Einführung
Dies ist ein 3D-Modell einer Triplex-Kolbenpumpe.
3D-Modell Anmerkungen
Triplex-Kolbenpumpe
Eine Triplex-Kolbenpumpe ist eine oszillierende Verdrängerpumpe, die drei Kolben verwendet. Dieser Pumpentyp wird häufig für Hochdruckanwendungen wie Hydrauliksysteme eingesetzt. Aufgrund ihres robusten Designs kann sie Flüssigkeiten mit hoher Viskosität und solche, die Feststoffe enthalten, fördern.
Kolben
Flüssigkeit wird in einen Zylinder gezogen oder aus einem Zylinder entladen, indem der Kolben bewegt wird. Wenn ein Kolben den Saug- und Auslassventilen am nächsten ist, beginnt er sich in linearer Richtung zurück zur Kurbelwelle zu bewegen. Beim Zurückziehen überwindet der Unterdruck im Zylinder den Federdruck des Saugventils, und Flüssigkeit wird in den Zylinderraum gezogen; diese Bewegung stellt den ‘Ansaughub’ dar. Wenn der Zylinder vollständig geladen ist, bewegt sich der Kolben linear zurück zu den Saug- und Auslassventilen. Wenn sich der Kolben zu den Ventilen bewegt, bewirkt der Überdruck im Zylinder, dass das Saugventil schließt und das Auslassventil öffnet; Flüssigkeit wird dann durch das Auslassventil aus dem Zylinder entladen.
Saugventil
Die Saug- und Auslassventile sind Rückschlagventile; das hier beschriebene Ventil ist das Saugventil. Der Durchfluss durch Rückschlagventile erfolgt nur in eine Richtung. Für das Saugventil bewirkt ein negativer Zylinderdruck, dass es sich öffnet, während ein positiver Druck es schließt. Für das Auslassventil bewirkt ein negativer Druck, dass es sich schließt, während ein positiver Druck es öffnet. Der Druck, bei dem jedes Ventil öffnet und schließt (Öffnungsdruck), wird durch die Vorspannung der Ventilfedern bestimmt (eine steifere Feder erfordert einen höheren Druck zum Öffnen).
Auslassventil
Die Saug- und Auslassventile sind Rückschlagventile; das hier beschriebene Ventil ist das Auslassventil. Der Durchfluss durch Rückschlagventile erfolgt nur in eine Richtung. Für das Saugventil bewirkt ein negativer Zylinderdruck, dass es sich öffnet, während ein positiver Druck es schließt. Für das Auslassventil bewirkt ein negativer Druck, dass es sich schließt, während ein positiver Druck es öffnet. Der Druck, bei dem jedes Ventil öffnet und schließt (Öffnungsdruck), wird durch die Vorspannung der Ventilfedern bestimmt (eine steifere Feder erfordert einen höheren Druck zum Öffnen).
Kurbelwelle
Eine exzentrische Welle (Kurbelwelle) bestimmt die rotierende Position jedes der Triplex-Pumpenkolben. Der Versatz bestimmt die Hublänge jedes Kolbens, z.B. würde ein Versatz von 5 cm von der Achse der Wellenrotation einen 5 cm Ansaug- oder Auslasshub ergeben. Die Form der Welle bestimmt die Position des Kolbens im Zylinder. Jede der Kurbelwellenkränze ist um 120 Grad versetzt, was bedeutet, dass jeder Kolben den anderen Kolben um 120 Grad voraus oder hinterher ist (Ansaughubpositionen unterscheiden sich, Auslasshubpositionen unterscheiden sich). Durch die Variation der Auslass- und Ansaughübe jedes Kolbens werden Pumpenvibrationen reduziert und die Belastung der Pumpenkomponenten und des Antriebs verringert (weniger Energie ist erforderlich, um einen Kolben zu entladen als drei Kolben gleichzeitig).
Antriebswelle
Die Leistung zum Drehen der Pumpe wird über die Antriebswelle bereitgestellt. Triplex-Kolbenpumpen werden normalerweise elektrisch oder mechanisch angetrieben, obwohl es auch möglich ist, die Pumpe hydraulisch zu betreiben. Die gesamte Last wird über die Antriebswelle übertragen, daher hat die Welle einen entsprechend großen Durchmesser.
Manometer
Ein Manometer wird verwendet, um den Bedienern eine visuelle Anzeige des inneren Schmieröldrucks zu geben. Der für diese Anwendung verwendete Manometertyp ist normalerweise ein Bourdon-Manometer.
Ölfilter
Ein Ölfilter entfernt Fremdkörper aus dem Schmieröl. Fremdkörper sind typischerweise Gegenstände wie Metallspäne, Schmutz und Staub. ‘Schmutziges’ Öl wird aus dem Triplex-Pumpensumpf (innerhalb des Gehäuses) entnommen und durch den Ölfilter geleitet; 'sauberes' Öl wird aus dem Filter entlassen und gelangt in das Triplex-Pumpengehäuse.
Öldruckregler
Ein Öldruckregler wird verwendet, um den Druck zu regulieren, der dem Ölfilter zugeführt wird.
Gehäuse
Das Gehäuse beherbergt die exzentrische Welle (Kurbelwelle), Kolben, Zylinder und Lager.
Druckdifferenzschalter
Pumpenalarme und Abschaltungen werden durch Signale ausgelöst, die vom Schmieröl-Druckdifferenzschalter empfangen werden. Sollte der Schmieröldruck außerhalb der normalen Betriebsparameter arbeiten, z.B. niedriger Öldruck oder sehr niedriger Öldruck, sendet der Differenzdruckschalter ein Signal, um die Pumpe zu alarmieren oder abzuschalten. Der Differenzdruckschalter ist somit eine Art Schutzvorrichtung und muss entsprechend gewartet werden.
Ölpumpe
Schmieröl wird aus dem Triplex-Pumpensumpf entnommen und über einen Druckregler zum Ölfilter entlassen. Die Pumpe wird von der Hauptpumpenwelle angetrieben; ihre Geschwindigkeit (und das geförderte Volumen) ist somit proportional zur Wellengeschwindigkeit.
Auslass
Hochdruckflüssigkeit wird durch diese Verbindung entlassen.
Ansaugung
Niederdruckflüssigkeit wird durch diese Verbindung in die Pumpe gezogen.
Zusätzliche Ressourcen
https://www.catpumps.com/products/pumps/plunger-pumps
https://www.globalspec.com/learnmore/flow_transfer_control/pumps/piston_plunger_pumps
https://www.engineersedge.com/pumps/triplex_pumps_review_13083.htm