Hydraulische pompen vormen de ruggengraat van alle industrieën. Van farmaceutica tot energieopwekking en chemische verwerking tot bouwmachines, je ziet ze in honderden veelzijdige toepassingen. Deze pompen werken volgens het principe van het omzetten van mechanische energie in hydraulische energie door vloeistofstroming en -druk te creëren. Bij de inlaat wordt een vacuüm gecreëerd, waardoor vloeistof uit een reservoir wordt getrokken en vervolgens onder druk wordt afgevoerd om kracht over te brengen. Dit proces is gebaseerd op het principe van positieve verplaatsing, waarbij een vaste hoeveelheid vloeistof per pompcyclus wordt verplaatst.
Basisprincipes van hydrauliek bij het werken in pompen
Het begrijpen van hydraulische pompen begint met een paar belangrijke principes die voor alle soorten hydraulische pompen gelden. Bijvoorbeeld:
De wet van Pascal in hydraulische pompen
Alle hydraulische pompen werken volgens het principe van de wet van Pascal. De wet van Pascal stelt dat wanneer er druk wordt uitgeoefend op een ingesloten vloeistof, deze gelijkmatig in alle richtingen binnen de vloeistof wordt overgebracht. Dit stelt hydraulische systemen in staat om de kracht efficiënt te vermenigvuldigen.
Energieomzetting in hydraulische pompen
Dan komt de energieomzetting. A hydraulische pomp zet mechanische input (bijvoorbeeld van een motor) die druk in de kamer creëert, om in vloeistofkracht door vloeistof van een reservoir naar drukcircuits te verplaatsen, die vervolgens de cilinder voortstuwen, en er wordt mechanisch werk verricht.
Belangrijkste parameters om de werking van hydraulische pompen te begrijpen
- Druk in hydraulische pompen, gemeten in bar of psi (bijv. 210 bar = 3.000 psi)
- Debiet van vloeistof in hydraulische pompen, gemeten in l/min of gpm (gallons per minuut)
- Verplaatsing van de as of rotor, enz., wat het volume per asomwenteling aangeeft, in cc/omw.
Ongeacht het mechanische ontwerp bestaat een typische hydraulische pomp doorgaans uit:
- Een inlaatpoort (zuigzijde) die wordt gebruikt om vloeistof uit de tank naar de pomp te trekken.
- Een uitlaatpoort (drukzijde) die de aangezogen vloeistof na het op druk brengen in het systeem transporteert.
- Pompbehuizingen en afdichtingen omsluiten interne componenten en voorkomen lekkage van de pompen
- Aandrijfas en koppeling, die verbinding maakt met de energiebron, bijvoorbeeld een motor of machine, enz.
- Ten slotte is er nog een intern mechanisme dat we hierboven al noemden: het mechanische ontwerp dat per pomptype verschilt (tandwielen, schoepen, zuigers, etc.).
Werkingsprincipe van hydraulische pompen
Hydraulische pompen werken via een drietrapsproces:
- In de eerste fase wordt een inlaatslag gemaakt. In deze fase, terwijl de interne holte uitzet, ontstaat er een vacuüm bij de inlaatpoort, waardoor de vloeistof vanuit de leiding naar de pomp wordt gezogen.
- In de 2en In deze fase vindt compressie of verplaatsing plaats. In deze fase wordt de vloeistof die tussen bewegende delen (bijv. zuigers of tandwielen) vastzat, door de mechanische beweging van de pomp met extra druk naar de uitlaat geduwd.
- In de laatste en 3rd In de fase waarin de vloeistof onder druk staat, stroomt de uitlaat naar het hydraulische systeem.
Deze cyclus herhaalt zich voortdurend, zolang de pomp draait en zorgt voor een onafgebroken stroming onder druk.
Classificatie van hydraulische pompen op basis van werkingsprincipes
Afhankelijk van de werking van een hydraulische pomp, valt deze in twee brede categorieën:
- Verdringerpompen die per cyclus een vaste of variabele hoeveelheid vloeistof leveren.
- heen en weer gaande hydraulische pompen
- Zuigerpompen
- Membraanpompen
- Plunjerpompen
- Roterende hydraulische pompen
- Tandwielpompen
- Schoepenpompen
- Schroefpompen
- Lobbenpompen
- heen en weer gaande hydraulische pompen
- Niet-verdringerpompen zorgen voor een continue stroming, maar komen minder vaak voor in hydraulische systemen.
- Centrifugaalpompen
Positieve verdringerpompen
Deze pompen verplaatsen een vast volume vloeistof per cyclus en zijn ideaal voor hogedruktoepassingen.
- Pompen met een vast debiet leveren een constant debiet. Deze pompen hebben een eenvoudig en betrouwbaar mechanisch ontwerp. Dit principe wordt vaak gebruikt in tandwiel- en schottenpompen.
- Pompen met variabel slagvolume passen de stroomsnelheid daarentegen aan op basis van de systeemvraag. Deze eigenschap maakt ze energiezuinig voor het systeem.
Typen van de meest voorkomende verdringerpompen
Tandwielpompen
Tandwielpompen maken gebruik van twee in elkaar grijpende tandwielen die draaien, waarbij vloeistof tussen de tanden en de behuizing wordt opgesloten en van de inlaat naar de uitlaat stroomt. Deze pompen leveren hoge druk met minimale geluidsontwikkeling. Bovendien is het onderhoud door hun eenvoudige ontwerp goedkoop. Ze werken doorgaans binnen een drukbereik van 100-250 bar (1450-3625 psi), met een debiet tussen 10 en 200 l/min.
Schoepenpompen
In een schoepenpomp steken de schoepen uit een rotor en schuiven ze in en uit terwijl de rotor draait in een excentrische behuizing. Deze pompen hebben een goed vacuüm en kunnen vloeistoffen met een lage viscositeit verwerken. Bovendien worden deze pompen vaak gebruikt in hydraulische systemen met lage tot gemiddelde druk, met drukwaarden van 70-180 bar (1.000-2.600 psi).
Zuigerpompen
Zuigerpompen worden verder onderverdeeld in twee typen: axiale zuigerpompen en radiale zuigerpompen.
Bij axiale zuigerpompen zijn de zuigers parallel aan de aandrijfas uitgelijnd. Een tuimelschijf zorgt voor een heen-en-weergaande zuigerbeweging. Dit mechanische ontwerp zorgt ervoor dat deze pompen een variabele opbrengst kunnen leveren, geregeld door de hoek van de tuimelschijf te wijzigen. Ze worden vooral toegepast in de bouw en industriële hydraulische machines.
In tegenstelling tot radiale zuigerpompen zijn de zuigers radiaal rond een as met een excentrische nok geplaatst. Ze werken onder zeer hoge drukken, tot wel 700 bar (10.000 psi), met een debiet tussen de 10 en 150 l/min en een slagvolume van 1 tot 100 cc/omw.
Controle- en regelmechanismen
Hydraulische pompen zijn vaak voorzien van ingebouwde regelsystemen om de stroming en druk binnen het systeem effectief te regelen. Drukcompensatie om de druk aan te passen, lastafhankelijke sturing om de stroming te regelen en stroomregelkleppen om de stroming te stabiliseren zijn bijvoorbeeld de meest voorkomende regelmechanismen.
Prestatieparameters
| Parameter | Beschrijving | Belang |
| Volumetrische efficiëntie | Verhouding tussen de werkelijke outputstroom en de theoretische stroom | Geeft interne lekkage en slijtage aan; hoge waarde = betere pompconditie |
| Mechanische/hydraulische efficiëntie | Verhouding tussen het geleverde hydraulische vermogen en het geleverde mechanische vermogen | Weerspiegelt verliezen als gevolg van wrijving en vloeistofweerstand; beïnvloedt de algehele efficiëntie van het systeem |
| Stroom- versus drukkarakteristieken | Verhouding tussen stroomsnelheid en druk in het systeem | Helpt het pompgedrag onder belasting te begrijpen; wordt gebruikt bij het afstemmen van het systeem |
| Cavitatie | Vorming van dampbellen door lage inlaatdruk | Kan ernstige schade aan pompoppervlakken veroorzaken; moet worden vermeden |
| NPSH (Netto Positieve Zuigkop) | Minimale inlaatdruk om cavitatie te voorkomen | Zorgt voor een betrouwbare aanzuiging en beschermt de pomp tegen prestatievermindering |
Veelvoorkomende storingsmodi en diagnose bij hydraulische pompen
Herkennen van faalsignalen Kan grote schade voorkomen. Enkele signalen die u kunnen helpen bij het diagnosticeren van een dreigende storing zijn:
- Oververhitting is het eerste en meest voorkomende teken. Vaak wordt dit veroorzaakt door verontreiniging van de vloeistof of overbelasting in de pomp.
- Cavitatie/beluchting veroorzaakt lawaai, trillingen en een verminderde efficiëntie. Als u ongewenste geluiden of een afname van de stroomsnelheid opmerkt, moet u controleren op cavitatie.
- De meest voorkomende schade wordt veroorzaakt door versleten afdichtingen en fittingen of slijtage van oppervlakken. U kunt de lekkage rond de pompen controleren om dit te diagnosticeren.
- Drooglopen is een van de gevaarlijke oorzaken van pompstoringen. Het is de werking van de pomp zonder vloeistof die ernstige interne schade veroorzaakt.
Toekomstige trends in hydraulische pomptechnologie
Hydraulische technologie ontwikkelt zich razendsnel. Zo is elektrohydraulische integratie een nieuwe trend aan het worden. Zoals de naam al zegt, is dit een combinatie van elektronica met hydraulische besturing om de controle te verbeteren. Daarnaast vervangt slimme pomptechnologie ook de traditionele pompen, met IoT-ondersteunde diagnostiek en monitoring op afstand. Bovendien worden met behulp van generatief ontwerp energiezuinigere ontwerpen gecreëerd die hoge prestaties leveren, geluidsarm zijn en milieuvriendelijk.
Conclusie
Hydraulische pompen zijn de cruciale industriële componenten voor het overbrengen van vermogen via vloeistoffen onder druk. Van tandwiel- en schottenpompen tot variabele zuigerpompen, elk type hydraulische pomp, ongeacht het werkingsprincipe, vervult een specifieke functie op basis van druk, debiet en toepassingsvereisten. Het is cruciaal om te begrijpen hoe hydraulische pompen werken en hoe u ze selecteert en onderhoudt. Door zorgvuldig een leverancier te selecteren zoals Hydraflu, kunt u de prestaties en betrouwbaarheid van uw systeem maximaliseren.
