Pumpe

Eine Pumpe ist eine Fluidenergiemaschine zum Bewegen oder Fördern von Flüssigkeiten und Gasen.

Dem Medium wird Strömungsenergie in Form von Druck hinzugefügt. Eine Pumpe arbeitet demnach als Energiewandler. Es wird mechanische Antriebsleistung in Strömungsleistung gewandelt.

Pumpen kann man grundsätzlich nach ihrem Prinzip einteilen: In Strömungsmaschinen und Verdrängerpumpen. Strömungsmaschinen zeichnen sich durch ihre kontinuierliche Durchströmung und Strömungsumlenkung aus. Auch Turbinen zählen zu den Strömungsmaschinen. Hier ist die Art der Energiewandlung aber genau umgekehrt, dem strömendem Fluid wird Leistung entzogen und in mechanische Wellenleistung gewandelt.

Pumpen, die nach dem Strömungsmaschinenprinzip funktioneren, sind unter anderem Kreiselpumpen und Schiffspropeller. Diese fördern Flüssigkeiten. Verdichter, Gebläse und Flugzeugpropeller fördern Gase. Vom Verdichter spricht man erst, wenn das Medium bei der Förderung tatsächlich komprimiert wird. Dies geschieht erst bei höheren Strömungsgeschwindigkeiten, so ca. ab 65 m/s. Bei geringen Geschwindigkeiten kann man ein zu förderndes Gas als quasi inkompressibel betrachten. Dann spricht man von Gebläsen.

Im Gegensatz dazu fördern Verdrängerpumpen instationär. Typische Pumpen, die nach dem Verdrängerprinzip arbeiten, sind Kolbenpumpen, Drehschieberpumpen und Schlauchpumpen. Fördern diese gasförmige Medien, bezeichnet man sie als Kompressoren. Ein sehr wichtiger Vertreter der Verdrängerpumpen ist nichttechnischer Natur: Das Herz. Ein Meisterwerk der Evolution. Es schlägt ununterbrochen über Jahrzehnte hinweg. Das Herz fördert ca. 5 Liter Blut in der Minute.

Eine sehr wichtige Charakteristik von Verdrängerpumpen ist, dass sie beliebig viel Druck in Abhängigkeit ihrer Leistungszufuhr aufbauen können, sofern es sich um inkompressible Strömungsmedien handelt. Flüssigkeiten sind in der Regel quasi inkompressibel. Das kann verhängnisvoll werden, wenn die Strömungsleitung am Druckstutzen der Pumpe stark gedrosselt oder gar blockiert wird. In dem Fall wird entweder der Antrieb blockieren, die Pumpe ihre mechanische Festigkeit aufgeben oder der Druck in der Druckleitung zerstörerische Ausmaße annehmen. Dieses Dilemma existiert auch im menschlichen Körper: Wenn die Blutgefäße durch Ablagerungen oder Verengungen einen immer höheren Strömungswiderstand aufbauen, wird sich dadurch der Blutdruck erhöhen. Das belastet auf Dauer das Herz selbst, aber auch die Gefäßwände. Totalschaden droht, wenn ein Gefäß platzt, und daraufhin bestimmte Gebiete im Gehirn nicht mehr versorgt werden können. Mediziner sprechen hier von einem Schlaganfall.

Pumpen, die nach dem Strömungsmaschinenprinzip funktionieren, bauen bei Drosselung der Druckleitung keinen beliebig hohen Druck auf. Der Maximaldruck ist also begrenzt. In kritischen Einsatzgebieten, wie in Atomkraftwerken, sollten daher grundsätzlich keine Verdrängerpumpen zur Förderung von Kühlmedien eingesetzt werden. Läuft sie gegen einen geschlossenen Schieber, kann das sofortige Schäden nach sich ziehen. Die Leitung oder die Pumpe kann ausfallen und erst nach Reparatur wieder in Betrieb genommen werden. Das kann schlimmste Folgen nach sich ziehen.

Die ersten Formen technischer Pumpen waren muskel-, oder wasserbetriebene Schöpfwerke zur Landbewässerung. Die Archimedische Schraube wurde von Archimedes etwa 300 v. Chr. konstruiert.

Prinzipiell wird zwischen Saugpumpe und Druckpumpe unterschieden.

Ausführungen

• Drehschieberpumpe
• Schlauchpumpe
• Injektorpumpe (siehe auch Wasserstrahlpumpe)
• Ionengetterpumpe (siehe Sorptionspumpe unter Vakuumpumpe)
• Kolbenpumpe
• Kreiselpumpe
• Membranpumpe
• Schneckenpumpe
• Schwingkolbenpumpe
• Stoßheber
• Titan-Sublimationspumpe
• Turbomolekularpumpe

Anwendungen

• Absaugpumpe
• Barostat in der Neurogastroenterologie
• Blutpumpe (neben dem Herzen gibt es auch künstliche Ausführungen)
• Feuerlöschpumpe
• Hydraulikpumpe
• Kraftstoffpumpe
• Lenzpumpe
• Luftpumpe
• Ölpumpe
• Säurepumpe
• Vakuumpumpe
• Wasserpumpe