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Druckstöße und Schwingungen in Pumpensystemen

Druckstöße stehen oft in engem Zusammenhang mit den in der Anlage eingebauten Pumpen. Nahezu alle Pumpen haben pulsierende Fördereigenschaften, die sich in die Anlage fortpflanzen und die angeschlossenen Rohrelemente und Systemkomponenten zum Schwingen, bis hin zur Resonanz, anregen können. Besonders oszillierende Verdrängerpumpen (OVP) zeichnen sich prinzipbedingt durch besonders starke periodische Druck- und Volumenstrompulsationen und kavitationsinduzierte Druckstöße aus.

Diese Maschinen werden in der Anlagenplanung entweder konstruktiv mit dem saug- und druckseitigen Anlagensystem abgestimmt, oder – z.B. bei nicht bekannten oder dem Pumpenhersteller unzugänglichen Anlagendaten – aus einem Baukastensystem ausgewählt und so nach bestem Wissen und Verfügbarkeit von Anlagendaten an die unterschiedlichen Anwendungen angepasst. Bestenfalls läuft die Pumpe in der jeweiligen Anlage dann in dem Sinne einwandfrei, dass die Betriebszeiten z.B. der Ventile zur Zufriedenheit des Anlagenbetreibers sind.

Vereinzelt stellt sich aber auch heraus, dass die gleiche Pumpe in einem anderen System, das auf Basis der üblichen Anlagennachrechnungen keine grundlegend andere Anlagencharakteristik aufweist, einen frühzeitigen Ausfall durch Schäden und Verschleiß vor allem bei großen oder schnell laufenden Plungerpumpen an der Plungerzylinderfläche und im Bereich der Ventile erlebt. Diese nicht auf Anhieb erklärbaren Pumpenschäden und -ausfälle bewirken oft einen frühzeitigen Anlagenstillstand und einen erheblichen Aufwand seitens des Pumpenherstellers und Anlagenbetreibers durch Trial-and-Error Nacharbeiten wie den Einbau anderer Verrohrungen, Ventile, Befederungen, Werkstoffen und evtl. dem Hinzufügen von Pulsationsdämpfern und Anhebung des Saugdrucks.

Die Ergebnisse des Vorhabens sollen durch Aufdeckung der schadens- und störungsrelevanten Wirkzusammenhängezwischen Pumpe und Anlage eine Erhöhung der Treffsicherheit sowohl der Anlagenprävention als auch der Prognose des Stör- und Schadensrisiko der Pumpe ermöglichen.

Zum Herunterladen:

Schlussbericht zu IGF-Vorhaben Nr. 19267 N/1

Ansprechpartner:

Prof. Dr.-Ing. Eberhard Schlücker

Lehrstuhlinhaber
Raum: Raum 1.521

Michael Feist, M. Sc.

Wiss. Mitarbeiter
Raum: Raum 1.621