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Ladeölpumpe

Ladeölpumpen befinden sich an Bord von Tankschiffen. Ihre Aufgabe ist das Umpumpen des Öls am Zielhafen aus den Tanks des Schiffes bis zur Aufnahmestation an Land, wobei die Restlenzanlage unterstützend tätig wird. Sie werden oft auch als Ballastwasserpumpen zur Tiefgangregulierung eingesetzt.

Die Ladeölpumpen sind im Pumpenraum stationiert, der sich meist im Heck des Schiffes zwischen den Tanks und dem Maschinenraum befindet. Hier sind sie so tief wie möglich aufgestellt. Zu Beginn der Förderung haben sie eine relativ große Zulaufhöhe. Wenn der Ölspiegel weit abgesenkt ist, ergeben sich Saughöhen von bis zu 5 m und mehr. In diesem Stadium der Förderung tritt oft Luft durch die Saugköpfe in die Saugleitungen ein, die nicht mehr voll in das Medium eintauchen. Diese Luft wird vor Eintritt in die Pumpen durch spezielle Absaugeinrichtungen entfernt.

Den Antrieb von Ladeölpumpen übernehmen entweder Dampfturbinen, Elektro- oder Dieselmotoren. Dabei erfolgt die Regelung des Förderstroms durch Drehzahlverstellung. Die Verbindungswelle zwischen dem Maschinen- und Pumpenraum wird aus Sicherheitsgründen (Brand- und Explosionsschutz) durch ein Schott mit Stopfbuchse geführt. Die Gehäuse sind meist aus Gusslegierungen auf Kupferbasis (Werkstoff) und haben Doppelspiralen. siehe Abb. 6 Spiralgehäusepumpe

Der Förderstrom einer Pumpe liegt je nach Schiffsgröße in dem Bereich von 1.500 bis 9.000 m³/h und die Förderhöhe beträgt im Mittel 150 m. So hat sich neben den Tauchpumpen, die jedoch nur bei kleinen Förderströmen eingesetzt werden, wegen der guten Saugfähigkeit bei höchstmöglicher Drehzahl die zweiströmige Bauart (siehe mehrströmige Pumpe) durchgesetzt. Bevorzugt wird bei den Horizontal- und Vertikalpumpen die Längsteilung des Pumpengehäuses mit doppelflutigen Laufrädern.
siehe Abb. 1 Ladeölpumpe

Bei den Vertikalpumpen wird auch die Querteilung in einflutiger und einstufiger Ausführung verlangt.

Die kräftige Lagerung in öl- oder fettgeschmierten Wälzlagern ist dicht an das Gehäuse herangeführt. Abdichtung erfolgt dabei mit Gleitringdichtungen. Bei geringen NPSH-Werten kommen Vorsatzläufer zum Einsatz.

Lager

Das Lager ermöglicht die relative Bewegung von gleitenden Maschinenbauteilen zueinander. Die Unterscheidung erfolgt in Gleit- und Wälzlager.

Laminare Strömung

Eine makroskopisch, in parallelen Schichten verlaufende Strömung wird als laminare Strömung bezeichnet. Zwischen den einzelnen Schichten erfolgt molekular ein regelloser Impulsaustausch, der Ursache für die innere Reibung ist (siehe auch Strömungslehre).

Lastkollektiv

Der aus der Betriebsfestigkeit stammende Begriff Lastkollektiv bezeichnet die Gesamtheit aller auftretenden Belastungen an einem Bauteil über einen bestimmten Zeitraum, die durch Drehmomente, Drehzahlen, Beschleunigungen, Umdrehungsgeschwindigkeiten, Temperaturen etc. ausgelöst werden. Schwingende Belastungen treten in der Praxis selten einstufig, also mit nur einer einzigen Amplitude auf, sondern mit vielen unterschiedlichen Amplituden ohne eine feste Reihenfolge. Mehrere Lastkollektive werden zu einem Beanspruchungskollektiv zusammengefasst.

Laufrad

Ein Laufrad ist ein rotierendes und mit Schaufeln besetztes Bauteil einer Strömungsmaschine (z. B. Kreiselpumpe). Hier wird durch Strömungsumlenkung an den Schaufeln mechanische Leistung (Schaufelleistung) in Förderleistung umgesetzt.

Nach EUROPUMP-TERMINOLOGY und DIN 24250 wird zwischen Links- und Rechtslaufrad unterschieden. Danach dreht sich das Rechtslaufrad in Einströmrichtung gesehen im Uhrzeigersinn.

Nach der Reihenfolge der Durchströmung bei mehrstufigen Pumpen und der Aufreihung der Laufräder auf der Pumpenwelle wird zwischen folgenden Anordnungen unterschieden: einstufig, mehrstufig, einströmig, mehrströmig, gleichläufig und gegenläufig. Typische Beispiele von Laufrad-Anordnungen sind in Abb. 17 bis 19 Laufrad dargestellt.

Nach dem Verlauf der Flusslinien im Laufrad (insbesondere im Bereich des äußeren Laufraddurchmessers) kann die Einteilung der Laufräder in verschiedene Laufradformen erfolgen.

Laufradformen

Radialrad siehe Abb. 1 und 2 Laufrad
Halbaxialrad siehe Abb. 3, 4, 6 Laufrad
Axialrad siehe Abb. 5 Laufrad
Peripheralrad siehe Abb. 15 Laufrad

Zur Aufnahme der Schaufeln besitzen alle Laufräder eine hintere und bei geschlossenen Laufrädern auch eine vordere Deckscheibe (siehe Radseitenreibung); bei einer anderen Betrachtungsweise eine innere und bei geschlossenem Laufrad auch eine äußere Deckscheibe. Fehlt bei einem Laufrad die vordere oder äußere Deckscheibe, so gilt das Laufrad als offen.

Um bestmögliche Pumpenwirkungsgrade und geringste NPSHR-Werte der Pumpe zu erzielen, muss eine bestimmte Schaufelzahl des Laufrades verwirklicht werden. Mit der Reduktion der Schaufelzahl vergrößern sich die freien Durchtrittsquerschnitte des Laufrades. Dadurch ist eine Förderung von mehr oder weniger stark verunreinigten Flüssigkeiten wie bei Abwasser- und Dickstoffpumpen sowie Feststofftransporten möglich. In der Praxis werden zwecks Förderung von verschlammten oder mit Feststoffbeimengungen versetzten Flüssigkeiten die Schaufelzahlen bei radialen und halbaxialen Laufrädern auf ein, zwei oder drei Schaufeln reduziert. Diese sowohl offen als auch geschlossen ausgeführten Laufräder werden als Kanal- oder Einschaufelräder bezeichnet.
siehe Abb. 7 bis 13 Laufrad

Das geschlossene Einschaufelrad kommt bei der Förderung von Flüssigkeiten mit gröbsten Beimengungen zum Einsatz. Kennzeichnend für einen verstopfungsfreien Durchgang ist der Kugeldurchgang. Nachteilig ist die sogennante hydraulische Unwucht auf Grund des unsymmetrieschen Druckfeldes.
siehe Abb. 7 Laufrad

Das offene Kanalrad oder Einschaufelrad wird bei ausgasenden Flüssigkeiten verwendet. Als offenes, diagonales Einschaufelrad (D-Laufrad) wird es bezeichnet, wenn die Flusslinien im Laufrad schräg nach außen verlaufen. Es ist besonders gut geeignet für ungereinigtes, feststoffbeladenes und ausgasendes Abwasser sowie für Medien mit höherer Viskosität. siehe Abb. 8 Laufrad

Die Schaufeln der axialen und halbaxialen Propeller (siehe Propellerpumpe) können feststehend, (bei demontierter Pumpe) einstellbar oder verstellbar (siehe Laufschaufelverstellung) sein. Bei den einstell- und verstellbaren Schaufeln sind die Kontur des Pumpengehäuses sowie der Nabe im Einstell- und Verstellbereich kugelig ausgeführt. Dadurch bleibt die Spaltweite außen und innen an der Nabe bei allen Schaufelstellungen konstant. siehe Abb. 4 Laufrad
Das Freistromrad sowie das Peripheralrad stellen Spezial-Laufräder dar.
siehe Abb. 14 und 15 Laufrad

Bei der Auslegung einer Pumpe für einen bestimmten Förderstrom (Q) mit zugeordneter Förderhöhe (H) ist die Laufradbauart entscheidend. Die Wahl des Laufrades in axialer, halbaxialer, radialer oder peripheraler Bauart wird dadurch eingeengt, dass die zu erwartende Drehzahl (n) und die Größe des zu erwartenden Laufraddurchmessers (D) keine extremen Werte annehmen sollen. So ist in Abhängigkeit von der spezifischen Drehzahl (n_s) die Erreichung optimaler Pumpenwirkungsgrade und Stufenwirkungsgrade an bestimmte Laufradbauarten geknüpft:

Radialräder n_s ≈ 12 bis 80 min^-1
Halbaxialräder n_s ≈ 80 bis 160 min^-1
Axialräder n_s ≈ 160 bis 400 min^-1 und mehr

Laufruhe

Unter der Laufruhe bei Kreiselpumpen wird im technischen Sprachgebrauch die Beurteilung der mechanischen Schwingungen der Kreiselpumpe verstanden, weniger die Beurteilung des Geräusches bei Pumpen und Anlagen.
DIN ISO 10816 zur "Bewertung der Schwingungen von Maschinen durch Messung an nicht rotierenden Teilen" gibt eine Beurteilung der Schwinggüte in Abhängigkeit von der Schwinggeschwindigkeit (Schwingschnelle) für drei in der Kreiselpumpentechnik verwendete Maschinengruppen an.

ISO 7919 gibt allgemeine Anleitungen für die Messung und Bewertung von Maschinenschwingungen, wenn die Messungen direkt an rotierenden Wellen ausgeführt werden. So können die Wellenschwingungen im Hinblick auf Änderungen im Schwingungsverhalten wie ungewöhnlich große dynamische Belastungen oder die Überwachung radialer Spiele ermittelt werden. Die Amplitudenwerte des Schwingweges entsprechen dabei den empfohlenen Grenzwerten in Abhängigkeit von der Drehzahl. Die Schwinggeschwindigkeit und die Amplitude der Schwingung werden sowohl an der laufenden Pumpenwelle als auch an verschiedenen, zwischen Auftraggeber und -nehmer zu vereinbarenden Stellen am Pumpengehäuse und -fundament mit elektrodynamischen Schwingbeschleunigungs-, Schwinggeschwindigkeits- und Schwingwegaufnehmern gemessen. Dabei muss sowohl in Richtung der Pumpenwelle als auch in mehreren festgelegten Richtungen senkrecht zur Pumpenwelle gemessen werden. Zur Bewertung sollten auch folgende Kriterien hinzugezogen werden: Laufruhe des Antriebs, Abstimmung des Pumpenfundaments, Schwingungsverhalten der angeschlossenen Rohrleitung sowie Geräusche aus der Umwelt und von Personen in der Umgebung.

Die Laufruhe von Kreiselpumpen ist zufriedenstellend, wenn die Kreiselpumpe bei einwandfreiem Wuchtzustand (siehe Unwucht) der drehenden Teile im Betriebsbereich rotationssymmetrischer Strömung betrieben wird. Dies ist meist im Bereich des besten Förderstromes (Q_opt) und bei störungsfreiem Zulauf (siehe Zulaufbedingungen) der Fall, wenn ein ausreichender NPSH-Wert der Anlage vorhanden ist. Reicht dieser nicht aus, so entsteht in den Laufrädern Kavitation, die oft nicht rotationssymmetrisch auftritt und daher zu mehr oder weniger großen Querkräften (siehe Radialschub) führen kann. Der Betrieb im stärkeren Teillastgebiet ist für Kreiselpumpen mit radialen Laufrädern eine durchaus mögliche Betriebsweise. Diese sollte bei größeren Aggregaten zumindest über längere Zeit vermieden werden. Bei den halbaxialen Kreisel- und speziell bei Axialpumpen ist nur ein in Richtung Teillast begrenzter Pumpenbetrieb möglich (z. B. Propellerpumpen mit Q_min/Q_opt ≈ 0,8). An der Abreißgrenze löst sich dann die Strömung unregelmäßig pulsierend von den Laufschaufeln ab, wodurch aufgrund des exzentrischen Angriffs der resultierenden Kraft die Pumpe unruhig läuft. Diese meist bei Propellerpumpen stark ausgeprägte Abreißgrenze lässt sich mit einer Laufschaufelverstellung zu kleineren Anstellwinkeln und zu kleineren Förderströmen verschieben. Damit geht jedoch auch der Wert Q_opt zurück, so dass wieder das Verhältnis Q_min/Q_opt von etwa 0,8 bleibt.

Abhilfemaßnahmen bei unruhigem Lauf

Beseitigung etwaiger Unwuchten
Verbesserung der Zulaufbedingungen
Vermeiden unnötiger Krümmer vor der Pumpe
Einbau gleichrichtender, wirbelhemmender und vergleichmäßigender Vorrichtungen in die Saugleitung
Vergrößerung des vorhandenen NPSH-Wertes der Anlage durch entsprechend verlustarme Strömungsausführung vor der Pumpe durch ausreichend große Durchmesser der Rohrleitung, verlustarme Armaturen, Krümmer und sonstige Einbauten
Verringern des erforderlichen NPSH-Wertes der Pumpe durch Verwenden eines Vorsatzläufers, Vergrößern des Saugmundes des Laufrades, spezielle Formgebung der Schaufeln, durch leichten Gleichdrall (siehe Drallströmung)
Vermeiden des Teillastbetriebes, z. B. durch Regelung wie Laufschaufelverstellung und Bypass, oder Verwendung zusätzlicher, kleinerer Pumpen (Halblastpumpen)

Laufschaufel

Die Laufschaufeln sind Schaufeln in einem Laufrad, die sich mit der Pumpenwelle drehen und die eingeleitete mechanische Leistung in Förderleistung umwandeln.

Laufschaufelverstellung

Sie ist eine auf Propellerpumpen mit axialen und halbaxialen Laufrädern beschränkte, pumpeninterne Einrichtung, die eine Veränderung der Steigung der Laufschaufeln während des Betriebes gestattet. Dadurch ändern sich bei konstanter Drehzahl der Förderstrom, die Förderhöhe und der Leistungsbedarf. Dies ermöglicht hinsichtlich geringer Verluste eine optimale Regelung. Nachteilig ist der erhebliche konstruktive Aufwand. Die im Kreiselpumpenbau vorherrschende Laufschaufelverstellung ist die durch eine axial verschiebbar gelagerte Verstellstange in einer hohlen Pumpenwelle, die z. B. bei großen Kühlwasserpumpen Verstellkräfte von bis 600 kN und in Sonderfällen noch mehr aufnimmt. Die Verstellstange wird dabei über einen mechanischen Gewindeantrieb oder Hydraulikkolben axial verschoben. siehe Abb. 1 Laufschaufelverstellung

Bei kleineren Propellerpumpen ist die Handverstellung mit Hilfe eines Übersetzungsgetriebes (siehe auch Verstellgetriebe) gängig. siehe Abb. 2 Laufschaufelverstellung

Bekannt ist auch eine Laufschaufelverstellung durch Verstellgetriebe, die zusammen mit dem Hydraulik- oder elektrischen Verstellmotor in der Laufradnabe eingebaut sind oder die eine Drehbewegung der Verstellstange in eine Drehbewegung der Schaufelzapfen umwandeln. Wesentliche Impulse zur Laufschaufelverstellung bei Kreiselpumpen haben ihren Ursprung im Schiffspropeller- und Wasserturbinenbau.

Außen- (siehe Strömungsprofil) und Innenprofil (Nabenprofil) der verstellbaren Schaufeln müssen zur Vermeidung wirkungsgradmindernder Spalte (siehe Spaltweite) auf konzentrischen Kugelflächen liegen. Diese Tatsache bestimmt die Form des Pumpengehäuses und der Laufradnabe im Strömungsraum des Laufrades. Die konstruktiv notwendige Kugelform ist hydraulisch nicht immer günstig. Diesen Nachteil haben auch die einstellbaren Schaufeln, die ohne Laufschaufelverstellung nur bei demontiertem Laufzeug in ihrer Steigung verändert werden können.

Laufzeug

Zum Laufzeug einer Kreiselpumpe gehören das Laufrad, die Pumpenwelle und alle damit zusammenhängenden mit rotierenden Teile.

Lautstärkepegel

Unter Lautstärkepegel ist entweder die Lautstärke als Maß für das Hörempfinden des Menschen oder der Schalldruckpegel als physikalisch messbare Amplitude des Schalls zu verstehen (siehe auch Geräusch bei Pumpen und Anlagen) und Geräuschmessung.

LCC

Die Bezeichnung LCC ist die engl. Abkürzung für "life cycle costs", zu deutsch Lebenszykluskosten.

LCD

Die Bezeichnung LCD ist die engl. Abkürzung für "liquid crystal display" und bezeichnet eine Flüssigkristallanzeige.

Diese elektronische Anzeige dient zur Darstellung oder Visualisierung von Daten und Informationen. Sie wird u. a. innerhalb von Kommunikationssystemen genutzt.

Lebenszykluskosten

Die Lebenszykluskosten (siehe auch LCC) sind die gesamten Kosten über die Lebensdauer einer Pumpenanlage. Sie dienen dem wirtschaftlichen Vergleich unterschiedlicher technischer Ausführungsformen. Die LCC-Gleichung wird nach EUROPUMP und Hydraulic Institute bestimmt. Die Lebenszykluskosten im Sinne des Betriebes einer Pumpe oder Pumpenanlage werden ermittelt, indem für verschiedene Alternativen die Jahreskosten des Betriebes sowie die Verzinsung und Abschreibung der Anlagenwerte wie der Maschinenanlage und Gebäude bestimmt werden.

Bei Kreiselpumpen haben die Energie- (C_e), Betriebs- (C_o) und Instandhaltungskosten (C_m) meist den größten Anteil an den Lebenszykluskosten. siehe Abb. 1 Lebenszykluskosten

Die Energiekosten werden folgendermaßen berechnet:

Die Berechnung gilt nur für einen einzigen Betriebspunkt. Da Pumpen i. d. R. in einem weiten Bereich des Förderstromes betrieben werden, muss auch die Berechnung zeitanteilig für diese unterschiedlichen Förderströme durchgeführt werden. Die Einzelergebnisse werden dann unter Berücksichtigung des Lastprofils addiert.

Die Kosten für Betrieb und Instandhaltung sind von Fall zu Fall zu bestimmen und ergeben sich aus dem Automationsgrad, der Betriebszeit sowie dem Wartungsaufwand der Anlage.

LLC- Berechnung wichtige finanzielle Faktoren

Energiepreisanstieg (Inflation)
Zins- und Diskontsatz
Lebensdauer der Anlage (Berechnungszeitraum)

Berechnung der gegenwärtigen Kosten eines einzelnen Kostenelements:

Erfahrungsgemäß lassen sich folgende Gesichtspunkte für die Bemessung einer wirtschaftlichen Pumpenanlage oder Rohrleitung ableiten: siehe Abb. 2 Lebenszykluskosten

Hohe Strömungsgeschwindigkeiten in engen Rohrleitungen verringern die Anlagenkosten, vergrößern aber den Energieaufwand und Verschleiß.
Bei langen Betriebszeiten dominieren die Energiekosten, sodass sich ein Mehraufwand für energiesparende Maßnahmen wie eine Drehzahlverstellung (siehe Regelung) in kurzer Zeit amortisiert.
Bei kurzen Betriebszeiten sollten die Investitionen niedrig, die Strömungsgeschwindigkeiten eher hoch geplant werden.
Eine geringere Zahl größerer Pumpen ergibt oft bessere Wirkungsgrade und so niedrigere Energiekosten. Zusammen mit redundanten Pumpen steigen aber die Kosten für die Anlagen.

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Leckverlust

Als Leckverlust wird der aus den Wellendichtungen entweichende Volumenstrom (Q_L)bezeichnet.

LED

Die Bezeichnung LED ist die engl. Abkürzung für "light emitting diode". Die LED ist eine Halbleiterdiode und wird auch als Leuchtdiode bezeichnet. Sie erzeugt das Licht eines klar definierten Spektrums und wird innerhalb von Kommunikationssystemen genutzt.

Leistung

Leistung ist die in einer Zeitspanne erbrachte Arbeit. In der Kreiselpumpentechnik werden häufig die Begriffe Leistungsbedarf, mechanische Leistung, elektrische Leistung und Wärmeleistung verwendet.

Leistungsbedarf

Der Leistungsbedarf einer Kreiselpumpe ist die an der Pumpenwelle oder -kupplung vom Antrieb her aufgenommene mechanische Leistung. Die SI-Einheit des Leistungsbedarfs ist Watt (W). Der Leistungsbedarf

Bei merklicher Kompressibilität der Förderflüssigkeit ist der Förderstrom (Q) im Eintrittsquerschnitt der Kreiselpumpe zugrunde zu legen. Neben dem allgemeinen Begriff "Leistungsbedarf" werden in der Kreiselpumpentechnik noch Sonderbegriffe zum Leistungsbedarf verwendet.

Sonderbegriffe zum Leistungsbedarf

Best-Leistungsbedarf (P_opt): Leistungsbedarf im Betriebspunkt besten Wirkungsgrades
Grenz-Leistungsbedarf (P_G): größter Leistungsbedarf im lt. Liefervertrag vereinbarten Betriebsbereich
Null-Leistungsbedarf (P₀): Leistungsbedarf bei Q = 0 m³/s (siehe Kennlinie)

Leistungsfaktor

Der Leistungsfaktor bzw. cosφ beschreibt in der Elektrotechnik in Wechselstromkreisen das Verhältnis von Wirkleistung P_w zu Scheinleistung P_s

Die Scheinleistung entsteht durch die Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom. Induktive und kapazitive Widerstände in Wechselstromkreisen bewirken eine zeitliche Verschiebung des Stromverlaufes gegenüber der Spannung. Diese Verschiebung beschreibt der Winkel φ. Die Phasenverschiebung zwischen der Spannung und dem Strom beträgt bei Kapazitäten +90° und bei Induktivitäten -90º. Bei den ohmschen Widerständen gibt es keine Phasenverschiebung. Die gemischten Widerstände heißen Impedanzen. Deren Phasenverschiebungswinkel liegen zwischen 0° und +90° und 0° und -90°.

Bei rein sinusförmigen Strömen und Spannungen ist der Leistungsfaktor gleich dem Cosinus des Phasenverschiebungswinkels (φ). Er dient zur Errechnung des Wirkstromes (I_w) und der Wirkleistung (P_w):

Einen Leistungsfaktor von mindestens 0,9 schreiben Energieversorgungsunternehmen häufig ihren Kunden vor. Bei Unterschreiten erfolgt eine gesonderte Rechnungsstellung über die bezogene Blindarbeit. Zur Erhöhung des Leistungsfaktors dienen Anlagen zur Kompensation der Blindleistung:

Leistungsmessung

Die elektrische Leistungsmessung ist ein Messverfahren, um die Leistung in einem Stromkreis in der Einheit Watt zu messen. Für die elektrische Leistungsmessung in der Kreiselpumpentechnik eignen sich dazu elektrische und mechanisch-elektronische Methoden.

Messung der elektrischen Leistung bei:

Gleichstrom: Messung von Spannung (U) und Strom (I) mit Volt- und Amperemeter
Einphasen-Wechselstrom: Messung der Wirkleistung (P_W) mit Wattmeter
Drehstrom: Messung von zwei Teilleistungen P_w1 und P_w2 mit zwei Wattmetern (Zwei-Wattmeter-Methode), die gesamte elektrische Leistung ist mit P_w = P_w1 + P_w2 zu bestimmen.
siehe Abb. 1 Leistungsmessung

Diese Messanordnung ist häufig in einem einzigen (elektronischen) Messgerät zusammengefasst (leichte Ablesbarkeit). Diese Zwei-Wattmeter-Methode ist stets anwendbar (auch bei unzugänglichem Nullleiter, verschiedener Phasenbelastung, schwankender Leistung). Bei zugänglichem Nullleiter (Motor mit Sternschaltung) und gleichmäßiger Phasenbelastung genügt die Messung einer Teilleistung (P_w1) zur Bestimmung der gesamten elektrischen Leistung mittels P_w = 3 ∙ P_w1
siehe Abb. 2 Leistungsmessung

Zur Bestimmung der Leistungsabgabe muss der Wirkungsgrad des Motors η_M (und eventuell auch des Getriebes) bekannt sein. Um die Unsicherheit des Motor- (und Getriebe-) Wirkungsgrades, speziell bei frequenzgeregeltem Antrieb, auszuschließen, wird besonders im Prüffeldbetrieb in den Antriebsstrang vor die Pumpe eine Drehmoment- und Drehzahlmesseinrichtung installiert.

Messung des Leistungsbedarfs der Pumpe im Prüffeldbetrieb durch:

Drehmoment-Messnabe, siehe Abb. 3 Leistungsmessung

Drehmoment-Messscheibe siehe Abb. 4 Leistungsmessung

Der Einbau der gewählten Messgeräte erfolgt jeweils zwischen Motor und Pumpe oder zwischen Getriebe und Pumpe als Teil der Kupplung oder eigenständiges Instrument. Meist ist die gleichzeitige Messung der Drehzahl integriert.

Für die Signalübertragung sind unterschiedliche, vorwiegend elektronische Systeme bekannt. Die Schwierigkeiten bestehen meist in der Übertragung des Messsignals vom rotierenden zum feststehenden System, so wie in umgekehrter Richtung in der Stromversorgung der Messelemente. Die hierzu zunächst verwendeten Schleifringe sind sehr störanfällig und werden in genau messenden Anlagen durch berührungslose Übertragungssysteme ersetzt. Die Übertragung und Darstellung des Messsignals erfolgt je nach System dann per Amplituden- oder Frequenzmodulation.

Leistungszahl

Die Leistungszahl (λ) ist eine Kennzahl zur Charakterisierung des Leistungsbedarfs einer Pumpe. Im Zusammenhang mit der Förderleistung (P_Q) und dem Leistungsbedarf (P) ergibt sich:

Leiterdurchführung

Die Leiterdurchführung wurde früher als Kabelstopfbuchse bezeichnet und dient der Stromzuführung durch die Gehäusewand des Motors zu dessen Wicklung. Bei den in Flüssigkeiten liegenden Wicklungen besteht die druckfeste Leiterdurchführung, wie sie bei Nassläufermotoren z. B. in stopfbuchslosen Pumpen eingesetzt wird, aus einem Kupfer-Anschlussbolzen. Dieser ist gegen die Gehäusewand durch Feststoff-Isolierhülsen isoliert, durch einen O-Ring abgedichtet und mit einer Gewindebuchse druckdicht verschraubt. siehe Abb. 1 Leiterdurchführung

Leitrad

Das Leitrad einer Kreiselpumpe ist eine mit dem Pumpengehäuse fest verbundene Leitvorrichtung in Form eines axialen, halbaxialen, radialen oder zwiebelförmigen Schaufelkranzes.

Wenn ein Leitrad in einer Kreiselpumpe (Leitrad-Pumpe) vorhanden ist, so wird es überwiegend hinter dem Laufrad als Nachleitrad eingesetzt. Bei einer Vordrallregelung existieren sowohl ein Vor- als auch ein Nachleitrad mit unterschiedlicher Aufgabenstellung.

Die Aufgabe des Nachleitrades ist die möglichst verlustarme Umlenkung der aus dem Laufrad austretenden Drallströmung in eine möglichst drallfreie Strömung. Dabei wird die Größe der Absolutgeschwindigkeit (c) verringert und der statische Druck dagegen erhöht.

Das Saugverhalten spielt nur bei der ersten Stufe eine Rolle. Die Zahl der Leitschaufeln eines Leitrades sollte zur Vermeidung von Interferenzschwingungen nicht mit der Laufschaufelzahl übereinstimmen. Darüber hinaus sollten auch beide Zahlen keinen gemeinsamen Teiler haben.

Hinter radialen Laufrädern findet sich gelegentlich statt eines radialen Leitrades ein unbeschaufelter Radialdiffusor, der zwar als Leitring bezeichnet wird, aber keine Strömungsleitung im Sinne des Leitrades vollzieht.

Die Verzögerung der Absolutgeschwindigkeit führt auch hier zur Zunahme des statischen Druckes, während die Verstopfungsgefahr bei verunreinigten Fördermedien entfällt. Die Verstellung der Leitschaufeln ist bis auf die Regelung mittels Vordrallverstellung recht selten.

Leitschaufel

Die Leitschaufeln sind Schaufeln, die sich stationär im Pumpengehäuse oder Leitrad befinden. Sie wandeln Geschwindigkeits- in Druckenergie um und leiten das Fördermedium zu den Laufschaufeln der folgenden Stufe.

Leitungseinführung

Als Leitungseinführung wird die Einführung der Anschlussleitung in den Klemmenkasten oder das Gehäuse des Elektromotors bezeichnet. Sie verhindert das Eindringen von Feuchtigkeit in den Anschlussraum.
siehe Abb. 1 und 2 Leitungseinführung

Leitungsschutzschalter

Der Leitungsschutzschalter wird auch als LS-Schalter oder Sicherungsautomat bezeichnet und schützt als Überstromschutzeinrichtung die elektrischen Leitungen vor Schäden (wie Erwärmung) durch zu hohen Strom. Sie sind wiederverwendbar, stellen sich aber nicht selbstständig zurück.

Leitvorrichtung

Als Leitvorrichtung werden diejenigen hydraulisch wirksamen Bauteile von Kreiselpumpen bezeichnet, die die Drallströmung vor oder hinter dem Laufrad verändern. Vor den Laufrädern werden diese Leitvorrichtungen praktisch nur in Form von Vordrallreglern (siehe Regelung) zu einer regelbaren Drallvergrößerung verwendet. Leitvorrichtungen hinter den Laufrädern wirken wie Diffusoren und wandeln die kinetische Energie des Dralles in Druck um. Je nach Pumpenbauart können Leitvorrichtungen radial, halbaxial oder axial durchströmte Leiträder, aber auch Spiral- oder Ringgehäuse sein.

Lenzpumpe

Die Bezeichnung Lenzen ist vom niederdeutschen "lens" abgeleitet. Es bedeutet "leeren" und meint das Abpumpen von Wasser aus einem Behälter. Anwendung findet die Pumpe im Tief- und Schiffbau. Sie ist auf den Abtransport von großen Volumina optimiert. Als Hauptlenzpumpen werden heute meist Rohrgehäusepumpen (z. B. Schraubenradpumpe) mit Förderströmen von 3.000 bis 30.000 m³/h sowie in den Bau- und Reparaturdocks für Riesentanker vielfach große Spiralgehäusepumpen mit Betongehäuse und Förderströmen von 30.000 bis 50.000 m³/h verwendet.

Lieferzahl

Die Lieferzahl ist eine Kennzahl und wird auch als Volumen- oder Durchflusszahl ϕ bezeichnet.

Linkslaufrad

Das Linkslaufrad ist ein Laufrad, das sich in Einströmrichtung gesehen entgegen dem Uhrzeigersinn dreht (siehe auch Drehzahl). Nach der Norm DIN EN ISO 17769-1 werden die Begriffe Linkslauf oder Rechtslauf nicht verwendet.

Die Bezeichnungen sind Gegenuhrzeigersinn, und Uhrzeigersinn jeweils vom Antrieb aus gesehen.

LIVE-ZERO-Signal

Das Live-Zero-Signal ist ein Einheitssignal und wird als Strom- oder Spannungssignal zur analogen Übertragung einer Prozessgröße, z. B. an die SPS, verwendet.

Stromsignale nach DIN IEC 60381-1

0 mA ... 20 mA
4 mA ... 20 mA ("lebender Nullpunkt", engl. "live-zero")

Spannungssignale nach DIN IEC 60381-2

0 V ... 10 V
2 V ... 10 V ("lebender Nullpunkt")

Die Live-Zero-Signale werden heute in fast allen industriellen Anwendungen eingesetzt. Dabei wird dem Messbereichsanfang ein von Null verschiedenes elektrisches Signal zugeordnet, wodurch eine Drahtbruchüberwachung realisiert werden kann. Das in diesem Fall von Null abweichende Anfangssignal von 4 mA bzw. 2 V wird als "Lebender Nullpunkt" bezeichnet. Die Signale von 0 mA und 0 V weisen dann immer auf eine Störung hin.

Da das Stromsignal unempfindlicher gegenüber elektromagnetischen Störungen ist, wie sie beim Einschalten von benachbarten Verbrauchern vorkommen, und Spannungsverluste durch den Leitungswiderstand zu erwarten sind, werden Strom- gegenüber Spannungssignalen bevorzugt.

LNG

Die Bezeichnung LNG ist die engl. Abkürzung für "liquefied natural gas" und bedeutet verflüssigtes Erdgas aus Naturvorkommen. Dieses wird auf -161 °C abgekühlt (Siedepunkt bei Atmosphärendruck) und hat dann im flüssigen Zustand nur noch ein Volumen von 1/600stel des Erdgasvolumens in Gasform. Es besteht überwiegend aus Methan und ist fast immer mit CO₂ und N₂ vermischt (siehe auch Flüssiggaspumpe).

Lochblende

Um bei Verzweigungen von Rohrleitungen eine bestimmte Verteilung des Volumenstroms zu erzielen, können Lochblenden zur Drosselung in die einzelnen Leitungszweige eingebaut werden.

Der erforderliche Lochdurchmesser (d_Bl) hängt vom gewünschten Mengenstrom (Q), der Differenz der statischen Drücke vor und nach der Lochblende (siehe Normblende) sowie von einem durch das Öffnungsverhältnis ((d_Bl/D)²) der Lochblende und Ausführung der Blendenbohrung bedingten dimensionslosen Drosselbeiwert (f) ab. Dieser gilt für "scharfkantige Blendenöffnungen".
siehe Abb. 1 Lochblende

Da bei der Bestimmung des inneren Durchmessers der Lochblende das Öffnungsverhältnis zunächst noch unbekannt ist, wird der Drosselbeiwert vorerst geschätzt und dann durch Iteration der Rechnung korrigiert.

Wird eine sehr genaue Verteilung des Volumenstromes verlangt, so sollte die Blendenbohrung etwas größer sein und die Feineinstellung mit einem Regulierventil vorgenommen werden.

LON-BUS

Die Bezeichnung LON ist die engl. Abkürzung für "local operating network" und steht mit dem Zusatz "Bus" für ein offenes Bussystem, das in Anlagen das Zusammenspiel von Komponenten unterschiedlicher Hersteller ermöglicht. Es wird in einem Kommunikationssystem eingesetzt.

Loop

Als Loop wird ein geschlossener Kreislauf bezeichnet (siehe auch Ringleitungsversuch).

Losbrechmoment

Als Losbrechmoment wird das maximal notwendige Drehmoment beschrieben, um eine bestehende Haftverbindung zwischen Stator- und Rotorteilen zu trennen. Dabei gehen die wirkenden Haft- in Gleitkräfte über.

LPG

Die Bezeichnung LPG ist die engl. Abkürzung für "liquefied petroleum gas" und bedeutet verflüssigtes Erdölgas (engl. "petroleum gas") oder allgemein Flüssiggas. Es ist durch geringen Druck zu verflüssigen und fällt in Raffinerien als Nebenprodukt bei Destillationen an. Bei Druckentspannung geht es wieder in den gasförmigen Zustand über.

Die Siedetemperaturen liegen bei Atmosphärendruck zwischen -0,5 °C (n-Butan) und -61 °C (n-Butylen).

Im Sprachgebrauch der Mineralölindustrie werden unter LPG die (unter Normalbedingungen) gasförmigen Kohlenwasserstoffe Propan und Butan sowie die zugehörigen Gas-Olefine wie Propylen und Butylen und ihre Mischungen untereinander bezeichnet.

Propan und Butan haben eine ständig zunehmende Bedeutung als Brennstoffe in Haushalt, Gewerbe und Industrie erlangt, während die entsprechenden Gas-Olefine bevorzugt als Einsatzstoffe in der Petrochemie verwendet werden.

Der Transport (siehe Flüssiggaspumpe) erfolgt bei kleineren Mengen in Druckflaschen, größere Mengen werden in Druckkesselwagen befördert.

Luftdruck

Der Luftdruck ist, auf einen beliebigen Ort bezogen, der an diesem Ort herrschende höhenabhängige statische Druck der Luft. Die gesetzliche Einheit des Luftdrucks ist bar, in der Meteorologie üblich ist mbar, wobei 1 mbar = 1 hPa (Hektopascal) entspricht.

Der barometrische Luftdruck (p_b) an dem Ort der Aufstellung einer Kreiselpumpe ist großen meteorologisch bedingten Schwankungen unterworfen. Bei genaueren Untersuchungen zu dem Saugverhalten einer Kreiselpumpe ist daher der barometrische Luftdruck stündlich zu messen.

Bei der Vorausberechnung des Saugverhaltens einer hydraulischen Strömungsmaschine wird der Atmosphärendruck in Abhängigkeit von der Höhenlage des Aufstellungsortes zugrunde gelegt. Der Norm-Atmosphärendruck ist in Abhängigkeit der Höhe in Tabellen der Norm DIN ISO 2533 berechnet worden.

Lufteinperlverfahren

Das Lufteinperlverfahren steht für ein Messprinzip, bei dem durch Erfassung des Drucks im Einperlrohr eine Füllstandmessung durchgeführt wird. Dieses Verfahren ist für chemisch aggressive Flüssigkeiten geeignet.

Luftpumpe

Die Luftpumpe ist eine Kolbenpumpe und dient zum Befüllen eines geschlossenen Behälters mit Luft, wodurch der Behälterinnendruck steigt.

Wird eine Luftpumpe maschinell betrieben, so wird diese als Kompressor oder Verdichter bezeichnet (siehe auch selbstansaugende Pumpe).

Luftsackbildung

Als Luftsackbildung wird das Sammeln von Luftblasen an dafür in Betracht kommenden Stellen in Rohrleitungssystemen oder in der Kreiselpumpe selbst bezeichnet. Sie kann den Pumpenbetrieb empfindlich stören. Grund dafür sind die in der geförderten Flüssigkeit mitgeführten Gase (meist Luft) in gelöstem und ungelöstem (Blasen-) Zustand (siehe Gasgehalt im Fördermedium).

Um die Luftsackbildung zu vermeiden, müssen die Saugleitungen zur Pumpe hin stetig ansteigend verlegt werden. Jede Pumpe sollte möglichst eine eigene Saugleitung erhalten, damit bei Einzelbetrieb keine Luft über eine stillgesetzte Pumpe in die Saugleitung gelangen kann. Absperrschieber (siehe Armatur) sollen in Saugleitungen mit waagerecht liegender Spindel angeordnet werden. In den horizontalen Saugleitungen sind exzentrische Übergangs- und Abzweigstücke zu verwenden. siehe Abb. 5 und 6 Formstück

Die Stopfbuchsen der Schieberspindeln erhalten notwendigerweise einen Druckwasseranschluss und in längeren Druckleitungen mit auf- sowie absteigenden Teilstrecken sind an den Hochpunkten selbsttätige Entlüftungsventile anzubringen.

Längsteilung

Als Längsteilung bei einer Kreiselpumpe wird die Trennfuge in der Wellenebene des Pumpengehäuses bezeichnet. siehe Abb. 1 Ladeölpumpe

Das Gegenteil dazu ist die Querteilung.

Läufer

Der Läufer wird bei einem Elektromotor je nach Ausführung des Stators auch als Rotor oder Anker bezeichnet. Bei Kreiselpumpen bildet der Pumpenläufer die Gesamtheit der rotierenden Pumpenbauteile.