Welke waterpompen hoeven niet te worden gevuld? Zelfaanzuigende en onderdompelbare gids

Op het moment dat een nieuwe pomp wordt ingeschakeld, wordt elk verborgen installatiefoutje zichtbaar. Lucht die vastzit in de zuigleiding, een leeg pomphuis of een lekkende voetklep zorgen ervoor dat een gewone centrifugaalpomp überhaupt geen water kan verplaatsen. Dat is de reden dat exploitanten van installaties, irrigatieplanners en onderhoudstechnici steeds dezelfde praktische vraag stellen: welk type waterpomp hoeft niet te worden gevuld?

Het directe antwoord is dat drie families van pompen in staat zijn om stroming te produceren zonder handmatig vooraf vullen van de zuigleiding: zelfaanzuigende centrifugaalpompen, verdringerpompen en dompelpompen. Een vierde categorie, de verticale pomp met lange as, vermijdt ook het aanzuigen omdat de waaier onder het vloeistofniveau is geïnstalleerd. Deze ontwerpen verschillen fundamenteel in de manier waarop ze lucht uit het zuigtraject verwijderen, en elk heeft specifieke sterke punten en beperkingen die van invloed zijn op de selectie in de echte wereld.

Snel antwoord: pompen waarvoor geen aanzuiging nodig is

Wat primen betekent en waarom de meeste pompen het nodig hebben

Aanzuigen is het proces waarbij het pomphuis en de aanzuigleiding worden gevuld met de verpompte vloeistof voordat de pomp wordt gestart. Een standaard centrifugaalpomp roteert een waaier en de druk die deze produceert is evenredig met de dichtheid van de vloeistof in de behuizing. Lucht heeft een dichtheid van ongeveer 1,2 kg per kubieke meter, terwijl water ongeveer 1.000 kg per kubieke meter bedraagt. Wanneer een standaardpomp start met lucht in de behuizing, draait de waaier eenvoudigweg in een gas met een lage dichtheid en genereert hij vrijwel geen zuigkracht. Atmosferische druk kan het water niet door de aanzuigleiding omhoog duwen, en de pomp levert nuldebiet.

Dit is de reden waarom conventionele centrifugaalpompinstallaties een voetklep aan het uiteinde van de zuigleiding, een aanzuigpot of een handmatige vulprocedure nodig hebben. Elke keer dat de pomp stopt en de zuigleiding leegloopt, moet de operator opnieuw aanzuigen vóór de volgende start. In toepassingen waarbij verwacht wordt dat de pomp automatisch start en stopt, zoals drainagestations en irrigatiesystemen, ondermijnt die handmatige stap het hele doel van automatisering. De pompen die in dit artikel worden besproken, elimineren die stap op verschillende manieren, en het begrijpen van deze mechanismen is de sleutel tot het kiezen van de juiste.

Zelfaanzuigende centrifugaalpompen: het meest gebruikte antwoord

Een zelfaanzuigende centrifugaalpomp lijkt aan de buitenkant op een standaard centrifugaalpomp, maar de behuizing is ontworpen om een permanent vloeistofreservoir te bevatten. Wanneer de pomp start, circuleert de waaier deze vastgehouden vloeistof opnieuw. Lucht uit de aanzuigleiding vermengt zich met de recirculerende vloeistof, stijgt op in een scheidingskamer en wordt uit de pomp afgevoerd. Na een korte periode, meestal minder dan twee minuten bij een gemiddelde stijging, is de lucht volledig verwijderd en werkt de pomp als een gewone centrifugaalpomp.

Doordat de behuizing na uitschakeling vloeistof vasthoudt, kunnen deze pompen overweg met een zuigleiding die bij de volgende start leeg of vol lucht is. Dat gedrag maakt ze daar zeer geschikt voor zelfaanzuigende centrifugale drainagetoepassingen , waar de waterbron tijdens bedrijf kan verdwijnen en weer verschijnen. De belangrijkste limiet is de praktische zuighoogte: de atmosferische druk beperkt het theoretische maximum tot ongeveer 10 meter, en een betrouwbare continue werking wordt normaal gesproken bereikt op 6 tot 8 meter.

Voor industriële gebruikers verdient de afdichtingsvrije zelfaanzuigende pomp uit de WFB-serie bijzondere aandacht, omdat deze niet alleen het aanzuigprobleem, maar ook de mechanische afdichting wegneemt. Het afdichtingsvrije ontwerp maakt geen gebruik van een dynamische afdichting tussen de as en de behuizing, waardoor afdichtingsfouten worden voorkomen die een veelvoorkomende bron van lekkage zijn bij gewone pompen. Afvalwater dat vaste stoffen, chemicaliën en andere moeilijke media bevat, kan worden verwerkt zonder het constante risico op afdichtingsslijtage.

Afdichtingsvrije zelfaanzuigende pomp voor zware vloeistoffen en vaste stoffen Deze pomp verwijdert de dynamische mechanische afdichting tussen as en behuizing, waardoor een veel voorkomende lekbron wordt geëlimineerd. Het slijtvaste, zelfaanzuigende ontwerp verwerkt afvalwater met vaste stoffen en chemicaliën, waardoor het een betrouwbare optie is voor industrieën die te maken hebben met afdichtingsfouten en moeilijke media. Bekijk Product →

De GJB- en GZB-series voegen op efficiëntie gerichte verfijningen toe, zoals een geoptimaliseerd hydraulisch ontwerp en een compacte voetafdruk, waardoor het energieverbruik tijdens normaal gebruik wordt verminderd. Deze pompen worden veelvuldig gebruikt voor irrigatie, industrieel circulatiewater en nooddrainage.

Verdringerpompen: principe vrij van aanzuiging

Verdringerpompen gebruiken helemaal geen centrifugaalkracht. Ze creëren stroming door een kamer uit te zetten om vloeistof naar binnen te zuigen, de kamer te sluiten en deze vervolgens samen te drukken om vloeistof naar buiten te duwen. De uitzetting van de kamer verlaagt de druk binnenin direct, wat betekent dat deze pompen lucht uit een aanzuigleiding kunnen evacueren en vloeistof naar boven kunnen trekken zonder enige externe aanzuiging.

De meest voorkomende typen met positieve verplaatsing zonder priming zijn:

• Membraanpompen, die gebruik maken van een flexibel membraan, aangedreven door lucht of elektriciteit, en zuighoogtes van 8 tot 9 meter kunnen bereiken.
• Tandwiel- en lobbenpompen, die viskeuze vloeistoffen zoals oliën, siropen en polymeren verplaatsen en doorgaans een zuighoogte van 6 tot 7,5 meter bereiken.
• Slangenpompen, die een slang of buis samenknijpen en zelfs bij een hoog vastestofgehalte zelfaanzuigend zijn.

Verdringerpompen hebben twee praktische waarschuwingen. Ten eerste kunnen de meeste niet gedurende langere perioden droog blijven staan; de vloeistof die ze pompen zorgt voor smering en koeling van interne onderdelen. Ten tweede kunnen er, vanwege hun mechanische vacuümmechanisme, vaste stoffen of dampen blokkeren als het aanzuigfilter geblokkeerd is. Voor schone, stroperige of schuifgevoelige vloeistoffen bieden ze echter een werkelijk aanzuigvrije werking die centrifugaalpompen niet kunnen evenaren.

Dompelpompen: geen zuigleiding, geen aanzuiging

Dompelpompen lossen het aanzuigprobleem op door rechtstreeks in de vloeistof te worden neergelaten. De motor en pomp zijn geconstrueerd als één afgesloten eenheid en de vloeistof komt binnen via een inlaatscherm aan de onderkant of zijkant. Omdat de pomp zich al onder het vloeistofoppervlak bevindt, is er geen vacuüm nodig om water op te tillen. De waaier duwt eenvoudig de vloeistof door de afvoerleiding.

Dit ontwerp is vooral praktisch voor afvalwater- en overstromingsbeheersing. De dompelpompen uit de WQ-serie die worden gebruikt in gemeentelijke drainage- en industriële effluentsystemen kunnen vaste stoffen doorlaten zonder verstoppingen en worden automatisch gestart en gestopt door vlotterschakelaars. Zolang het waterpeil boven de minimale dompeldiepte blijft, is elke start feitelijk een voorbereide start.

WQ afvalwaterdompelpomp voor gemeentelijke en industriële drainage Deze dompelpomp integreert motor en pomp in één unit en voert vaste stoffen en lange vezels door zonder verstoppingen. Vlotterschakelaars maken automatisch starten en stoppen mogelijk, waardoor het praktisch is voor afvalwater, regenwater en industrieel afvalwater waarbij onderdompeling onmiddellijke aanzuiging garandeert. Bekijk Product →

Dompelpompen hebben operationele beperkingen. Ze zijn moeilijk te inspecteren zonder ze uit de put te tillen, dus kabelafdichting en vochtmonitoring zijn belangrijk. Ze hebben ook een minimaal bedieningsniveau; in zeer ondiep water kan een verticale pomp met lange as of zelfaanzuigende pomp een betere keuze zijn.

Verticale pompen met lange as: aanzuigvrij voor diepe putten

Verticale pompen met lange as zijn een veelvoorkomend verschijnsel in diepe putten, waterinlaatstations en voorzieningen voor overstromingsbeheersing. Het hydraulische uiteinde, inclusief de waaier, wordt op de bodem van de put geïnstalleerd, onder het vloeistofniveau. Een lange as brengt het vermogen over van een motor die op een steunplaat op grondniveau is gemonteerd. Omdat de waaier al ondergedompeld is, starten deze pompen zonder aanzuiging.

De verticale dompelpomp SCY en de verticale SLC-pomp met lange as van Double-wheel weerspiegelen twee opstellingen: de SCY heeft een korte onderwatermotoropstelling die geschikt is voor tanks, terwijl de SLC een lange as gebruikt om diepe afstanden te overbruggen. Beide ontwerpen worden gebruikt in regenwaterafvoerstations aan de kust, circulerende watersystemen en industriële putten. Het belangrijkste voordeel ten opzichte van dompelpompen is dat de motor aan de bovenzijde toegankelijk blijft, waardoor inspectie en lageronderhoud eenvoudiger worden.

Verticale pompen met lange as vereisen een zorgvuldige uitlijning tijdens de installatie, en de aslagers moeten worden gesmeerd. Eenmaal geïnstalleerd, zijn ze zeer betrouwbaar voor continu gebruik in diepe putten waar een zelfaanzuigende pomp niet de vereiste zuighoogte kan bereiken.

Vergelijking in één oogopslag

De onderstaande tabel geeft een samenvatting van het aanzuiggedrag en het typische bedrijfsbereik van elk pomptype zonder aanzuiging, samen met de situaties waarin elk ontwerp het meest geschikt is.

Hoe u de juiste pomp zonder aanzuiging selecteert

De keuze tussen de vier typen hangt minder af van de aanzuiging en meer van de vloeistof, de installatiegeometrie en het bedieningspatroon. De volgende richtlijnen behandelen de veelvoorkomende situaties waarin een aanzuigvrije werking essentieel is.

Hoogefficiënte automatische zelfaanzuigende pomp met compact verticaal ontwerp Deze pomp heeft een vaste structuur van het verticale boortorentype met een kleine voetafdruk en eenvoudig onderhoud. Een intelligent automatisch regelapparaat verbetert de efficiëntie, terwijl de zuigaansluiting flexibel kan worden gepositioneerd. Ideaal voor installaties waar de ruimte beperkt is of waar hijsapparatuur niet beschikbaar is. Bekijk Product →

Installatie en opstarten: wat er verandert zonder voorbereiding

Het verwijderen van de voorbereidingsstap neemt de noodzaak van goede installatiepraktijken niet weg. Bij een zelfaanzuigende centrifugaalpomp moet het huis vóór de eerste start eenmalig met vloeistof worden gevuld. De zuigleiding moet zo kort en recht mogelijk zijn, met een lichte opwaartse helling om luchtzakken te voorkomen, en alle schroefdraadverbindingen moeten worden afgedicht met PTFE-tape of vloeibaar schroefdraadafdichtmiddel. Als de zuigleiding lekt, komt er voortdurend lucht binnen en raakt de pomp leeg.

De maatvoering van de leidingen is net zo belangrijk als de afdichting. Gebruik voor een pomp van 50 m3/uur een zuigleiding van minimaal DN100 en houd de snelheid onder de 2 m/s. Elke bocht voegt een gelijkwaardige pijplengte toe en vergroot het risico op luchtophoping op hoge punten. Een veelgemaakte fout is het gebruik van een flexibele zuigslang met dezelfde diameter als de pompinlaat; flexibele slang bezwijkt vaak onder vacuüm en verlengt de aanzuigtijd.

Bij dompelpompen richten de installatiecontroles zich op de kabelinvoer, de minimale dompeldiepte en het vlotterschakelaarbereik. De pomp mag niet direct op de bodem van een slibput rusten, omdat vaste stoffen het inlaatscherm kunnen verstoppen. Een kleine stijgbuis of ophangketting lost dit meestal op.

Verdringerpompen hebben een ontlastklep aan de perszijde nodig, omdat het mechanische vacuüm een ​​zeer hoge druk kan genereren als de persleiding geblokkeerd is. Een vacuümmeter aan de zuigzijde is handig voor het monitoren van de daadwerkelijke zuighoogte.

De tijd die nodig is om stroming tot stand te brengen is afhankelijk van de zuighoogte, de diameter en lengte van de zuigleiding en de luchtdichtheid van de installatie. De factoren die de wateraanzuigtijd bepalen, worden in meer detail besproken in onze technisch artikel over priming time-factoren .

Efficiëntie- en energiekostenoverwegingen

Operators maken zich vaak zorgen dat zelfaanzuigende pompen minder efficiënt zijn dan standaard centrifugaalpompen. Deze zorg geldt voor de aanzuigfase: gedurende de paar seconden of minuten dat de pomp lucht afvoert, vertegenwoordigt een deel van de recirculerende vloeistof verspilde energie. Zodra het vullen is voltooid, is het efficiëntieverschil klein, meestal binnen een paar procentpunten van een standaard centrifugaalpomp met dezelfde waaierdiameter.

De vergelijking verandert wanneer de volledige installatie in ogenschouw wordt genomen. Een standaard centrifugaalpomp met voetklep ervaart een continue drukval over de voetklep en een extra verlies als de zuigleiding lang is. Neem een ​​pomp van 7,5 kW die 4.000 uur per jaar draait. Een voetklep kan 1,5% tot 3% van de totale opvoerhoogte verbruiken, wat zich vertaalt in ongeveer 110 tot 220 kWh verlies per jaar voor dit motorformaat. Bij typische industriële elektriciteitsprijzen zijn dat meetbare jaarlijkse kosten. Een zelfaanzuigende pomp met een open zuigleiding vermijdt dit verlies volledig en compenseert het kleine rendementsverlies van de recirculatiekamer.

Dompelpompen en verticale pompen met lange as hebben geen zuigkrachtverliezen omdat de waaier ondergedompeld is. Hun motorrendement is vergelijkbaar met andere ontwerpen. Voor lange bedrijfsuren bij constant debiet blijkt de verticale pomp met lange as vaak de meest energiezuinige manier om water uit een diepe put te verplaatsen.

Onderhoudsverschillen tussen aanzuigvrije pomptypen

Elk ontwerp zonder priming heeft een ander onderhoudsprofiel, en dit zou van invloed moeten zijn op de aankoopbeslissing wanneer de toegang tot onderhoud moeilijk is.

Zelfaanzuigende centrifugaalpompen zijn voor de meeste industriële gebruikers het gemakkelijkst te onderhouden. Er hoeft geen voetklep te worden geïnspecteerd, waardoor een van de meest voorkomende oorzaken van langzame doorstroming en verloren aanzuiging in conventionele installaties wordt weggenomen. In het WFB-afdichtingsvrije ontwerp hoeft er geen mechanische afdichting te worden vervangen, dus het meest voorkomende slijtageonderdeel is simpelweg de waaier en de behuizingsvoering die schuren.

Dompelpompen vereisen minder frequent onderhoud omdat de motor wordt gekoeld door de omringende vloeistof, maar wanneer onderhoud nodig is, moet de pomp uit de put worden getild. Vochtdetectoren in de motorbehuizing waarschuwen voor defecte isolatie, en het controleren van de kabel en de vlotterschakelaar moet deel uitmaken van de geplande inspectie.

Verdringerpompen vereisen routinematige inspectie van membranen, terugslagkleppen en afdichtingen. Een membraan dat scheurt, zal de luchtzijde van een luchtaangedreven pomp overstromen en prestatieverlies veroorzaken. Peristaltische pompen vereisen periodieke vervanging van de slang, wat een korte en goedkope klus is.

Veel voorkomende priming-gerelateerde fouten die door deze ontwerpen worden vermeden

Het specifieke voordeel van een aanzuigvrije pomp kan worden afgemeten aan de storingen die deze in een conventionele pompinstallatie voorkomt.

De eerste is luchtbinding. Een standaard centrifugaalpomp waarvan de zuigleiding ingesloten lucht bevat, zal roteren zonder vloeistof te verplaatsen, en de waaier kan het kleine volume vloeistof in de behuizing oververhitten totdat deze in damp verdampt. Als de pomp in deze toestand gedwongen wordt door te draaien, valt de mechanische asafdichting binnen korte tijd uit. Zelfaanzuigende en verdringerpompen evacueren de lucht automatisch, zodat er geen luchtbinding optreedt.

De tweede veelvoorkomende storing is verlies van brandstof door een lekkende voetklep. Telkens wanneer een standaardpomp stopt, moet de voetklep de vloeistofkolom in de zuigleiding tegenhouden. Zand, aanslag en vuil zorgen ervoor dat de klep niet goed op zijn plaats zit; de vloeistof loopt terug en de volgende start vereist opnieuw vullen. Zelfaanzuigende pompen vullen zichzelf eenvoudigweg opnieuw aan en blijven draaien.

De derde is droogloopschade aan de asafdichting. Bij een standaardpomp raken bij een droge start de afdichtingsvlakken snel oververhit, waardoor vervorming en lekkage ontstaan. Omdat de WFB-afdichtingsvrije pomp geen mechanische afdichting heeft, wordt deze storingsmodus volledig geëlimineerd.

Veelgestelde vragen

Het nemen van de definitieve beslissing

Het kiezen van een pomp waarvoor geen aanzuiging nodig is, begint met het definiëren van de zuigconditie. Als het waterniveau zich onder de pomp en binnen 6 tot 8 meter bevindt, is een zelfaanzuigende centrifugaalpomp de meest eenvoudige oplossing, vooral als de vloeistof vaste stoffen bevat en de installatie bovengronds is. Als de vloeistof stroperig is of een nauwkeurige dosering nodig heeft, kies dan voor een verdringerpomp. Als de pomp kan worden ondergedompeld, neemt een dompelpomp het aanzuigprobleem volledig weg. Voor diepe putten waar de motor toegankelijk moet blijven, is een verticale langaspomp de beproefde optie.

De dubbelwielpompfabriek produceert WFB-afdichtingsvrije zelfaanzuigende pompen, GJB- en GZB-hoogefficiënte zelfaanzuigende pompen, SCY- en SLC verticale pompen met lange as en WQ-dompelbare afvalwaterpompen, die allemaal starten zonder aanzuiging wanneer ze worden geïnstalleerd volgens de taakvereisten. Geef uw stroom-, opvoerhoogte-, zuighoogte- en vloeistofeigenschappen door aan ons technische team, en zij zullen een ontwerp zonder aanzuiging afstemmen op de omstandigheden ter plaatse.