithilfe eines Druckunterschieds, der durch eine Gaspumpe erzeugt wird, häufig auch Pressure Over Liquid Verfahren genannt. Es ist wichtig, die Unterschiede, Vorteile und Grenzen beider Verfahren zu kennen, um die optimale Lösung für die jeweilige Anwendung zu finden. Wenn eine Absaugung erforderlich ist, kann der „Flüssigkeitstransfer unter Vakuum“ eine passende Option sein.
Wie funktioniert der direkte Flüssigkeitstransfer?
Bei der direkten Flüssigkeitsförderung saugt die Pumpe die Flüssigkeit auf der Einlassseite aus einem Behälter an und fördert sie auf der Auslassseite in einen Auffangbehälter. Durch den kontinuierlichen Betrieb werden präzise und gleichmäßige Durchflussraten erzielt.
Vorteile des direkten Flüssigkeitstransfers
Systeme für den direkten Flüssigkeitstransfer bieten zahlreiche Vorteile, die stark von der eingesetzten Pumpentechnologie beeinflusst werden. Zu den üblichen Vorteilen gehören:
- schnelle und effiziente Flüssigkeitsförderung
- gleichmäßige und ununterbrochene Förderrate
- einfache Systemarchitektur
- präzise und schnelle Regelung der Durchflussrate
Einige Pumpentechnologien erfordern zudem nur minimalen Wartungsaufwand. Je nach Anwendung kommen daher weitere Vorteile hinzu:
- Beständigkeit gegenüber aggressiven Chemikalien
- selbstansaugend
- sicherer Betrieb auch im Trockenlauf
- zuverlässige Leistung und lange Lebensdauer
Um die richtige Pumpe für diese Fördermethode auszuwählen, müssen die spezifischen Anwendungsanforderungen bekannt sein. Systeme, die den direkten Flüssigkeitstransfer nutzen, eignen sich besonders für das Fördern, Dosieren und für Probenahmen verschiedener Flüssigkeiten. Anwendungsbeispiele sind die Tintenförderung in Druckmaschinen, medizinische Diagnostikanwendungen oder die Handhabung von Reinigungsmitteln, zum Beispiel in der Textilreinigung.
Herausforderungen bei der direkten Flüssigkeitsförderung
Obwohl die direkte Flüssigkeitsförderung weit verbreitet ist, hat sie einige Nachteile. Da die Flüssigkeit direkt durch die Pumpe fließt, ist der Kontakt mit Pumpenkomponenten unvermeidbar. Dies kann bei der Handhabung von
- Flüssigkeiten mit Faseranteilen, die die Pumpe verstopfen können, und
abrasiven Medien, die Innenteile abnutzen können,
problematisch sein.
In Anwendungen mit sehr hohen Hygieneanforderungen oder für Systeme, die häufig sehr gründlich gereinigt werden müssen, kann diese Transfermethode unzureichend sein. Der Grund: Pumpen in diesen Systemen lassen sich oft nicht sehr einfach sterilisieren oder desinfizieren, ohne Rückstände zu hinterlassen. Zusätzlich können komplexe Systeme mit mehreren Medienströmen kompliziert und teuer werden, da jede Leitung eine eigene Pumpe benötigt. Außerdem kann Druckpulsation bei bestimmten Anwendungen ein Problem darstellen.
Warum Membran-Flüssigkeitspumpen bei direkter Flüssigkeitsförderung überzeugen
Membranpumpen eignen sich sehr gut für die direkte Flüssigkeitsförderung. Sie liefern einen konstanten und präzisen Durchfluss und können Drücke bis zu 16 bar (rel.) handhaben. Durch ihre Selbstansaugung können sie ohne Vorbefüllung mit dem Pumpen beginnen und sind außerdem für einen sicheren Betrieb im Trockenlauf ausgelegt. Sie können an spezifische chemische und betriebliche Anforderungen angepasst werden, wodurch diese Pumpen äußerst anpassungsfähig und zuverlässig sind. Die Membran wirkt als dynamische Dichtung, verhindert Leckagen und reduziert Kontaminationsrisiken, was besonders wichtig beim Transfer sensibler oder korrosiver Flüssigkeiten ist.
Für Systeme, die eine geringe Pulsation erfordern, ist die Smooth Flow Technologie von KNF eine effiziente Lösung. Durch die Integration von Dämpfern oder den Einsatz mehrerer phasenverschobener Membranen werden Druckspitzen erheblich reduziert. Ein Beispiel für diese innovative Technologie ist die FP 1.7 Smooth Flow Pumpe. Durch einen integrierten Dämpfer werden Pulsation, Vibration und Geräusche minimiert und eine stabile Leistung in Systemen mit direkter Flüssigkeitsförderung sichergestellt.
Flüssigkeitstransfer unter Druck erklärt
In einem System, das das Pressure Over Liquid Prinzip nutzt, wird Umgebungsluft über eine Gaspumpe in einen Behälter gepumpt, wodurch Druck entsteht. Diese Druckluft wird dann verwendet, um die Flüssigkeit durch das System zu drücken, das über Leitungen und Ventile mit den Auffangbehältern verbunden ist.
Für den Flüssigkeitstransfer mittels Pressure Over Liquid stehen verschiedene Pumpentypen zur Verfügung. Dazu gehören Membranpumpen, die eine ideale Lösung sind, sowie Pendelkolbenpumpen für höhere Drücke. Werden für den Flüssigkeitstransfer unter Druck Membranpumpen eingesetzt, bieten sie gegenüber anderen Pumpentypen verschiedene Vorteile:
- ölfreier Betrieb
- individuelle Anpassbarkeit
- erhältlich mit einer Vielzahl von Zertifizierungen, darunter Explosionsschutz und Lebensmitteltauglichkeit
- hohe Zuverlässigkeit
- sauberer, abriebfreier Betrieb
Vorteile der Pressure Over Liquid Methode
Bei der Förderung von Flüssigkeiten unter Druck können viele Leitungen mit nur einer Pumpe betrieben werden. Dies kann helfen, komplexe Transfersysteme zu vereinfachen. In Systemen, die Pressure Over Liquid nutzen, fließt die geförderte Flüssigkeit nicht direkt durch die Pumpe, was mehrere Vorteile bietet. Es ermöglicht den Transfer von viskosen oder abrasiven Flüssigkeiten sowie von Medien, die Partikel und Fasern enthalten, da sie die Pumpe nicht verstopfen können. Außerdem bleibt die Pumpe sauber, sodass das System leicht gereinigt werden kann und Kreuzkontaminationen vermieden werden. Durch die Verwendung eines Druckluftbehälters muss die Pumpe nur laufen, wenn der Gasdruck sinkt, was den Energieverbrauch und die Geräuschentwicklung reduzieren kann. Darüber hinaus bietet der Flüssigkeitstransfer unter Druck einen sehr gleichmäßigen Durchfluss fast ohne Pulsation.
Einschränkungen von Pressure Over Liquid
In Systemen für den Flüssigkeitstransfer unter Druck ist der Pumpenbetrieb nicht direkt mit der zu fördernden Flüssigkeit verbunden. Der zur Flüssigkeitsförderung angewendete Druck kann variieren was zu weniger konstanten Durchflussraten und einer geringeren Präzision im Vergleich zur direkten Flüssigkeitsförderung führen kann. Eine Membranpumpe oder Pendelkolbenpumpe kann zwar mehrere Leitungen versorgen. Um den Durchfluss zu regulieren und den Druck zu steuern, sind allerdings Ventile und Ventilsteuerungen notwendig, was die Systemkomplexität sowie Wartungszeit und -kosten erhöhen kann. Da die Pumpe möglicherweise Zeit benötigt, um einen bestimmten Zieldruck zu erreichen, kann die Druckregelung in Unterbehältern langsam sein. Eine geringere Effizienz kann ein weiterer Nachteil dieser Fördermethode sein, da das System zunächst Luft komprimieren muss, um anschließend die Flüssigkeit zu fördern. Abhängig vom Systemdesign können zusätzliche Reibungsverluste die Effizienz weiter verringern.
Membran-Gaspumpen für einen effizienten Flüssigkeitstransfer unter Druck
Membran-Gaspumpen, die in Pressure Over Liquid Anwendungen eingesetzt werden, müssen Luft effizient und zuverlässig komprimieren. Darüber hinaus sind ein ölfreier Betrieb sowie geringer bis kein Wartungsaufwand unerlässlich. Einige Systeme profitieren zudem von besonders kompakten Pumpenlösungen, was die Membranpumpentechnologie zur idealen Wahl macht. Je nach erforderlichem Durchfluss und Druck kann eine zweiköpfige Membranpumpe verwendet werden. Die Membran-Gaspumpe NMP 830.1.2 HP ist eine ideale Lösung für den Flüssigkeitstransfer unter Druck: hocheffizient, äußerst kompakt und extrem zuverlässig.
Für eine zuverlässige Durchfluss- und Druckregelung bietet KNF eine breite Palette an Motoroptionen, darunter parametrierbare BLDC-Motoren. Sie ermöglichen die Einstellung von maximalen und minimalen Drehzahlbereichen sowie festen Werten, um einen starken und gleichmäßigen Durchfluss sicherzustellen. Darüber hinaus bieten Membran-Gaspumpen eine geringe Pulsation und Geräuschentwicklung. Als Alternative zu Membranpumpen eignen sich auch Pendelkolbenpumpen für den Flüssigkeitstransfer unter Druck. Sie bieten hervorragende Druck- und Förderraten bei kompakter Bauweise. Wie alle KNF Pumpen können auch sie individuell an die spezifischen Anforderungen des Förderprozesses angepasst werden.
Direkter Flüssigkeitsförderung oder Flüssigkeitstransfer unter Druck?
Welche Methode in Frage kommt, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Dazu zählen das zu fördernde Medium, die Anzahl der Leitungen im System, Anforderungen an die Sauberkeit des Systems und vieles mehr. Membranpumpen sind für beide Ansätze eine perfekte Lösung, da sie alle Vorteile vereinen. Die KNF Ingenieure unterstützen Kunden dabei, die richtige Fördermethode für die jeweilige Anwendung zu finden. Sie helfen bei der Auswahl der besten Lösung und passen die Pumpentechnik an die spezifischen Anforderungen an.
