Quantifizierung der Kolbenleckage bei oszillierenden Verdrängerpumpen
Oszillierende Verdrängerpumpen benötigen eine Dichtung am Kolben. Diese Dichtung soll ein Ausströmen des unter Druck stehenden Mediums verhindern. Eine dynamische Dichtung kann nie vollständig dicht sein. Es entsteht immer eine Leckage. Bei Dosierpumpen führt eine erhöhte Leckage in der Regel zu einer Verschlechterung der Dosierbarkeit. Bei Prozesspumpen beeinflusst die Leckage, gerade bei steigenden Drücken, den volumetrischen Wirkungsgrad negativ.
Kolbenringe sind weit verbreitete Dichtelemente bei oszillierenden Verdrängerpumpen. Trotz ihrer Verbreitung ist die resultierende Leckage nur bruchstückhaft untersucht. Grundsätzlich ist klar, dass eine Leckage auftritt. Jedoch ist deren genaue Größe bis heute kaum vorhersagbar. Dies liegt an der Eigenheit des Kolbenrings, dass dieser, abhängig von seiner Bewegungsgeschwindigkeit, durch ein entstehendes Flüssigkeitspolster über dem Gehäuse oder der Buchse gleitet. Die Höhe des Spaltes ist ein entscheidender Faktor für die Leckage des Kolbenrings.
Über die Jahre wurden mathematische Modelle entwickelt, um die Dynamik des Kolbenrings abzubilden. Diese Modelle sagen so Dichtspalte im unteren Mikrometerbereich und Leckagen unter einem Liter pro Stunde bei Drücken bis 100 bar voraus. Diese geringen Volumenströme sind sensorisch nur schwer erfassbar. Aufbauend auf einer sensorischen Eigenentwicklung am Lehrstuhl ist es nun möglich dies Leckage messtechnische bei Kolbenpumpen zu erfassen.
