Hochdruckpumpen sind das Herzstück nahezu jeder Anwendung, in der Flüssigkeiten zuverlässig unter hohem Druck gefördert werden. CAT PUMPS baut sie als Triplex-Hubkolbenpumpen mit positiver Verdrängung – in drei Bauarten, die sich in Ventilsteuerung und Dichtungskonzept unterscheiden und dadurch unterschiedliche Stärken haben.
Kolbenpumpe – Bauart „Uniflow”
Die Kolbenpumpe ist so konstruiert, dass sich die Flüssigkeit kontinuierlich in eine einzige, gleichmäßige Vorwärtsrichtung bewegt. Das ergibt ein größeres Ansaugvermögen und verringert das Kavitationsrisiko – vorausgesetzt, die Pumpe wird ordnungsgemäß versorgt.
Zu Beginn des Hubs schließt das mechanisch betätigte Einlassventil. Während sich die Kolbenstange vorwärts bewegt, wird die Flüssigkeit durch die Auslassventile ausgeschoben; gleichzeitig strömt neue Flüssigkeit in den Pumpeneinlass und sammelt sich hinter dem Einlassventil. Beim Rückwärtshub öffnet das Einlassventil mechanisch, sodass die Flüssigkeit weiter durch den Kolben in die Auslasskammer fließt, bis der Hub abgeschlossen ist.
Plungerpumpe – Bauart „Direct Flow”
Die federverstärkte, voreingestellte Packungsausführung der Plungerpumpen erlaubt deutlich höhere Drücke als Kolbenpumpen. Dazu kommt eine große Vielseitigkeit: optionale Direktkupplungsantriebe und eine breite Auswahl an Werkstoffen für den medienberührten Teil.
Wie bei der Kolbenpumpe fließt die Flüssigkeit vorwärts, jedoch werden hier beide Ventile federbelastet geschlossen und hydraulisch geöffnet. Zu Beginn des Hubs verdrängt der Plunger die Flüssigkeit in der Verteilerkammer und drückt das Auslassventil auf. Am Ende des Hubs sind für den Bruchteil einer Sekunde beide Ventile geschlossen. Beginnt die Plungerstange ihren Rückwärtshub, öffnet das Einlassventil und lässt neue Flüssigkeit in die Verteilerkammer – so bleibt der Förderstrom gleichmäßig.
SF-Plungerpumpe – Bauart „Superflow”
Bei den Pumpen der Serie SF sind Einlass- und Auslassventil ebenfalls federbelastet geschlossen und hydraulisch geöffnet, der Keramikplunger ist jedoch durchströmt. Damit verbindet die Bauart die kontinuierliche Vorwärtsströmung der Kolbenpumpe mit dem Packungskonzept der Plungerpumpe: starke Saugfähigkeit bei zugleich höherer Druckleistung.
Zu Beginn des Hubs schließt das Einlassventil gegen den Keramikplunger, und die Flüssigkeit wird durch die Auslassventile ausgeschoben. Beim Rückwärtshub hebt das Einlassventil vom Plunger ab, und die Flüssigkeit strömt durch die Bohrungen im Keramikplunger in die Verteilerkammer.
Hinweis zu allen drei Bauarten: Die Federspannung der Auslassventile erfordert einen Auslassdruck von mindestens 7 bar, damit die Ventile sauber arbeiten.
Unser Produktprogramm zeigt die verfügbaren Baureihen, der Pumpenfinder führt direkt zum passenden Modell.
Wie arbeitet eine Hochdruckpumpe von CAT PUMPS?
Es sind Triplex-Hubkolbenpumpen mit positiver Verdrängung. Jede Umdrehung der Kurbelwelle erzeugt eine direkte Bewegung der Plunger- beziehungsweise Kolbenstangen und damit einen zwangsläufigen Förderstrom. Bohrung und Hub bestimmen die Flüssigkeitsmenge je Hub und Umdrehung; die Fördermenge steht in direktem Verhältnis zur Drehzahl. Der Druck entsteht nicht in der Pumpe, sondern durch den Widerstand stromabwärts – etwa durch die Düse.
Was ist eine Plungerpumpe und wie funktioniert sie?
Eine Plungerpumpe ist eine oszillierende Verdrängerpumpe. Ein keramikbeschichteter Plunger (Tauchkolben) bewegt sich in einer Pumpenkammer vor und zurück: Beim Saughub wird Flüssigkeit über das Einlassventil angesaugt, beim Druckhub über das Auslassventil unter hohem Druck ausgeschoben. Da pro Umdrehung immer das gleiche Volumen verdrängt wird, liefert die Pumpe eine nahezu konstante Fördermenge – unabhängig vom Gegendruck.
Worin unterscheiden sich Kolbenpumpe und Plungerpumpe?
Bei der Kolbenpumpe wird das Einlassventil mechanisch betätigt und die Dichtung bewegt sich mit dem Kolben. Das ergibt ein großes Ansaugvermögen und geringere Kavitationsneigung. Die Plungerpumpe arbeitet mit federbelastet geschlossenen, hydraulisch öffnenden Ventilen und feststehenden, federverstärkten Packungen – dadurch sind deutlich höhere Drücke möglich, dazu Direktkupplungsantriebe und eine größere Auswahl medienberührter Werkstoffe.
Worin unterscheidet sich eine Plungerpumpe von einer Kreiselpumpe?
Eine Kreiselpumpe erzeugt Druck über die Strömungsgeschwindigkeit eines Laufrads – ihre Fördermenge sinkt mit steigendem Gegendruck. Eine Plungerpumpe verdrängt dagegen pro Hub ein festes Volumen und erreicht dadurch sehr hohe Drücke (mehrere hundert bar) bei gleichbleibender Fördermenge und hohem Wirkungsgrad. Für Hochdruckanwendungen ab etwa 50 bis 100 bar ist die Plungerpumpe die richtige Wahl.
Warum haben CAT PUMPS Pumpen meist drei Plunger (Triplex-Bauweise)?
Drei um 120° versetzte Plunger gleichen sich in ihrer Förderung gegenseitig aus. Das ergibt einen gleichmäßigen Förderstrom mit geringer Restpulsation, ruhigen Lauf und lange Lebensdauer von Dichtungen und Ventilen.
Wovon hängt die Fördermenge einer Hochdruckpumpe ab?
Ausschließlich von Verdrängungsvolumen und Drehzahl – nicht vom Druck. Halbiert man die Drehzahl, halbiert sich die Fördermenge. Genau darüber wird die Fördermenge im System eingestellt: über Riemenscheiben-Übersetzung oder stufenlos über einen Frequenzumrichter. Hinzu kommt die Wahl des Motors: Seine Polzahl bestimmt die Drehzahl, üblich sind 4-, 6- oder 8-polige Ausführungen.
Warum brauchen die Auslassventile einen Mindestdruck?
Die Auslassventile sind federbelastet. Damit sie sauber öffnen und schließen, ist ein Auslassdruck von mindestens 7 bar erforderlich. Unterhalb davon arbeiten die Ventile nicht zuverlässig – die Anlage sollte also nie dauerhaft nahezu drucklos gefahren werden.
Für welche Anwendungen werden Hochdruckpumpen eingesetzt?
Typische Einsatzgebiete sind Hochdruckreinigung, Wasserstrahl-Entgratung, Druckprüfung, Umkehrosmose, Sprühkühlung und Befeuchtung, Brandschutz (Wassernebel), Förderung von VE-Wasser und Chemikalien sowie industrielle Prozesstechnik.