Hoe verandert de druk als men met een zuigerpomp in een gesloten leiding blijft pompen?

Antwoord

Dag Tom,

een zuigerpomp behoort tot de groep van de verdringerpompen. Dit betekent dat er tijdens iedere cyclus een hoeveelheid vloeistof of gas wordt aangezogen en verplaatst naar de perszijde van de pomp. Wanneer dit gebeurt naar een afgesloten leiding dan zal de druk in de persleiding heel snel toenemen tot een (te) hoge waarde. De tijdspanne waarin dit gebeurt is afhankelijk van:

• het volume van leiding
• het debiet van de pomp
• de samendrukbaarheid van het medium
• de dode slag van de pomp

In geval van het verpompen van een vloeistof zal het oplopen naar een hoge druk een kwestie van hooguit een tiende van een seconde zijn, bij het verpompen van een gas kan dit bij een voldoende groot leidingvolume naar enkele seconden/minuten gaan. (zie grafiek in bijlage)

In beide gevallen zal de druk zo groot worden dat:

• ofwel de interne verliezen (lek tussen zuiger en cilinder, lek via de persklep, lek via de zuigklep) van de pomp zo groot worden dat de opbrengst van de pomp gelijk is aan de interne verliezen waardoor de druk na de pomp nagenoeg constant blijft. Dit is nefast voor de levensduur van de pomp.
• ofwel de druk de barstdruk van het pomplichaam of de persleiding bereikt waardoor het pomplichaam of de persleiding open barst. (= einde levensduur van de pomp/leiding)
• ofwel het aandrijfmoment van de aandrijfmotor niet meer voldoende is om de pomp aan te drijven waardoor de motor overbelast wordt en eventueel zelfs stil valt. Dit heeft meestal negatieve invloed op de levensduur van de motor (zeker bij een elektrische motor, ook bij een verbrandingsmotor; een pneumatische of een hydraulische motor hebben hier geen last van)

Daarom zal er in de praktijk steeds een overdrukventiel worden geplaatst na de pomp zodat een te veel aan verpompt debiet b ij een vooraf ingestelde druk wordt afgeleid naar de aanzuigtank of de aanzuigleiding. Dit laatste kan wel aanleiding geven tot sterke opwarming van het medium wat weer nadelig kan zijn voor de pomp.

Een alternatieve oplossing is het gebruik maken van een pomp met instelbaar debiet. Deze pomp past haar slagvolume en debiet aan in functie van de geleverde druk zonder dat daarvoor het toerental moet worden verminderd.  Bij een te hoge druk kan de pomp zelfs een nul-debiet aanhouden waardoor de druk wordt constant gehouden. Dit principe wordt veelvuldig gebruikt op pompen voor olie-hydrauliek. Een voorbeeld hiervan is een axiale plunjerpomp en verstelbare slagplaat. https://www.youtube.com/watch?v=an1HA73Daio

Mocht één en ander nog verduidelijking vragen, laat zeker niet na om te reageren.

Met vriendelijke groeten,

Dirk Merckx