Dosierpumpen: Warum Pumpen für Dosiertechnik in der Labor- und Betriebstechnik eingesetzt werden

Die Erdbeschleunigung allein genügt nicht als Treiber für Flüssigkeiten, wenn hohe Präzision in der Dosierung gefordert ist. Adhäsion und Verwirbelung in Rohrleitungen variieren bereits zwischen geraden und gebogenen Rohrelementen, der Gradient des Schwerefeldes ist nur auf vertikalen Wegstrecken kollinear zur Flussrichtung evident. Auf horizontalen Wegen steht der Gradient orthogonal, die Kraft trägt nicht in Flussrichtung bei. Das Verhältnis von Adhäsion und Schwerkraft ist längs heterogen orientierter Wege variabel. Zur Präzisionsdosierung sind deshalb Pumpen unerlässlich. Druckdifferentiale an Ein- und Austrittspunkt sorgen für einen definierten Durchfluss.

Spezielle Typen von Dosierpumpen im Überblick

Die Bandbreite von Dosierpumpen, wie etwa die auf www.rct-online.de/de/pumpen, umfasst für den professionellen Einsatz unter anderem:

• Magnet-Membrandosierpumpen
• Exzenterschneckenpumpen
• Hubkolbenpumpen
• Membranpumpen
• Schlauchpumpen
• Zahnradpumpen

Gemeinsam ist diesen Pumpentypen, dass es sich um Verdrängerpumpen handelt, die die Nutzflüssigkeit durch ein geschlossenes System befördern. Aufgrund der Inkompressibilität von Flüssigkeiten (ihr Volumen ändert sich unter Druck nicht), gilt in dem geschlossenen System an der Pumpe die Gleichung:

V_ in = V_out.

Volumina, die in die Pumpe eintreten, treten auch wieder aus, damit ist die Förderleistung steuerbar.

Dosierpumpen für den industriellen Einsatz besitzen oftmals diverse Schnittstellen

Komponenten von Anlagen mit komplexen Flüssigkeitsströmen müssen zentral gesteuert werden können. Es ist in großindustriellen Betrieben- und Laboren nicht praktikabel, Pumpen ausschließlich durch manuelle Bedienung an der Pumpe selbst zu steuern.

Deshalb besitzen viele Dosierpumpen für den industriellen Einsatz diverse Schnittstellen zur Einbindung in Überwachungs- und Regelungsnetzwerke. Insbesondere kommt RS-232 bei der Anbindung an digitale Systeme zum Einsatz.

Die Spezifikation RS-232 ist speziell von älteren PCs her bekannt. Es ist eine serielle Schnittstellenspezifikation, über die etwa (serielle) PC-Mäuse und Modems angeschlossen wurden.

Geodätische Saughöhe, die physikalische Grenze für Saugpumpen

Mit dem Luftdruck p ergibt sich die maximal durch ein theoretisches Höchstvakuum (= 0 N/m²) erreichbare Saughöhe aus der Hydrostatik.

Die Schwerkraft der Flüssigkeitssäule mit der Dichte rho darf die ausgeübte gegenläufige Saugkraft betragsmäßig nicht überschreiten. Der Gleichgewichtspunkt bei NN ergibt sich mit der Erdbeschleunigung g, der Saughöhe h und dem Leitungsquerschnitt A als

F = (p – 0) · A = h · A · rho · g,
somit gilt
h = p/(rho · g).
Mit einem Luftdruck p bei NN von rund 1.000 Hektopascal entsprechend 1E5 N/m², Wasser mit der Dichte rho = 1E3 kg/m³ und der Erdbeschleunigung g von gerundet

10 m/s² = 1E1 m/s²

ergibt sich näherungsweise die theoretische maximale Saughöhe für Wasser

h = (1E5 N/m²)/(1E3 kg/m³ · 1E1 m/s²) = 10 m.

Oberhalb dieses Höhenunterschiedes braucht es einer Zubringerpumpe am Fuß der Flüssigkeitssäule.

Einsatzgebiete von Dosierpumpen

Im industriellen Umfeld werden Dosierpumpen vor allem in der chemischen und pharmazeutischen Industrie eingesetzt, allgemein zur Steuerung von Flüssigkeitsströmen und speziell etwa auch zum präzisen Klebstoffauftrag.

In der Medizintechnik sind Dosierpumpen bei der genauen Steuerung von Infusionen unentbehrlich.

Dosierpumpen sind integraler Bestandteil leistungsfähiger Lösungen in Industrie, Technik und Medizin

Komplexer Flüssigkeitstransport erfordert komplexe Lösungen. Dosierpumpen sind integraler Bestandteil leistungsfähiger Lösungen in Industrie, Technik und Medizin.

Einen interessanten Blick auf die Definition und Arbeitsweise von Dosierpumpen liefert zudem folgendes Praxishandbuch von Prof. Dr. h.c. Viktor Dulger.