Warum Zahnradpumpen beim Fördern von Flüssigkeiten mit Partikeln versagen

Generell eignen sich Zahnradpumpen zur Förderung flüssiger Medien, die keine Feststoffpartikel enthalten.

Eine Zahnradpumpe ist eine Art Verdrängerpumpe. Es funktioniert mit einem Paar ineinandergreifender Zahnräder. Die Drehung dieser Zahnräder erzeugt Volumenänderungen, die Flüssigkeit ansaugen und abgeben. Da die Zahnräder rotieren, muss zwischen den Zahnrädern und dem entsprechenden Gehäuse Spiel vorhanden sein. Gerade aufgrund dieser Spaltmaße tritt beim Betrieb der Zahnradpumpe immer ein Teil der Flüssigkeit aus der Hochdruck-Auslasszone in die Niederdruck-Einlasszone zurück. Dies ist die interne Leckage der Pumpe. Um diese interne Leckage zu minimieren, werden die Abstände zwischen den Zahnrädern und dem Gehäuse sehr klein gehalten. Typischerweise müssen diese Abstände umso kleiner sein, je niedriger die Viskosität der geförderten Flüssigkeit und je größer der Druckunterschied zwischen Einlass und Auslass ist.

Beispielsweise können die Mikrozahnradpumpen der NP-Serie unseres Unternehmens bei der Förderung niedrigviskoser Flüssigkeiten (wie Wasser oder andere Lösungsmittel) einen Druckunterschied von bis zu 20 Bar (2 MPa) erreichen. Das minimale Innenspiel innerhalb der Pumpe wird auf etwa 0,02 mm geregelt. Dies bedeutet, dass Partikel, die größer als diese Größe sind, zum Festsetzen (Blockieren) der Pumpe führen können.

Darüber hinaus stehen die Zahnräder während des Betriebs in kämmendem Kontakt; das heißt, die Zahnoberflächen des Zahnrads berühren einander. Darüber hinaus kommt es zu einer Reibungskontaktbewegung zwischen den Lagern und der Welle. Gelangen Partikel in diese Bereiche, können sie zu erheblichem Verschleiß führen und die Lebensdauer der Pumpe verkürzen.