Wissen über Kreiselpumpen-Pumpsysteme: Was ist ein Schneidlaufrad?

Beim Laufradschneiden wird der Durchmesser des Laufrads (der Schaufeln) bearbeitet, um die der Systemflüssigkeit zugeführte Energiemenge zu reduzieren. Das Schneiden des Laufrads kann eine nützliche Korrektur der Pumpenleistung sein, wenn eine Pumpe aufgrund übermäßig konservativer Pumpenkonstruktionspraktiken oder Änderungen der Systemlasten überdimensioniert wurde.

• Was ist ein Schneidrad?

Die Leistung einer Kreiselpumpe kann durch Veränderung des Laufraddurchmessers, also durch Schneiden des Laufrads, verändert werden.

Die Norm API610 schreibt vor, dass beim Austausch eines Laufrads mit größerem Durchmesser oder einer anderen hydraulischen Konstruktion, mit Geschwindigkeitsregulierungsfähigkeit oder bei Verwendung einer leeren Stufe die Pumpenförderhöhe um mindestens 5 % erhöht werden kann. Mit anderen Worten: Bei Kreiselpumpen mit konstanter Drehzahl und konstanter Stufenzahl darf das Laufrad mit maximalem Durchmesser nicht verwendet werden, d. h. die erforderliche Leistung muss durch Schneiden des Laufrads erreicht werden.

Jede Standard-Kreiselpumpe verfügt über ein Laufrad mit maximalem Durchmesser, das im Gehäuse/Leitflügel installiert ist. Dabei handelt es sich in der Regel um ein Laufrad in Standardausführung (das spezifische Leistungsanforderungen erfüllt). Natürlich hat jede Standard-Kreiselpumpe auch einen relativ minimalen Laufraddurchmesser. Es wird als Laufrad mit „relativem“ Mindestdurchmesser bezeichnet, da die Leistung (nach dem Schneiden des Laufrads) sowohl für den Käufer als auch für den Verkäufer akzeptabel ist.

Durch Vergrößerung oder Verkleinerung des Laufraddurchmessers kann die Pumpenleistung erhöht oder verringert werden. Laufräder mit größerem Durchmesser erzeugen eine größere Förderhöhe und Fördermenge als Laufräder mit kleinerem Durchmesser. Änderungen des Laufraddurchmessers wirken sich auch auf die Effizienz der Pumpe aus. Wenn die Schnittmenge gering ist, ist der Effizienzeffekt nicht offensichtlich; Wenn die Schneidmenge jedoch einen bestimmten Wert überschreitet, sinkt die Effizienz der Pumpe erheblich. Daher geben Pumpenhersteller für jede Kreiselpumpe einen empfohlenen Mindestlaufraddurchmesser an.

• Wann sollte das Schneiden des Laufrads in Betracht gezogen werden?

Endbenutzer sollten das Abschneiden des Laufrads in Betracht ziehen, wenn eine der folgenden Bedingungen eintritt:
1. Viele Systembypassventile sind geöffnet, was darauf hinweist, dass den Systemgeräten überschüssiger Durchfluss zur Verfügung steht.
2. Zur Steuerung des Flusses durch das System oder den Prozess ist eine übermäßige Drosselung erforderlich.
3. Hohe Geräusch- oder Vibrationspegel weisen auf einen übermäßigen Durchfluss hin.
4. Die Pumpe arbeitet außerhalb des Auslegungspunkts (bei geringem Durchfluss).

• Methode zum Schneiden des Laufrads

Es gibt drei Möglichkeiten, das Laufrad zu schneiden:
1. Schneiden mit gleichem Durchmesser. Dies ist die am häufigsten verwendete Schnittmethode.
2. Fasenschneiden. Wird normalerweise bei Einzelsauglaufrädern mit niedriger spezifischer Drehzahl verwendet.
3.V-förmiger Schnitt. Wird normalerweise bei Doppelsauglaufrädern verwendet.
Bei Kreiselpumpen werden unabhängig von der verwendeten Schneidmethode in der Regel nur die Laufradschaufeln geschnitten und die Abdeckplatte bleibt erhalten.

• Vorteile von Schneidlaufrädern

Der Hauptvorteil der Reduzierung der Laufradgröße sind geringere Betriebs- und Wartungskosten. Schneidlaufräder führen nicht nur zu Energieeinsparungen, sondern reduzieren auch den Verschleiß an Systemleitungen, Ventilen und Rohrhalterungen. Durch Strömung verursachte Vibrationen in Rohrleitungen können zur Ermüdung von Rohrschweißnähten und mechanischen Verbindungen führen. Im Laufe der Zeit kann es zu Schweißrissen und lockeren Verbindungen kommen, was zu Undichtigkeiten und Ausfallzeiten für Reparaturen führt. Auch aus konstruktiver Sicht ist eine zu hohe Fluidenergie unerwünscht. Rohrhalterungen sind in der Regel so beabstandet und dimensioniert, dass sie statischen Belastungen durch das Gewicht der Rohrleitung und der Flüssigkeit, Druckbelastungen durch den Innendruck des Systems und durch Temperaturänderungen bei thermodynamischen Anwendungen verursachten Ausdehnungen standhalten können. Vibrationen durch übermäßige Fluidenergie belasten das System unzulässig und führen zu Undichtigkeiten, Ausfallzeiten und zusätzlichem Wartungsaufwand.