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Wenn Sie eine hydraulisch betätigte Membranpumpe gegen ein geschlossenes Auslassventil laufen lassen, steigt das Manometer weiter an: über den normalen Arbeitsdruck hinaus, über den Nenndruck der Pumpe hinaus und direkt in Richtung der Berstgrenze der Membran. Aus diesem Grund handelt es sich bei der hydraulischen Membranpumpe um den Membranpumpentyp, der ein Überdruckventil benötigt. Eine hydraulische Membranpumpe, auch hydraulisch betätigte Membrandosierpumpe genannt, verwendet einen motorbetriebenen Kolben, um Hydraulikflüssigkeit gegen eine flexible Membran zu drücken, die wiederum die Prozessflüssigkeit verdrängt. Da der Kolben auch bei verstopfter Druckleitung weiterhin Energie liefert, muss die Pumpe durch ein Überdruckventil geschützt werden. Im Gegensatz dazu benötigen luftbetriebene Doppelmembranpumpen (AODD) in der Regel keine, da sie im Stillstand sicher stehen bleiben.
Die hydraulische Membranpumpe: Ein Überdruckventil ist obligatorisch
Eine hydraulisch betätigte Membranpumpe muss auf der Druckseite mit einem Druckbegrenzungsventil ausgestattet sein. Wenn der Auslass geschlossen ist, bewegt sich der Kolben weiter, und da die Hydraulikflüssigkeit nahezu inkompressibel ist, erfolgt die Druckspitze schnell und zerstörerisch. Das Überdruckventil ist die einzige Komponente, die diesen Druck auf ein sicheres Niveau begrenzen kann.
Ohne das Ventil fällt eine defekte hydraulische Membranpumpe auf eine von drei vorhersehbaren Arten aus:
- Die Membran wird zu stark ausgelenkt und bricht, wodurch Prozessflüssigkeit in den Hydraulikbereich gedrückt wird.
- Die Auslassleitungen, Dichtungen oder Instrumentenanschlüsse überschreiten ihren Nenndruck und lecken oder platzen.
- Das Getriebe, der Motor oder die Kupplung der Pumpe werden überlastet, da der Antriebsstrang versucht, den Kolben gegen einen blockierten Kopf zu drücken.
Das Überdruckventil schützt alle drei. Es öffnet sich bei einem voreingestellten Druck und leitet den Durchfluss zurück zur Saugseite oder zu einem kleinen Behälter, sodass die Pumpe weiter arbeitet, ohne dass der Systemdruck den Sollwert überschreitet.
Luftbetriebene Doppelmembranpumpen: Kein Überdruckventil erforderlich
Eine luftbetriebene Doppelmembranpumpe benötigt kein Überdruckventil, da sie selbstbegrenzend ist: Wenn der Förderdruck dem Druckluftversorgungsdruck entspricht, schaltet das interne Luftventil in eine ausgeglichene Position und die Pumpe stoppt den Hub. Dieser als Deadheading bezeichnete Zustand ist für eine AODD-Pumpe normal und sicher.
Der maximale Förderdruck einer AODD-Pumpe wird durch den Luftversorgungsdruck eingestellt. Versorgen Sie die Pumpe mit 6 bar (87 psi) Druckluft, und eine verstopfte Auslassleitung hält den Druck bei etwa 6 bar, während die Pumpe abschaltet, anstatt weiterhin Druck aufzubauen. Das macht AODD-Pumpen zu einer praktischen Wahl für Transfer-, Abfüll- und Filtrationsaufgaben, bei denen ein Bediener ein Ventil schließen kann, während die Pumpe noch läuft.
Zwei Ausnahmen rechtfertigen den Einbau eines Überdruckventils in eine AODD-Pumpe. Erstens: Wenn nachgeschaltete Komponenten wie Filtergehäuse, Wärmetauscher oder Durchflussmesser einen Nennwert haben, der unter dem Luftversorgungsdruck liegt, installieren Sie ein Überdruckventil, das auf einen Wert eingestellt ist, der unter diesem Komponentenwert liegt. Zweitens: Wenn die Pumpe über einen längeren Zeitraum leer läuft, installieren Sie eine kleine Entlastungs- oder Block-and-Bleed-Anordnung, damit die Membran nicht auf unbestimmte Zeit unter vollem Stillstandsdruck steht.
Überprüfen Sie bei der Auswahl einer Pumpe für einen Prozess, bei dem es zu Totverlusten kommt, die Strömungsabrisseigenschaften im Datenblatt. unser Serie luftbetriebener Doppelmembranpumpen umfasst Aluminium-, Edelstahl-, Polypropylen- und PVDF-Versionen, die alle bei Versorgungsdruck sicher zum Stillstand kommen.
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Elektrische Membranpumpen lassen sich in zwei Gruppen einteilen: Konstruktionen mit internem Bypass oder integriertem Überdruckventil können sicher totgefahren werden, während Direktantriebskonstruktionen ohne Bypass ein externes Überdruckventil benötigen, genau wie eine hydraulische Membranpumpe. Die Regel ist einfach: Wenn die Pumpe weiterhin Energie an einen verstopften Auslass liefern kann, benötigt sie einen Entlastungspfad.
Bei einer typischen motorbetriebenen elektrischen Membranpumpe dreht ein Elektromotor ein Getriebe und eine Exzenterwelle wandelt diese Drehung in eine Hin- und Herbewegung der Membran um. Dieser Mechanismus ist die positive Verdrängung. Wenn der Auslass blockiert ist, dreht sich der Motor weiter und der Druck steigt weiter an, bis die Membran, die Ventilsitze oder die Kupplung versagen. Hersteller, die über einen einstellbaren internen Bypass verfügen, ermöglichen die Einstellung eines Maximaldrucks und die sichere Rückführung der Flüssigkeit, sodass kein externes Ventil erforderlich ist.
Überprüfen Sie drei Zahlen im Datenblatt der Pumpe, bevor Sie eine Entscheidung treffen:
- Maximaler Totdruck: Wenn im Handbuch ein endlicher Wert angegeben ist, ist bereits ein interner Bypass oder ein Überdruckventil eingebaut.
- Bypass-Einstellbereich: Stellen Sie sicher, dass er Ihren normalen Betriebsbereich abdeckt und nicht auf einen zu hohen Druck für die Rohrleitung eingestellt ist.
- Motorleistung bei Stillstand: Wenn der Motor trotz blockierter Förderhöhe mit vollem Drehmoment weiterlaufen kann, ist ein externer Schutz erforderlich.
Für elektrisch angetriebene Anwendungen ist die technische Dokumentation für unsere Sortiment elektrischer Membranpumpen Gibt an, ob die Pumpe über einen internen Überdruck-Bypass-Schutz verfügt.
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Die Entscheidung hängt davon ab, was die Pumpe tut, wenn der Auslass verstopft ist. Die folgende Tabelle fasst die vier häufigsten Fälle zusammen.
| Pumpentyp | Antriebsmechanismus | Verhalten bei blockierter Entladung | Überdruckventil benötigt? |
|---|---|---|---|
| Hydraulische Membranpumpe | Motorbetriebener Kolben plus Hydraulikflüssigkeit | Der Druck steigt kontinuierlich an, bis eine Komponente ausfällt | Ja, ein externes Überdruckventil auf der Auslassseite |
| Luftbetriebene Doppelmembranpumpe | Druckluft | Blockiert den Luftversorgungsdruck | Nein, selbstlimitierend; optional nur für nachgeschaltete Komponenten mit geringerer Leistung |
| Elektrische Membranpumpe mit internem Bypass | Motor und Getriebe mit Bypassventil | Druck begrenzt den Bypass-Sollwert | Nein, das interne Bypassventil sorgt für den Schutz |
| Elektrische Membranpumpe ohne Bypass | Motor und Getriebe, feste Verdrängung | Der Druck steigt, bis der Antrieb blockiert oder Teile ausfallen | Ja, ein externes Überdruckventil ist erforderlich |
So stellen Sie das Druckentlastungsventil ein und installieren es
Installieren Sie das Überdruckventil an der Pumpenauslassleitung zwischen der Pumpe und dem ersten Absperrventil und stellen Sie es über den normalen Arbeitsdruck, aber unter den Nenndruck der schwächsten Komponente im System ein. Wenn das Ventil auf der falschen Seite eines Absperrventils sitzt, können Sie die Pumpe trotzdem leerlaufen lassen, während das Blockventil geschlossen ist.
- Bestimmen Sie den normalen Arbeitsdruck beim maximal erwarteten Durchfluss der Pumpe.
- Identifizieren Sie die Komponente mit der niedrigsten Nennleistung, sei es Membran, Rohrleitung, Flansch oder nachgeschaltete Ausrüstung, und behandeln Sie diesen Druck als absolute Obergrenze.
- Stellen Sie das Überdruckventil etwa 10 bis 15 % über dem normalen Arbeitsdruck, aber unterhalb dieser Grenze ein, damit es sich im Normalbetrieb nicht öffnet und das System dennoch vor Schäden schützt.
- Leiten Sie den Entlastungsauslass zurück zum Saugtank oder zu einem sicheren Abfluss. Verschließen Sie niemals den Auslass eines Überdruckventils.
- Bemessen Sie das Ventil so, dass es den vollen Nenndurchfluss der Pumpe bei eingestelltem Druck durchlässt. Ein unterdimensioniertes Ventil führt dazu, dass der Druck während eines Totdrucks über den Sollwert steigt.
- Testen Sie die Installation, indem Sie das Auslassventil schließen und sicherstellen, dass sich der Druck am Sollwert stabilisiert, anstatt zu steigen.
Druckpulsation ist ein anderes Problem als Überdruck. Ein Überdruckventil schützt vor übermäßigem Druck; a Pulsationsdämpfer absorbiert Strömungsschwankungen und glättet den Ausfluss. Bei Membranpumpen mit langen Druckleitungen reduziert ein richtig dimensionierter Dämpfer Druckspitzen, was wiederum dazu führt, dass das Überdruckventil seltener öffnet und länger hält.
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Benötigt eine luftbetriebene Doppelmembranpumpe ein Überdruckventil?
Normalerweise nicht. Eine AODD-Pumpe schaltet sicher ab, wenn der Förderdruck dem Luftversorgungsdruck entspricht, sodass der Druck nicht weiter ansteigt. Fügen Sie ein Überdruckventil nur dann hinzu, wenn die Nennleistung der nachgeschalteten Ausrüstung unter dem Luftversorgungsdruck liegt oder wenn die Pumpe längere Zeit im Leerlauf betrieben wird.
Warum benötigt eine hydraulische Membranpumpe ein Druckbegrenzungsventil?
Denn der motorbetriebene Kolben liefert weiterhin Energie an einen verstopften Auslass und die Hydraulikflüssigkeit ist praktisch inkompressibel. Der Druck steigt, bis die Membran, die Rohrleitungen oder der Antriebsstrang versagen; Das Überdruckventil ist die einzige Komponente, die diesen Anstieg stoppt.
Wo soll das Überdruckventil eingestellt werden?
Über dem normalen Arbeitsdruck und unter dem Nennwert der schwächsten Komponente, typischerweise 10 bis 15 % über dem Arbeitsdruck. Ziel ist es, das System zu schützen, ohne das Ventil im Normalbetrieb zu öffnen.
Was passiert, wenn das Überdruckventil zu klein ist?
Der Druck kann während eines Totdrucks über den Sollwert steigen, da das Ventil nicht den vollen Förderstrom der Pumpe durchlassen kann. Dimensionieren Sie das Ventil für den maximalen Pumpendurchfluss bei eingestelltem Druck, nicht für die durchschnittliche Durchflussrate.
Ist ein Pulsationsdämpfer dasselbe wie ein Überdruckventil?
Nein. Ein Pulsationsdämpfer glättet Druckpulsationen während des normalen Pumpens, während ein Überdruckventil nur bei Überdruck öffnet. Viele gut konzipierte Membranpumpensysteme verwenden beides: einen Dämpfer für einen gleichmäßigen Durchfluss und ein Überdruckventil für die Sicherheit.
Auswahl der richtigen Pumpe und des richtigen Schutzpakets
Beginnen Sie mit der Aufgabe und entscheiden Sie dann, welcher Überdruckschutz bereits eingebaut ist. Für die Dosierung und Dosierung von Chemikalien sorgt eine hydraulische Membranpumpe für Genauigkeit, muss jedoch mit einem Überdruckventil der richtigen Größe bestellt und bei der Installation getestet werden. Für Transfer-, Füll- und Filteraufgaben, bei denen ein Totdruck wahrscheinlich ist, bietet eine AODD-Pumpe ein sicheres Abschaltverhalten ohne zusätzlichen Ventil-, Rohrleitungs- und Wartungsaufwand.
Achten Sie beim Produktvergleich auf benetzte Materialien, den maximalen Luftversorgungsdruck bei pneumatischen Versionen, den Bypass-Bereich bei elektrischen Versionen und darauf, ob der Hersteller ein sicheres Deadhead-Verhalten zertifiziert. Unser Produktpalette deckt sowohl pneumatische als auch elektrische Membranpumpen aus Aluminium, Edelstahl, Polypropylen und PVDF mit gängigen Anschlussgrößen von 1/4 Zoll bis 3 Zoll ab. Sie können auch unserem folgen Branchennachrichten Für praktische Anleitungen zur Pumpensicherheit und -auswahl schauen Sie sich unsere an Unternehmensnachrichten für Updates zu verfügbaren Modellen und Konfigurationen.
