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Sammelbrunnen

Bei Einzelbrunnen geringer Ergiebigkeit (unwirtschaftliche Förderung) wird das Wasser mehrerer Bohrungen durch Heberleitungen in einen Sammelbrunnen geleitet. Durch eine oder mehrere Kreiselpumpen wird dann der Wasserspiegel im Sammelbrunnen gegenüber den Einzelbrunnen abgesenkt, sodass nach Evakuierung der Heberleitung (Entlüftung) das Wasser dem Sammelbrunnen zufließt.

Sanftanlaufdrossel

Die Sanftanlaufdrossel ist ein preiswertes, robustes und einfach aufgebautes Vorschaltgerät für Kurzschlussläufermotoren kleinerer Leistung, um den Anlaufstrom und -moment sowie den Sanftheitsgrad zu steuern (siehe auch Anlassverfahren).

Saugkorb

Der Saugkorb ist eine Armatur, die am Eintritt einer Saugleitung angeordnet ist und den Eintritt von Verschmutzungen verhindern soll. Nach Beenden des Pumpvorgangs verhindert ein Saugkorb mit integriertem Fußventil das Leerlaufen der Saugleitung.

Saugverhalten

Das Saugverhalten einer Kreiselpumpe beschreibt die Reaktion der Pumpe auf veränderte NPSHA-Werte der Anlage im Betriebspunkt und wird durch Kavitation in der saugseitigen Pumpenanlage sowie in der Pumpe selbst bestimmt. Im Sinne des Saugverhaltens kann eine Kreiselpumpe mit den im Liefervertrag vereinbarten Drehzahl (nL), Förderstrom (QL) bzw. Werten von Förderhöhe (HL) und dem angegebenen Fördermedium dauerhaft betrieben werden, wenn der NPSHA-Wert der Anlage größer oder gleich dem NPSHR-Wert der Pumpe ist, d.h.:

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Mit abnehmendem NPSHA-Wert der Anlage geht für den Betriebspunkt, der durch den (konstant einzuregelnden) Förderstrom und die (konstant einzuregelnde) Pumpendrehzahl gekennzeichnet ist, kavitationsbedingt die Förderhöhe mehr oder weniger stark zurück. 

Zur Beurteilung des Saugverhaltens sind auch Auftragungen des Förderstromes oder des Pumpenwirkungsgrades (η) über dem NPSHA-Wert der Anlage üblich.

Saugzahl

Die von PFLEIDERER eingeführte, jedoch heute nicht mehr gebräuchliche Saugzahl (S) ist eine Kennzahl zur Abschätzung der Haltedruckhöhe des Laufrades einer Kreiselpumpe

S ist definiert als:

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Die Saugzahl liegt für axiale Laufräder etwa bei 2,5 und für radiale bei 3,0. Bei Sonderkonstruktionen sind erheblich höhere Saugzahlen möglich. Entsprechend der internationalen Normung wird heute zur Kennzeichnung des Saugverhaltens von Kreiselpumpen die Spezifische Saugzahl nss verwendet.

Schaden

Als Schaden wird die Veränderung eines Bauteils bezeichnet, durch die seine vorgesehene Funktion beeinträchtigt oder unmöglich gemacht wird (siehe VDI-Richtlinie 3822). 

Zur Ermittlung von Schäden werden Schadensanalysen durchgeführt. Sie umfassen systematische Untersuchungen und Prüfungen zur Ermittlung von Ablauf und Ursachen des Schadens. Neben herstellungsbedingten Auslösern, wie Gussfehlern oder Lunkern in Gussstücken, treten bei Kreiselpumpen vor allem anwendungsbedingte Ursachen auf. 

Ursachen für Schäden 

  • Mechanische Beanspruchung: Brüche aller Art. Es wird zwischen zähen oder spröden (Zug-, Druck-, Biege- oder Torsions-) Gewaltbrüchen, die ggf. noch durch einen Schwingbruch eingeleitet werden können, unterschieden. Die zugehörigen Schadensmerkmale, -ursachen und -abläufe sind in der VDI-Richtlinie 3822, Blatt 2 beschrieben. siehe Abb. 1 Schaden
  • Aggressive Flüssigkeiten: Sie verursachen häufig als Folge auch Schäden durch Korrosion. Wenn Bauteile korrosiv und mechanisch belastet werden, können Spannungs- oder Schwingungsrisskorrosion einen Schaden auslösen. Die Merkmale, Ursachen und Abläufe sind in der VDI-Richtlinie 3822, Blatt 3 beschrieben. 
  • Verschleiß: Er tritt zwischen relativ zueinander bewegten Bauteilen oder dem Fördermedium und einem Bauteil auf.

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Schallgeschwindigkeit

Die Schallgeschwindigkeit (a), physikalisch korrekt auch als Druckwellenausbreitungsgeschwindigkeit bezeichnet, ist die Geschwindigkeit, mit der sich eine schwache isentrope (gleiche Entropie) Druckstörung in einem Fluid oder Festkörper mit nachfolgender Beziehung ausbreitet:

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Die Schallgeschwindigkeit spielt in der Kreiselpumpentechnik besonders bei Druckstößen in Leitungssystemen, aber auch bei der Förderung eines Gemisches von Flüssigkeit und Dampf (bei Kavitation) eine wichtige Rolle. Im letztgenannten Fall kann eine sehr niedrige Schallgeschwindigkeit in der Größenordnung der Absolutgeschwindigkeit (v) auftreten (Schallgrenze v/a = 1, Verdichtungsstoß mit schlagartigem Verschwinden der Dampfblasen). 

Die niedrigen Schallgeschwindigkeiten im Flüssigkeits-Dampf-Gemisch sind damit zu erklären, dass sich im Verhältnis zur Druckänderung (dp) erhebliche Dichteänderungen (dρ) des Gemisches aufgrund von Verdampfung oder Kondensation ergeben. Dies ist besonders im Bereich mit kleinem Druck und geringem Dampfgehalt der Fall. 

Diese unerwartet niedrigen Schallgeschwindigkeiten treten auch in Gemischen von Flüssigkeit und Gas wie innerhalb der Schmutzwasser- oder Dickstoffpumpe auf. 

In flüssigkeitsgefüllten Rohrleitungen wird die Schallgeschwindigkeit auch durch den Werkstoff der Rohre sowie das Verhältnis von Rohrdurchmesser zur Wanddicke beeinflusst. So beträgt bspw. die Schallgeschwindigkeit bei Wasser in Leitungen aus Stahl, Gusseisen oder Beton etwa 1000 m/s.

Schaltgerät

Als Schaltgeräte werden nach der IEC 60947 in der Elektronik alle elektrischen Komponenten und Geräte bezeichnet, die zum Ein- und Ausschalten sowie dem Schutz von elektrischen Verbrauchern dienen, wie Schalter, Schütze, Fl-Schutzschalter, Motorschutzschalter. 

Die Pumpenschaltgeräte sind pumpenspezifische elektrische Schaltgeräte, die alle erforderlichen elektrischen sowie elektronischen Komponenten zum bestimmungsgemäßen Betrieb der angeschlossenen Pumpen enthalten. Typisch sind dabei die Ausführungen, die abhängig vom Flüssigkeitspegel eine oder mehrere Pumpen ein- und ausschalten. Sie werden vorwiegend für Einzelpumpen- und für Zwei-Pumpen-Anwendungen eingesetzt.
siehe Abb. 1 und 2 Schaltgerät

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Anwendungsspezifische Schalt- und Steuerfunktionen 

  • gleichmäßige Auslastung der Pumpe 
  • automatischer Pumpenwechsel nach einer fest-gelegten Betriebsstundenzahl oder jedem Start 
  • bedarfsabhängige Zu- und Abschaltung 
  • Pumpenwechsel bei Störung einer Pumpe 
  • Funktionslauf über gepufferte Echtzeituhr (in Abhängigkeit von der Füllstandshöhe) 
  • zeitlicher Versatz bei Zu- und Abschaltung beider Pumpen zur Vermeidung von Druckstößen und Minimierung der Anlaufströme 
  • frei wählbarer automatischer Wiederanlauf nach einem aufgetretenen Fehler 
  • einstellbare Nachlaufzeit 
  • variable Abschaltzeiten zur Vermeidung von Ablagerungen am Behälter 

Zusätzliche Überwachungsfunktionen zum sicheren Betrieb der Pumpen 

  • Hochwasseralarm 
  • Betriebsbereitschaft 
  • netzunabhängiger Alarm 
  • programmierbare Sammelstör-/-betriebsmeldung 
  • Phasenüberwachung 
  • Überwachung und Anzeige der Spannung 
  • Überlasterkennung je Pumpe 
  • thermische Überwachung der Pumpenmotoren 
  • Sensorfehler/Live Zero 
  • Störung/Warnung je Pumpe 
  • Unterlasterkennung (z. B. bei Trockenlauf oder Wassermangel) 
  • Archivierung der letzten 30 Fehlerdaten 
  • einstellbare Service-Intervallüberwachung


Bedarfsgerechter Betrieb mit einer Pumpensteuerung von KSB

Schaltzahl

Die Schaltzahl (Z) bestimmt die mögliche stündliche Schalthäufigkeit eines Pumpenaggregates. Sie beeinflusst die Druckbehältergröße und wird mit Rücksicht auf die Motorerwärmung sowie Kontaktabnutzung vom Elektromotorlieferant festgelegt (siehe auch Druckbehälter).

Schaufel

Die Schaufeln einer Kreiselpumpe sind fest oder einstellbar mit dem Laufrad oder Leitrad verbunden und das wichtigste Bauelement zur Übertragung mechanischer Leistung (siehe Leistungsbedarf) in Förderleistung (siehe auch innerer und hydraulischer Wirkungsgrad) bzw. zur Umsetzung von Geschwindigkeits- und Druckenergie.

Die Schaufel wird in Strömungsrichtung durch die Eintrittskante (Saugkante) und Austrittskante (Druckkante), quer zur Strömungsrichtung innen durch die Nabe (bei axialen und halbaxialen Lauf- und Leiträdern) oder durch die innere (druckseitig hintere) Deckscheibe (bei radialen und halbaxialen Laufrädern) und außen durch das Pumpengehäuse oder die äußere (saugseitig vordere) Deckscheibe (bei geschlossenen Laufrädern) begrenzt.

Eine Schaufel gilt als einstellbar (justierbar), wenn sie eingesetzt in einer gewünschten Stellung im demontierten Zustand der Pumpe bleibend festgestellt werden kann. 

Handelt es sich um im Betrieb verdrehbare Schaufeln, so werden diese als verstellbare Schaufeln bezeichnet (siehe Laufschaufelverstellung). Die äußere Form der Schaufel wird meist als Zirkularprojektion im Meridianschnitt (Längsschnitt entlang der Pumpendrehachse) angegeben. 

In der Kreiselpumpentechnik gibt es zahlreiche Arten von möglichen Laufschaufelformen. Bei diesen sind auch die klassischen Formen axialer, halbaxialer und radialer Schaufeln, allerdings ohne Auszeichnung einer Durchströmrichtung von innen nach außen oder von außen nach innen, vertreten. So sind bspw. bei den halbaxialen Rohrgehäusepumpen (z. B. Schraubenradpumpe) zwiebelförmige Leiträder weit verbreitet, deren halbaxiale Leitschaufeln im Eintritt vorwiegend von innen nach außen und im Austritt vorwiegend von außen nach innen durchströmt werden. 

Da keine Normalkomponenten der Relativgeschwindigkeit bei Laufrädern oder der Absolutgeschwindigkeit bei Leiträdern senkrecht zur Schaufel auftreten können, stellen die Schaufel-oberflächen Stromflächen dar, die sich aus unendlich nah benachbarten Stromlinien zusammensetzen. 

Hinsichtlich der hydrodynamischen Strömungsumlenkung (siehe Strömungsmaschine) kann die wirkliche Form einer Schaufel daher nur längs einer Stromlinie bestimmt werden. Dies ist meist aber schwierig, da die Angabe des genauen Stromlinienverlaufes im Lauf- sowie Leitrad nur unter erheblichem Aufwand und mit einigen Prämissen möglich ist (siehe unter CFD). 

Die Geschwindigkeitsdreiecke auf einer Stromlinie am Schaufelein- und -austritt legen die Form der Schaufeln unter Berücksichtigung der Schaufeldicke und eventueller Gitterrückwirkungen schon wesentlich fest. Der Verlauf der Schaufelmittellinie (bei halber Schaufeldicke) zwischen dem Schaufelein- und -austritt wird als Skelettlinie bezeichnet (siehe Strömungsprofil). Sie wird sehr oft durch einen Kreisbogen (z. B. bei der Kreisbogenschaufel), aber auch durch Parabelbogen, S-Schlag und andere analytische Kurven hergestellt. 

Im Allgemeinen wird der Schaufeleintritt als stoßfreier Eintritt in eine drallfreie Zuströmung (siehe Drallströmung) ausgeführt. Eine bekannte Ausnahme stellt hier der Vorsatzläufer dar. 

Der Schaufelwinkel (Laufrad) am Austritt (β2) ist abhängig u. a. von der zu verwirklichenden Förderhöhe (siehe Strömungsprofil) mehr oder weniger steil. Bei Schaufeln radialer Laufräder ist er im Regelfall kleiner als 90° (etwa 17° bis 40°). Die Schaufel wird in diesem Fall als "rückwärts gekrümmt" bezeichnet. Ein Schaufelwinkel von 90° kennzeichnet die "radial endende" Schaufel und größer als 90° die "vorwärts gekrümmte" Schaufel (mit extrem hohen Druckzahlen). 

Die Schaufeldicke (Schaufelstärke) richtet sich hauptsächlich nach der Fliehkraftbeanspruchung und den Herstellverfahren. Bei profilierten Propellerschaufeln spielt auch die Dickenverteilung längs der Skelettlinie nach hydrodynamischen Gesichtspunkten eine wesentliche Rolle. 

So beträgt die minimale Schaufelstärke bei Gusseisen etwa 3 mm, bei Stahlguss 4 mm und in Sonderfällen wie bei eingesetzten oder angeschweißten Blechschaufeln sind auch dünnere Schaufelstärken zu realisieren.

Schaufelgitter

Ein Schaufelgitter besteht aus regelmäßig angeordneten Schaufelprofilen (siehe Strömungsprofil) auf einer Geraden (ebenes Schaufelgitter) oder einem Kreis (zylindrisches Schaufelgitter). 

Auf der koaxialen und zylindrischen Schnittfläche durch das axiale Lauf- und Leitrad einer Propellerpumpe kommt das zylindrische Schaufelgitter der Stufe zum Vorschein. Wird diese Schnittfläche in die Ebene abgewickelt, so erscheint das ebene Schaufelgitter der Stufe. siehe Abb. 1 Schaufelgitter

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Von Zylinderschnitt zu Zylinderschnitt durch die Stufe der Propellerpumpe (von Radius zu Radius) ergeben sich andere Schaufelgitter. siehe Abb. 2 Schaufelgitter

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Die Beschreibung der Strömung durch Schaufelgitter ist das Ziel theoretischer und experimenteller Untersuchungen an ruhenden, meist ebenen Schaufelgittern sowie an axialen und halbaxialen Strömungsmaschinen (Strömungslehre). Hierbei werden zwei Hauptaufgaben unterschieden. 

Hauptaufgaben bei der Strömungsbeschreibung 

  • Gegeben ist ein Schaufelgitter, gesucht sind die zugehörigen Strömungsverhältnisse (direktes Problem). 
  • Gegeben sind die Strömungsverhältnisse, gesucht ist das zugehörige Schaufelgitter (inverses Problem). 

In der Praxis wird häufig auf Versuchsergebnisse zurückgegriffen. In jüngerer Zeit kommt zunehmend die numerische Strömungsberechnung CFD zur Anwendung.

Schiffspumpe

Der Begriff "Schiffspumpe" bildet den Sammelbegriff für alle Pumpen, die den einschlägigen Vorschriften der Klassifikationsgesellschaften für den Schiffsbau entsprechen. 

Die Schiffspumpe als Kreiselpumpe hat an Bord äußerst vielseitige Verwendungszwecke (siehe Pumpenverwendungsgebiet). So kommt sie im Maschinenraum als Kesselspeise-, Kondensat- sowie Kreiselpumpe für See- und Frischkühlwasser, im Bug als Querstrahler, in speziellen Pumpenräumen als Ladeöl-, Butterworth- und Ballastpumpe, in Sonderfunktionen als Schlinger-, Krängungs-, Trimm-, Lenz-, Nachlenz-, Bilge-, Feuerlösch- und als verschiedenste Dienstpumpen vor. Auch die Dockpumpe gehört zu den Schiffspumpen.Pumpen für See- und Frischkühlwasser (z. B. die Seewasserpumpe) sowie zum Feuerlöschen entnehmen ihre Förderflüssigkeit über Saugleitungen den Seekästen. Diese sind an der Innenseite der Bordwand unterhalb der Wasserlinie angeordnete Behälter mit seewärts gerichteten Öffnungen, die von Einlaufrechen abgedeckt sind. Das Seewasser als Fördermedium erfordert entsprechende Werkstoffe für die Pumpe: Rotguss oder Bronze (z. B. als Mehrstoff-Aluminiumbronze) für das Pumpengehäuse sowie Laufrad und Chromnickelstahl für die Pumpenwelle

Da aus Lenz- und Ballastwasserleitungen oft größere Luftmengen zu entfernen sind, finden sich an Bord vielfach selbstansaugende Pumpen. Dies sind ständig mitlaufende Wasserringpumpen. Vermehrt setzen sich auch getrennte Entlüftungseinrichtungen (siehe Entlüftung) wie Ejektoren oder zentrale Vakuumanlagen durch.

Aufgrund der beschränkten Platzverhältnisse an Bord hat sich für die meisten Schiffspumpen die quergeteilte (siehe Querteilung) Vertikalpumpe mit direkt aufgesetztem Motor als die geeignete Bauweise herausgebildet. siehe Abb. 1 Schiffspumpe

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Vereinzelt tritt auch noch die Längsteilung auf. siehe Abb. 2 Schiffspumpe

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Der Förderstrombereich einer vertikalen, quergeteilten Schiffspumpe reicht von 30 bis 1200 m3/h bei Förderhöhen von 15 bis 125 m. Das Laufrad ist für kleine Förderströme ein- und für größere zweiströmig (siehe mehrströmige Pumpe). Die Pumpenwelle ist außerhalb des Pumpengehäuses in fettgeschmierten Wälzlagern geführt. Zur Inspektion oder Reparatur kann das Laufzeug nach Herausnahme der Kupplungsabstandshülse (siehe Wellenkupplung) auf einfache Weise nach oben herausgehoben werden. Der Motor muss nicht abgebaut werden und auch das Pumpengehäuse kann auf seinem Pumpenfundament verbleiben. 

Eine längsgeteilte, vertikale Schiffspumpe wird für Förderströme von 1.000 bis 5.000 m3/h bei 15 bis 85 m Förderhöhe eingesetzt. 

Die Pumpenwelle ist unterhalb der Wellenkupplung in einem fettgeschmierten Wälzlager geführt und unterhalb des Laufrades in einem fördermediumgeschmierten Gleitlager. Zur Demontage des Pumpenläufers ist zuvor das Gehäusevorderteil zur Seite hin abzubauen. siehe Abb. 1 Schiffspumpe

Auf Turbinenschiffen mit großen Kesselanlagen und entsprechenden Kondensatoren werden zur Kühlwasserversorgung zweiströmige Kreiselpumpen eingesetzt. Aufgrund der kleinen Förderhöhen sind aber auch Propellerpumpen in längsgeteilter Ausführung üblich. 

Schiffskondensatpumpen müssen bei geringsten Zulaufhöhen arbeiten. Das Laufrad der ersten Stufe (Sauglaufrad) ist als speziell ausgeführtes Laufrad unten angeordnet und wird auch von unten angeströmt. Zur Verbesserung des NPSHR-Wertes können Vorsatzläufer vorgesehen werden. Die Lagerung liegt außerhalb des Fördermediums. 

Die Förderströme reichen von 5 bis 250 m3/h und Förderhöhen sind von 30 bis 140 m möglich.

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Schleifringläufer

Als Schleifringläufer wird ein Asynchronmotor bezeichnet, bei dem der Rotor als Schleifringläufer ausgeführt ist. Beim Schleifringläufer werden im Gegensatz zum Käfigläufer die Rotorstränge über Schleifringe in bestimmten Abständen kurzgeschlossen (siehe auch Asynchronmotor).

Schließer

Der Schließer ist ein elektrischer Schaltkontakt, der beim Einwirken der Befestigungskraft schließt.

Schmierölpumpe

Die Schmierölpumpe wird zur Ölversorgung von Schmierstellen bspw. für Gleitlager eingesetzt. Bei der Umlaufschmierung saugt die Schmierölpumpe dazu einen Ölstrom aus einem Behälter an, drückt diesen durch die Schmierstellen und führt ihn dann wieder dem Behälter zu. Verwendung finden hier vorzugsweise die Zahnradpumpen, die hohe statische Drücke im Schmierölsystem erzeugen können. 

Bei der Frischöl- oder Sparschmierung wird jeder Schmierstelle nur eine dosierte, dem Bedarf entsprechende Ölmenge zugeführt. Dazu werden meist spezielle Kolbenpumpen benötigt. Für die Ölversorgung großer Gleitlager wie in Dampfturbinen oder Generatoren werden einstufige Spiralgehäuse- oder mehrstufige Pumpen eingesetzt. Sie sitzen als Tauchpumpen direkt auf dem Ölbehälter und weisen am Wellendurchgang keine konventionelle Wellendichtung, sondern eine Drosselbuchse auf. Die Ölleckage läuft dabei wieder direkt in den Ölbehälter zurück. 

Die für fettgeschmierte Gleitlager einzusetzende Schmierpumpe ist auch eine Kolbenpumpe. Hier befindet sich der Fettbehälter oberhalb der Pumpe, sodass das Fett mithilfe eines mechanisch angetriebenen Rührflügels und leichten Überdrucks im Behälter wieder der Schmierpumpe sicher zugeführt wird (Fettpresse).

Schmutzwasserhebeanlage

Die Schmutzwasserhebeanlage wird zur automatischen Wasserentsorgung von Waschbecken, Duschen, Waschmaschinen und im größeren Rahmen für die Gebäude- sowie Grundstücksentwässerung eingesetzt. Das dabei anfallende Fördermedium ist verschmutztes Wasser aller Art. Sie werden als Kunststoffsammelbehälter mit automatisch schaltender Tauchmotorpumpe ausgeführt. Dabei sind Einzel- und Doppelanlagen möglich. 

Aufstellungsart 

  • Unterflur-Ausführung 
    siehe Abb. 1 Schmutzwasserpumpe
  • Überflur-Ausführungen
    siehe Abb. 2 Schmutzwasserpumpe

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Superkompakte Hebeanlage mini-Compacta® US1.40

Schneckentrogpumpe

Die Schneckentrogpumpe ist die Pumpe eines Gleichdruckhebewerkes, bei dem Flüssigkeit mithilfe einer rotierenden Schnecke auf eine bestimmte geodätische Höhe gehoben wird. Die reguläre Schraubenfläche arbeitet nach dem von ARCHIMEDES erfundenen Bewässerungsgerät. siehe Abb. 1 Schneckentrogpumpe

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In einer halbrunden offenen Rinne (Trog), die unter einem Winkel von ungefähr 30° geneigt ist, dreht sich die bis zu vielen Metern lange, allseits offene, überwiegend aus Blech geschweißte Schnecke, die bis zu drei Gänge besitzt. Diese Schnecke teilt mit jeder Umdrehung aus dem unteren Wasserbehälter ein durch Neigungswinkel, Durchmesser und Ganghöhe der Schraube begrenztes Volumen ab und hebt dieses mit verhältnismäßig geringer Drehzahl (unter 100 min-1) bis an das obere Ende der Rinne. 

Je nach Eintauchtiefe des unteren Endes dieser Schnecke reguliert sich der Volumenstrom der Schneckentrogpumpe in gewissen Grenzen durch unterschiedliche Füllung der einzelnen Schraubengänge selbst. Diese Arbeitsweise setzt voraus, dass die Schnecke ständig mit mindestens dem halben Durchmesser ihrer ersten Windung in die Flüssigkeit eintaucht und gegenüber der Rinne aus Stahlblech oder Beton mit Rücksicht auf Leckverluste nicht zu große Spaltweiten besitzt. Das untere Lager ist ein Unterwasserlager (siehe Gleitlager) und muss mit Frischwasser oder Fett geschmiert werden. Das obere Lager ist oftmals ein Wälzlager und nimmt auch Axialkräfte auf. Am oberen Ende der Schnecke ist das Getriebe angekuppelt. 

Die Schneckentrogpumpe ist geeignet, Oberflächen- oder Abwasser mit starken Verunreinigungen, bei spezieller Bauweise sogar Sand, zu fördern. Die Förderhöhe ist rein geodätisch und reicht bis zu 6 m bei Wirkungsgraden zwischen 60 und 80 %. Je nach Förderstrom kann dabei der Durchmesser der Schnecke bis zu mehreren Metern betragen. Die Schneckentrogpumpe ist im Betrieb einfach, anpassungsfähig und arbeitet wirtschaftlich. Sie steht aber auch häufig im Wettbewerb zur Tauchmotorpumpe.

Schnelllaufzahl

Die Schnelllaufzahl (σ), auch Laufzahl genannt, ist eine dimensionslose Kennzahl, die bei optimaler Pumpenbauform die Laufradform charakterisiert (siehe auch Laufzahl).

Schnittstelle

Die Schnittstelle wird auch als Interface bezeichnet und kennzeichnet aus Sicht der Elektrotechnik/Automatisierungstechnik die Verbindungsstelle von zwei Baugruppen, Geräten oder Kommunikationssystemen

Die beiderseits der Schnittstelle liegenden Einheiten sind über Schnittstellenleitungen miteinander verbunden, über welche die Daten und Steuersignale ausgetauscht werden. 

Je nach Art der Datenübertragung ist zwischen parallelen (IEEE 488) und seriellen Schnittstellen (RS232, RS485) zu unterscheiden, die jeweils für unterschiedliche Übertragungsgeschwindigkeiten und -entfernungen ausgelegt sind.

Schraubenradpumpe

Die Schraubenradpumpe ist eine Kreiselpumpe mit Halbaxialrad. Die spezifischen Drehzahlen (ns) liegen bei den langsam laufenden Schraubenradpumpen zwischen 35 und 80 min-1 sowie bei den schnelllaufenden zwischen 80 und 160 min-1 (in Sonderfällen noch höher). Sie stellen damit den Übergangsbereich zwischen den Radial- und Axialpumpen (z. B. Propellerpumpe) dar. 

Die Laufräder der Schraubenradpumpe werden bei kleineren spezifischen Drehzahlen mit einem Ring- oder Spiralgehäuse, bei größeren wird ein Rohrgehäuse mit einem Leitrad kombiniert.
siehe Abb. 1 Schraubenradpumpe

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Der hinsichtlich Bauaufwand und Wirkungsgrad optimale spezifische Drehzahlbereich für Rohrgehäuse-Schraubenradpumpen ist nicht klar abgegrenzt. So ist aber etwa ab 130 min-1 aufwärts die Umfangskomponente der Absolutgeschwindigkeit am Laufradaustritt im Vergleich zur Durchflussgeschwindigkeit am Pumpensaugstutzen so klein, dass die zur Weiterleitung des Förderstroms erforderlichen Endquerschnitte des Spiral- oder Ringraumgehäuses unverhältnismäßig groß werden würden. In diesen Fällen müsste die Schraubenradpumpe ein stark aufgeblähtes radiales Gehäuse erhalten, das ggf. noch aus Beton oder aber materialaufwendig aus Gusseisen oder Stahl herstellbar wäre. siehe Abb. 6 Kühlwasserpumpe

Aus diesem Grund wird bei Schraubenradpumpen mit höheren spezifischen Drehzahlen der Förderstrom meist über ein axiales Rohrgehäuse mit "zwiebelförmigem" oder axialem Leitrad dem Druckkrümmer und damit dem Pumpendruckstutzen zugeführt. 

Der Förderhöhenbereich der Schraubenradpumpe mit Rohrgehäuse ergänzt den der Propellerpumpe im Bereich größerer Förderhöhen. Da die Umfangsgeschwindigkeit des Schraubenrades mit Rücksicht auf die Kavitation (siehe Saugverhalten) auf 25 bis 30 m/s beschränkt ist, kann die Schraubenradpumpe die Grenze ihrer maximalen Förderhöhe von H = 60 m nur durch eine mehrstufige Bauweise (siehe mehrstufige Pumpe) mit praktisch nur zwei bis drei Stufen überschreiten. Da bei der Schraubenradpumpe aufgrund der Laufradgeometrie eine Regelung durch Schaufelverstellung (siehe Laufschaufelverstellung) im Gegensatz zur Propellerpumpe nicht möglich ist, empfiehlt sich hier die Vordrallregelung. Ein solcher Vordrallregler wird durch ein als Gelenkwelle außerhalb des Rohrgehäuses bis über Flur geführtes Gestänge verstellt.
siehe Abb. 2 Schraubenradpumpe und Abb. 10 Kühlwasserpumpe

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Bei mehrstufigen Schraubenradpumpen mit Rohrgehäuse ist eine Vordrallverstellung vor dem Laufrad einer jeden Stufe möglich. In vielen Fällen ist jedoch der Gesamtregeleffekt nur eines Vordrallreglers vor der ersten Stufe ausreichend. 

Bei reinem Fördermedium und kleinen Förderhöhen bis etwa 15 m kann auf die Deckscheibe der Schraubenräder verzichtet werden (siehe offenes Laufrad). Um aber Spaltverluste (siehe Spaltweite) zu vermindern, empfiehlt sich bei großen Förderhöhen ein geschlossenes Laufrad.

Schreinerschnitt

Der Schreinerschnitt ist bei der zeichnerischen Darstellung der räumlich gekrümmten Schaufel im Grundriss eine Höhenlinie, deren geometrische Höhe über einem beliebig gewählten Bezugsniveau senkrecht zur Pumpenwelle gemessen wird. Für die Herstellung des Schreinerschnitts schneidet der Modellschreiner 5 bis 10 mm dicke Holzbrettchen oder auch Platten aus Kunststoff oder anderen formstabilen Werkstoffen in der Form der angegebenen Höhenlinien aus, leimt diese Schichten entsprechend der Höhenlinienzeichnung (Schreinerschnitt-Darstellung) übereinander und erhält nach Ausfüllen oder Abschleifen der treppenartigen Absätze bis auf die Höhenlinien das Modell einer Schaufelfläche. Diese Grundrissdarstellung eines Laufrades im Schreinerschnitt eignet sich zur Kontrolle des stetigen Verlaufs einer Schaufelfläche und spielt auch bei den Herstellverfahren von Schaufelflächen wie beim numerisch gesteuertem Fräsen (NC-Fräsen) eine wichtige Rolle.

Schrägscheibenpumpe

Die Schrägscheibenpumpe wird auch als Schrägrotorpumpe bezeichnet und steht für eine Pumpe, deren Läufer aus einer Scheibe besteht. siehe Abb. 1 Schrägscheibenpumpe

Diese Scheibe sitzt schräg auf der Antriebswelle und läuft in einem zylindrischen Gehäuse mit einem axialen Pumpensaugstutzen (Eintrittsstutzen) und radialen oder tangentialen Pumpendruckstutzen. Hierbei entsteht in dem mit Flüssigkeit gefüllten Gehäuse ein Fliehkraftfeld, das eine pulsierende Strömung aufrechterhält. Die Schrägscheibenpumpe eignet sich zur Förderung von Dickstoffen und breiähnlichen Massen (siehe Stoffförderung). Bei geeigneter Formgebung von Läufer und Gehäuse ist sie auch in der Lage, das Fördermedium zu zerkleinern.

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Schubspannung

Die Schubspannung (τ) an Flüssigkeitsteilchen einer normalviskosen Flüssigkeit (siehe Viskosität) sowie an flüssigkeitsberührten Wänden tritt als tangentiale Kraft je Flächeneinheit bei gegenseitiger Verschiebung von Teilchen bzw. bei der Bewegung der Flüssigkeit längs an der Wand auf, die dem Bewegungsablauf entgegengerichtet ist. Nach dem NEWTON-Schubspannungsansatz ist τ das Produkt aus dynamischer Viskosität und dem Geschwindigkeitsquergradienten (siehe unter Viskosität).

Schutzart

Die Schutzart für elektrische Betriebsmittel (z. B. Elektromotor) ist in der DIN 40050, Ausgabe 1980, festgelegt. Sie umfasst den Berührungs-, Fremdkörper- und Wasserschutz. International werden die Schutzarten mit dem Kurzzeichen IP (engl. "international protection") gekennzeichnet. Dazu werden zwei Ziffern nachgestellt, wobei die erste den Schutzumfang des Gehäuses in Bezug auf Berührung oder Fremkörper und die zweite den Schutz vor Feuchtigkeit angibt. siehe Abb. 1 Schutzart

Schutzart

Berührungsschutz 

Fremdkörperschutz 

Wasserschutz

IP 00 

kein 

kein 

kein 

IP 02 

Tropfwasser bis 15° zur Senkrechten

IP 11 

großflächige Berührung

große feste Fremdkörper über 50mm Ø

senkrechtes Tropfwasser

IP 12 

           Tropfwasser bis 15° zur Senkrechten

IP 13

Sprühwasser bis 60° zur Senkrechten

IP 21 

Berührung mit den Fingern 

mittelgroße feste Fremdkörper über 12mm Ø

senkrechtes Tropfwasser

IP 22

Tropfwasser bis 15° zur Senkrechten

IP 23

Sprühwasser bis 60° zur Senkrechten

IP 44

Berührung mit Werkzeug oder ähnlichem

kleine feste Fremdkörper über 1mm Ø 

Spritzwasser aus allen Richtungen

IP 54

vollständiger Schutz gegen Berührung 

schädliche Staubablagerung 

Strahlwasser aus allen Richtungen

IP 55

Strahlwasser aus allen Richtungen

IP 56

vorübergehende Überflutung

Abb. 1 Schutzart: Übersicht der Schutzarten für Elektromotoren nach DIN 40050

Die Sonder-Schutzarten werden durch die Buchstaben W (wettergeschützt) und R (Rohranschluss für Motorkühlung) gekennzeichnet.

Schutzerdung

Die Schutzerdung ist eine Art der Erdung, die zum Schutz von Menschen und Tieren vor einem elektrischen Schlag dient und nur im Störfall einen Schutz darstellt. Dabei werden unmittelbar die nicht zum Betriebsstromkreis gehörenden leitfähigen Teile eines Betriebsmittels oder einer Anlage zum Schutz gegen zu hohe Berührungsspannung durch einen Schutzleiter geerdet.

Schutzleiter

Der Schutzleiter wird auch als Erde oder Schutzleitung bezeichnet und mit PE (engl. "protective earth") gekennzeichnet. Darüber hinaus hat er die Farbkombination grün/gelb, wobei beide Farben sonst nicht für andere Leiter erlaubt sind. Er ermöglicht sowohl für Mensch und Tier als auch bei elektrischen Anlagen eine Schutzerdung. In elektrischen Anlagen ist der Schutzleiter dazu so angebracht, dass das äußere metallische Gehäuse mit dem Erdreich verbunden ist. Wenn im Fehlerfall die elektrische Versorgungsspannung an die außenliegenden Teile des elektrischen Betriebsmittels gelangen kann, muss dieses in kürzester Zeit von dieser Versorgungsspannung getrennt werden. Dies erfolgt je nach Netzform durch FI-Schutzschalter oder Überstromschutzeinrichtungen (z. B. Sicherung). Die notwendigen Abschaltzeiten betragen dabei je nach Gefahrensituation zwischen 0,1 und 5 Sekunden.

Schutzschicht

Nach der Norm DIN 50 902 ist eine Schicht (oder auch ein Überzug) die aus einer oder mehreren Lagen bestehende Bedeckung eines Grundwerkstoffes. Sie kann durch Beschichten oder durch Ändern der Stoffzusammensetzung an der Oberfläche gebildet werden (vgl. DIN 8580). Mögliche Schutzschichten sind die Deck-, Passiv-, Diffusions- oder Kalk-Rost-Schutzschicht. 

Deckschicht (DIN 50 900, Teil 1) 

  • Sie ist eine durch Korrosion gebildete Schicht aus festen Reaktionsprodukten, welche die Oberfläche mehr oder weniger gleichmäßig bedeckt. Hierdurch kann die Korrosion verlangsamt werden. 
  • Bei ungleichmäßiger Ausbildung der Deckschicht können Korrosionselemente entstehen (vgl. DIN 50 900, Teil 2). 
  • Eine Deckschicht ist nur dann eine Schutzschicht, wenn sie gleichmäßig ausgebildet ist und die Korrosion wesentlich verlangsamt (vgl. DIN 50 905, Teil 2). siehe Abb. 1 Schutzschicht

Passivschicht 

  • Sie ist eine lichtmikroskopisch häufig nicht nachweisbare (durch Korrosion hervorgerufene) Schutzschicht, die im passiven Zustand des Metalls vorliegt (siehe DIN 50 900, Teil 2). 
  • Die bekanntesten Passivschichten sind die an nichtrostenden Stählen, Aluminium und Titan. 

Diffusionsschicht 

  • Als Diffusionsschicht wird eine Schicht bezeichnet, die durch das Eindiffundieren eines Metalls oder Nichtmetalls in den Trägerwerkstoff gebildet wird. 

Kalk-Rost-Schutzschicht 

  • Die Bildung der Kalk-Rost-Schutzschicht ist u. a. von den Faktoren pH-Wert, Sauerstoff- und Salzgehalt, Temperatur, Strömungsgeschwindigkeit sowie Wasserhärte abhängig. 
  • Jedes in der Natur vorkommende Wasser hat einen Gehalt an Kohlensäure, die frei und in Form ihrer Anionen vorliegt. Diese gebundene Kohlensäure ist als Calciumkarbonat oder Magnesiumkarbonat gebunden. 
  • Die freie Kohlensäure (CO2) ist überwiegend gasförmig im Wasser gelöst. Die zugehörige freie Kohlensäure bewirkt, dass die Hydrogenkarbonate entsprechend dem Gleichgewicht in Lösung gehalten werden (Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht).

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  • Der Anteil an freier Kohlensäure, der im Wasser über der Konzentration der zugehörigen freien Kohlensäure enthalten ist, wird als überschüssige oder aggressive Kohlensäure bezeichnet. 
  • Alle Wässer, die lediglich zugehörige, aber keine überschüssige freie Kohlensäure besitzen, können an Metallen Deckschichten ausbilden. Dies bedeutet für unlegierten Stahl, dass die Korrosion nach anfänglichem Rosten durch die sich bildende Kalk-Rost-Schutzschicht (z. B. Kesselstein) wesentlich verringert wird.

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Schwimmerschalter

Der Schwimmerschalter ist ein Messgerät (siehe auch Sensor), das den Füllstand eines Behälters wie beim Trockenlaufschutz einer Tauchmotorpumpe automatisch steuert.

Schwingung

Als Schwingung wird der Zustand einer physikalischen Größe bezeichnet, wenn ihr zeitlicher Verlauf gleichmäßig oder ungleichmäßig auftretende Umkehrpunkte aufweist. 

Mechanische Schwingungen sind bei rotierenden oder oszillierenden Maschinen sowie bei strömenden Medien bis zu einem gewissen Maße unvermeidbar. Wie bei allen Strömungsmaschinen gibt es diese auch bei Kreiselpumpen und -anlagen, die sich unter maßgeblicher Mitwirkung des Fördermediums ausbilden (siehe Laufruhe). 

Die messbaren Beschleunigungen, Wege und Geschwindigkeiten einer mechanischen Schwingung werden in nationalen und internationalen Regelwerken wie der DIN ISO 10816; DIN ISO 7919; ISO 2372; ISO 5799; DIN 45662; VDI 3839; VDMA 24297 und API 610 behandelt. Hier sind die Richtwerte für die pauschale Beurteilung der Schwingungen von Maschinen angegeben. Über die Einwirkung von mechanischen Schwingungen auf den Menschen gibt es besondere Regelwerke, bspw. die DIN 45 675, VDI 2057 und ISO 2631. 

Schwingungen sind vorrangig Indikatoren für die Überwachung des Betriebsverhaltens von Maschinen. Sowohl bei der Auslegung und Konstruktion von Maschinen als auch bei der Planung der Anlagen gilt es, vorhersehbare Störungen durch Schwingung wie Resonanzen zu vermeiden (siehe kritische Drehzahl oder Unwucht).

Schöpfwerkspumpe

Die Schöpfwerkspumpe ist eine Rohrgehäusepumpe und wird in den gleichnamigen Schöpfwerken eingesetzt. Diese werden auch als Pumpstationen bezeichnet und dienen zur Be- oder Entwässerung von Landgebieten. siehe Abb. 1 Schöpfwerkspumpe

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In eingedeichten Küstengegenden, die tiefer als die Hochwasserstände liegen, ist die Entwässerung unabdingbar. Gewöhnlich versorgen mehrere über ein Einzugsgebiet verstreute kleinere Pumpwerke ein größeres Hauptpumpwerk. Ist der natürliche Abfluss durch das Siel (verschließbarer Deichdurchlass) aufgrund des hohen Außenwasserstandes nicht mehr gegeben, tritt die Schöpfwerkspumpe in Funktion. In wasserarmen Gegenden dominiert die Bewässerung (siehe Bewässerungspumpe). Vielfach versorgt eine am Fluss oder an einem See liegende Hauptstation über ein Grabensystem mehrere kleinere Zwischenstationen, deren Schöpfwerkspumpe das Wasser zu den noch höher liegenden Feldern pumpt. Seltener ist die Kombination beider Verwendungszwecke, wobei hier dann je nach Jahreszeit be- oder entwässert wird. Wegen der geringen Förderhöhen werden fast ausschließlich Propellerpumpen mit axialem Propeller benutzt. Die Aufstellung von Schöpfwerkspumpen ist überwiegend vertikal mit der Tendenz zu einer im Rohrschacht eingesetzten Tauchmotorpumpe. siehe Abb. 2 Schöpfwerkspumpe

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Anstelle der früher bei großen Förderströmen gebräuchlichen Propellerpumpen mit schräg aufgestellter Rohrachse werden heute vertikale Schöpfwerkspumpen mit herausziehbarem Laufzeug (siehe herausziehbare Pumpe) bevorzugt. Die Schöpfwerkspumpen haben überwiegend einen Elektromotor als Antrieb. Je nach Größe erfolgt dieser direkt oder über ein Getriebe. In entlegenen Gebieten ist aber auch der Antrieb über einen Dieselmotor üblich. 

Zur Angleichung bei verschiedenen Förderhöhen an unterschiedlich anfallende Förderströme bspw. durch Hochwasser oder Gezeitenschwankungen bedingt, bietet sich bei Dieselantrieb die Drehzahlverstellung (siehe Regelung) an. Bei elektromotorgetriebenen Pumpen werden für größere Einheiten oft Verstellpropeller (siehe Laufschaufelverstellung) verwendet. Diese werden gelegentlich noch mit einer Drehzahlverstellung durch polumschaltbaren Motor oder Frequenzänderung kombiniert. Bei üblichen Schöpfwerkspumpen liegt der Förderstrom (Q) bei 500 bis 60.000 m3/h (und größer), die Förderhöhe (H) liegt bei 0,5 bis 8 m und die Nennweite (DN) des Druckstutzens bei 300 bis 2.400 mm (und größer).

Schütz

Das Schütz ist ein elektrischer oder elektronischer Schalter speziell zum Schalten großer elektrischer Leistungen. Das Schütz kennt zwei Schaltstellungen und schaltet ohne besondere Vorkehrungen im Normalfall monostabil. Es unterscheidet sich in drei wesentlichen Merkmalen vom Relais. 

Unterschiede zum Relais 

  • Relais sind nur für geringere und Schütze für höhere Schaltleistungen ausgelegt. 
  • Die Schaltglieder bei Relais sind einfach unterbrechend, während die Schaltglieder bei Schützen doppelt unterbrechend sind. 
  • Relais besitzen Klappanker und Schütze Zuganker, um größere mechanische Kräfte zum Schalten der aufgrund höherer Schaltleistung massiveren Kontakte auf diese ausüben zu können.

Seitenkanalpumpe

Die Seitenkanalpumpe ist eine Pumpe, die zwischen der Verdränger- und Kreiselpumpe einzuordnen ist. Dabei wird die Leistung von einem konzentrisch im Gehäuse rotierenden sternförmigen Rad (z. B. Sternrad) auf die Förderflüssigkeit in einem neben dem Laufrad angeordneten Seitenkanal übertragen. 

Das Sternrad mit geraden radialen Schaufeln ohne Radseitenwände ist sehr einfach gebaut und wird außen sowie an beiden Seiten von den Gehäusewänden mit engen Spalten umschlossen. Das Gehäuse hat ein- oder beidseitig je einen Seitenkanal, der sich fast über den gesamten Umfang erstreckt, aber an einer Stelle (zwischen dem Eintritts- und Austrittsschlitz) unterbrochen ist. siehe Abb. 1 Seitenkanalpumpe

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Während des Umlaufs bewegt sich die Förderflüssigkeit mehrfach zwischen den Zellen des Sternrades sowie dem Seitenkanal hin und her, wobei durch Impulsaustausch eine starke Energieübertragung zwischen der Förderflüssigkeit, die annähernd mit der hohen Umfangsgeschwindigkeit des Rades rotiert, und derjenigen, die langsam im Seitenkanal strömt stattfindet. Dieser sich mehrfach am Umfang wiederholende Impulsaustausch verursacht eine sehr große Förderhöhe, die gegenüber gleich großen und mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit rotierenden Radialrädern das 5- bis 15-fache beträgt. Neben dieser großen Förderhöhe, die bei mehrstufigen Seitenkanalpumpen (siehe mehrstufige Pumpe) noch vervielfacht werden kann, besitzt diese auch den Vorteil der Selbstansaugfähigkeit (siehe selbstansaugende Pumpe). 

Ähnlich wie bei Wasserringpumpen bildet das im Pumpengehäuse zurückgebliebene Wasser bei dem rotierenden Sternrad einen Wasserring mit freier Oberfläche, wenn Luft durch den Pumpensaugstutzen in die Seitenkanalpumpe gelangt. Dieser Wasserring würde konzentrisch und damit wirkungslos im Gehäuse umherlaufen, wäre nicht der Seitenkanal an einer Stelle des Umfangs unterbrochen. Durch die Verdrängungswirkung wird der Innenradius des Wasserringes in diesem Bereich des Umfangs kleiner. Dadurch vermindern sich ebenfalls die luftgefüllten Hohlräume zwischen den radialen Schaufeln des Laufrades, aufgrund dessen die Seitenkanalpumpe jetzt als Verdichter nach dem Verdrängerprinzip wie eine Wasserringpumpe arbeitet. Das Einsatzgebiet der Seitenkanalpumpe wird wesentlich durch ihre Selbstansaugefähigkeit und (im Vergleich zu normalen Kreiselpumpen gleichen Bauvolumens) durch ihre große Förderhöhe bei einem kleinen Förderstrom bestimmt. In der Förderhöhe wird sie nur noch von der Peripheralpumpe übertroffen.
Seitenkanalpumpen mit Antriebsleistungen mehr als 4 kW werden wegen der mäßigen Pumpenwirkungsgrade seltener ausgeführt.

Selbstansaugende Pumpe

Übliche Kreiselpumpen sind unter normalen Umständen nicht in der Lage, eine Zulaufleitung, die zu einem geodätisch unter der Pumpe liegenden Flüssigkeitsspiegel führt, zu entlüften. Selbstansaugende Pumpen müssen in der Lage sein, ohne zusätzliche externe Hilfseinrichtungen die Pumpensaugleitung zu entlüften (siehe Entlüftung). 

Kreiselpumpen mit interner Ansaugstufe wie Wasserstrahlpumpe oder Seitenkanalpumpe gelten ebenfalls als selbstansaugende Pumpe. 

Ohne eine interne oder externe Selbstansaugstufe können Kreiselpumpen nur mit der Flüssigkeitsförderung beginnen, wenn die Pumpe vor dem ersten Fördervorgang mit Flüssigkeit gefüllt wird. Darüber hinaus muss durch eine auf der Saugseite eingebauten Rückschlagklappe oder durch ein Belüftungsventil verhindert werden, dass eine Heberwirkung entsteht, damit die Flüssigkeit nach dem Abschalten auch im Gehäuse bleibt. Bei selbstansaugenden Kreiselpumpen mit Entmischungsraum wird die Betriebsflüssigkeit zusammen mit den aufgenommenen Luftblasen durch das Laufrad in einen Entmischungsraum gefördert. siehe Abb. 1 Selbstansaugende Pumpe

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Die Luft kann nach dem Pumpendruckstutzen hin entweichen, während die Betriebsflüssigkeit zurückfällt, erneut vom Laufrad erfasst wird und so die Saugleitung ständig entlüftet. Die für die Selbstansaugung notwendige Konstruktion beeinträchtigt den Pumpenwirkungsgrad. Der Entmischungsraum beansprucht ein relativ großes Volumen. Infolgedessen wird diese Lösung nur auf Pumpen kleinerer Baugrößen wie die Gartenpumpe angewandt. Häufig verwendete Bauformen sind dagegen die Seitenkanal- und Wasserringpumpe. Eine weitere Ausführung der selbstansaugenden Pumpen stellt die Kreiselpumpe mit zwei Gehäusekammern und offenem Laufrad dar. Sie wird neben der Selbstansaugung auch zur kurzzeitigen Förderung (Ausgasungseffekte) von zwei Phasengemischen (Luft/Gas und Flüssigkeit) in der Verfahrenstechnik oder auch für verschmutzte Medien wie bei der Baugrubenentwässerung eingesetzt.  siehe Abb. 2 Selbstansaugende Pumpe

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Die Pumpen arbeiten ohne Fußventil und ohne Evakuierungseinrichtung auf der Saugseite. Vor der Erstinbetriebnahme muss die Pumpe mit Förderflüssigkeit aufgefüllt werden.  siehe Abb. 3 Selbstansaugende Pumpe

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Die Pumpe fördert solange ein Zweiphasengemisch, bis die Saugleitung evakuiert ist und der Mediumspegel vom Atmosphärendruck in die vordere Saugkammer gedrückt wurde. Im eigentlichen Förderbetrieb arbeitet die Pumpe als normale Kreiselpumpe. siehe Abb. 4 und 5 Selbstansaugende Pumpe

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Selbstschalter

Der Selbstschalter wird auch als automatischer Schalter bezeichnet und ist eine Art elektrischer Fernschalter. Er vereint dabei den Schalter (siehe elektrisches Schaltgerät) und den Überstromschutz. Bei Kurzschluss oder Überlastung schaltet er selbsttätig ab und ist im Gegensatz zu den Sicherungen stets wieder einsatzbereit.

Sensor

Ein Sensor wird auch als Geber, Messfühler oder Aufnehmer bezeichnet und erfasst als technisches Bauteil bestimmte (physikalische oder chemische) Eigenschaften seiner Umgebung qualitativ oder quantitativ (als Wert). Dabei werden die nicht als Signale geeigneten zu messenden Größen in weiterverarbeitbare Signale umgewandelt. 

Sensoreinteilung anhand der Energieverwendung 

  • Aktiver Sensor: Sie arbeiten ohne elektrische Stromversorgung und stellen als Signal eine elektrische Spannung, Ladung oder einen Strom zur Verfügung. Damit sind nur Änderungen der Messgröße feststellbar. 
  • Passiver Sensor: Sie ändern einen elektrischen Parameter wie Widerstand, Kapazität oder Induktivität, wozu sie eine Stromversorgung benötigen. Dies ermöglicht auch die Messung von statischen oder quasi-statischen Messgrößen. Aus diesem Grund werden diese Sensoren meist eingesetzt. 
  • Optischer Sensor: Sie transformieren nichtoptische Größen in optische Signale, die im Anschluss von optoelektronischen Geräten weiterverarbeitet werden. 

Die Sensoren (Messelemente) werden nach ihrem Messprinzip unterschieden. 

Messprinzipien 

Ausgeführte (ausgewählte) Sensoren 

Sind die Sensoren mit einer integrierten Messwertaufbereitung ausgestattet, so werden diese als Sensor-Systeme bezeichnet.

Serienbetrieb

Der Serienbetrieb wird auch als Hintereinander-oder Reihenschaltung bezeichnet und bietet gegenüber dem Parallelbetrieb Vorteile, wenn die Anlagenkennlinie HA(Q) steil und die Pumpenkennlinie HI+II(Q) flach verlaufen soll (siehe Kennlinie). In diesem Fall wird die Addition der Förderhöhen dem steilen Verlauf der Anlagenkennlinie eher gerecht als die Addition der Förderströme beim Parallelbetrieb. Bei der Serienschaltung zweier Kreiselpumpen (I und II) ist die Förderhöhe (HI+II) die Summe der Förderhöhen der einzelnen Pumpen.

Der Förderstrom bleibt dabei unverändert

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Die Besonderheiten des Serienbetriebes sind überschaubarer als beim Parallelbetrieb und werden nicht durch instabile Drosselkurven oder unterschiedliche Nullförderhöhen verkompliziert.
siehe Abb. 1 Serienbetrieb

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Beim Serienbetrieb mehrerer Kreiselpumpen ist zu beachten, dass die Pumpengehäuse und die Wellendichtungen der nachfolgenden Pumpen ausreichend gegen den höheren Druck bemessen sind. Die Pumpe mit dem besten Saugverhalten sollte als erste angeordnet sein. 

Beim Anfahren (siehe Anlaufvorgang) muss jeweils die vorhergehende Pumpe genügend Druck erzeugen, bevor die nachfolgende Pumpe angefahren werden darf, um hier Kavitation möglichst zu vermeiden. Beim Abfahren darf nicht die Pumpe einer niedrigeren Druckstufe abgeschaltet werden, solange die nachfolgende Pumpe noch läuft. Der Förderstrom würde ansonsten durch die nicht angetriebene, langsam mitrotierende Pumpe wie durch Drosselstelle gesaugt, wodurch der NPSHA-Wert der Anlage für die nächstfolgende angetriebene Pumpe unzureichend werden könnte. Gegebenenfalls ist auch eine gegenseitige Verriegelung der Antriebsmaschinen erforderlich. 

Nach Umbau einer Pumpenanlage von Einzel- auf Serienbetrieb wird nicht nur die Förderhöhe, sondern auch der Förderstrom in jeder der hintereinander geschalteten Pumpen vergrößert. Bei der Auslegung muss deshalb auf einen ausreichenden NPSHR-Wert geachtet werden. 

Werden die zuvor beschriebenen Bedingungen beachtet und wird sichergestellt, dass die nicht angetriebene Pumpe durch den Förderstrom nicht mitgedreht wird oder durch einen Bypass während ihres Stillstandes umgangen wird, dann ist dieser Serienbetrieb zur wirtschaftlichen stufenweisen Regelung von Kreiselpumpen geeignet. 

Wird auf diese stufenweise Zu- und Abschaltung verzichtet, so ist es einfacher und kostengünstiger, anstelle mehrerer Kreiselpumpen im Serienbetrieb nur ihre Lauf- und Leiträder in einem gemeinsamen Pumpengehäuse hintereinander zu schalten (siehe mehrstufige Pumpe).

Serienpumpe

Als Serienpumpe wird eine Pumpe bezeichnet, die in Serie und nicht in Einzelfertigung gebaut wird.

SI

Die Bezeichnung SI ist Abkürzung für "Système international d'unités" und steht für das Internationale Einheitensystem. In diesem werden Basiseinheiten definiert, aus denen sich durch Kombination weitere Einheiten ergeben. Im Bereich der mechanischen und hydrodynamischen Größen sind die Basis-Einheiten m für Länge, s für Zeit und kg für Masse. 

Das SI basiert auf dem internationalen Größensystem (ISQ), wurde bereits 1960 eingeführt und ist heute das weltweit am weitesten verbreitete Einheitensystem für physikalische Größen.

Sicherung

Die elektrische Sicherung ist eine Schutzeinrichtung, die einen Stromkreis bei Vorhandensein einer bestimmten Stromstärke über eine festgelegte Zeit unterbricht. Beispiele dafür sind die Schmelzsicherung und der Leitungsschutzschalter. siehe Abb. 1 Sicherung

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Beim Auslösen einer Schmelzsicherung wird der Stromkreis durch die thermische Wirkung des Stroms unterbrochen, was die Sicherung selbst auch zerstört. Sie ist damit verbraucht und nicht wieder verwendbar.

Eine Standard-Bauform ist die Geräte- und Feinsicherung, die kurz auch als G-Sicherung oder Glasrohrsicherung bezeichnet wird und aus einem kleinen Glas- oder Keramikrohr mit an beiden Enden liegenden Metallkappen besteht. Zwischen diesen befindet sich ein Schmelzleiter. 

Auf den Metallkappen sind die Kenngrößen wie Nennstromstärke, max. Spannung und Auslösecharakteristik der G-Sicherung eingeprägt. Die Auslösecharakteristik gibt dabei an, wie schnell die Sicherung auf Überstrom reagiert, wobei zwischen FF für "sehr flink" (< 20 ms) über F, M und T bis TT für "sehr träge" (> 300 ms) zu unterscheiden ist.

Siebband

Das Siebband ist ein umlaufender, bandartig angeordneter Feinfilter, der hauptsächlich bei der Kühlwasserreinigung in Wärmekraftwerken zwischen dem Grobrechen und der Einlaufkammer von Kühlwasserpumpen eingesetzt wird. 

Die auf dem Siebband abgelagerten Schmutzteile können durch Abspritzen entfernt werden.

Solarpumpe

Die Solarpumpe wird zumeist in sonnenreichen Gegenden bei Nichtverfügbarkeit von Netzelektrizität zur Förderung von Wasser eingesetzt. Dabei wird die Antriebsenergie mittels Photovoltaik erzeugt. Haupteinsatzgebiete sind Viehtränken, Bewässerung und Trinkwasserversorgung (siehe Photovoltaisches Pumpsystem).

Spaltdichtung

Die Spaltdichtung ist eine bei Kreiselpumpen häufig angewendete Dichtung zwischen rotierenden und feststehenden Pumpenbauteilen. Der Spalt wird durch seine Weite (Spaltweite) und Form derart bemessen, dass er einen möglichst geringen Massestrom (siehe Spaltverlust) durchlässt wie bei mehrstufigen Pumpen bei der Abdichtung der einzelnen Stufen gegeneinander oder in Entlastungseinrichtungen bzw. bei der Abdichtung der Laufradsaugseite gegen die Laufraddruckseite (siehe Spaltdruck). 

Die Weite der Spaltdichtung wirkt sich sowohl auf die Wirtschaftlichkeit als auch auf die Betriebssicherheit einer Kreiselpumpe aus und richtet sich nach folgenden Einflüssen: Wellendurchbiegungen, (auch selbsterregte) Schwingungen, Art der Flüssigkeit, Verschmutzungsgrad, Korngröße der Schmutzteile (siehe Abrasion), Temperatur. So kann sich bei unterschiedlichen Ausdehnungen der rotierenden und feststehenden Bauteile die Spaltweite verändern, aber auch u. U. das Gehäuse verkrümmen. 

Als Formen der Spaltdichtung treten in der Kreiselpumpentechnik hauptsächlich glatte Spalte, Stufen- und Labyrinthspalte auf. Bei Verstopfungsgefahr wie in den Flaschenreinigungsanlagen beim Abspülen der Etiketten haben sich ballige (nach außen gewölbt) und konische (in der Form eines Drehkegels) Spalte bewährt.

Spaltkavitation

Besonders in Spaltdichtungen wie im Laufradspalt (siehe Spaltweite) zwischen Pumpengehäuse und Schaufelspitzen der offenen axialen und halbaxialen Laufräder (ohne äußere Deckscheibe) und in den Dichtspalten am Laufradsaugmund von geschlossenen radialen und halbaxialen Laufrädern können aufgrund des statischen Druckunterschiedes vor sowie hinter dem Spalt und begünstigt durch die scharfen Kanten am Spalt örtlich sehr hohe Strömungsgeschwindigkeiten entstehen. Dadurch stellt sich im Spalt ein entsprechend niedriger statischer Druck ein, der selbst bei noch ausreichendem NPSHA-Wert der Anlage bis auf den Dampfdruck der Flüssigkeit sinken kann. Infolge dieser teilweisen Verdampfung der Spaltflüssigkeit entsteht die Spaltkavitation. 

Hinter dem Spalt in einem Gebiet mit niedrigerer Strömungsgeschwindigkeit implodieren diese Dampfblasen teilweise, was zum Kavitationsverschleiß vor allem am Pumpengehäuse im Bereich des Laufradspaltes führt. 

Ein anderer Teil der Dampfblasen wird von der Förderflüssigkeit in die Hauptströmung getragen und kann dort als Kavitationskeim zur vorzeitigen Entstehung von Kavitation beitragen.

Spaltrohrmotor

Der Spaltrohrmotor ist eine spezielle Bauart des Nassläufermotors, bei dem die Wicklung des Stators durch ein zylindrisches, möglichst dünnwandiges Rohr (bspw. aus Edelstahl oder Kunststoff) im "Luftspalt" der Maschine (im Statorspalt) gegen das Fördermedium geschützt ist. Das Rohr muss mit einem niedrigen oder verschwindenden elektrischen Leitwert ausgeführt sein, wodurch Isolations- und Korrosionsprobleme in der Statorwicklung umgangen werden.

Die Wärmeabfuhr der Statorwicklung ist hingegen erschwert, da sich der Wirkungsgrad aufgrund der Wirbelstromverluste im Statorspaltrohr und der Spaltvergrößerung zwischen Rotor sowie Stator und außerdem durch erhöhte Reibverluste infolge Flüssigkeitsreibung an dem Rotor verschlechtert. 

Der Leistungsbereich der Spaltrohrmotoren liegt zwischen einigen Watt und ca. 2.000 kW. Sie werden überall dort eingesetzt, wo heiße, aggressive, explosive, giftige oder radioaktiv verseuchte Flüssigkeiten gepumpt werden müssen und daher ein hoher Wert auf gekapselte Aggregate ohne Stopfbuchse oder Gleitringdichtung gelegt wird. Dies erfolgt bei der Heizungsumwälz- und Reaktorumwälzpumpe (siehe Reaktorpumpe) sowie bei Prozesspumpen der Chemie und Verfahrenstechnik.
siehe Abb. 1 Spaltrohrmotor

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Spaltrohrmotorpumpe

Die Spaltrohrmotorpumpe ist eine Kreiselpumpe, die nach ihrem Antrieb benannt ist. Sie ist eine stopfbuchslose Pumpe aus einem Werkstoff mit hoher Korrosionsbeständigkeit und arbeitet völlig wartungsfrei. siehe Abb. 1 Spaltrohrmotor

Ein besonders effizienter Antrieb für die Spaltrohrmotorpumpe ist der permanent erregte Synchronmotor (siehe EC-Motor). Durch die Nutzung von Permanentmagneten im Rotor werden die auftretenden Verluste (Erregerverluste) minimiert. Eine mögliche Leckage wird im druckfest gekapselten Motorraum zurückgehalten.

Spaltverlust

Bedingt durch den Unterschied der Drücke vor und hinter dem Laufrad (siehe Spaltdruck) fließt ein Teil des bereits auf höheren statischen Druck gebrachten Fördermediums durch den Spalt zwischen dem stehenden und dem rotierenden Teil der Pumpe zurück (Spaltstrom). 

Der dabei auftretende Leistungsverlust wird als Spaltverlust bezeichnet. Er kann zwischen Laufrad und Pumpengehäuse (siehe Spaltweite), in Spaltdichtungen, an Entlastungseinrichtungen und bei mehrstufigen Pumpen zwischen den einzelnen Stufen auftreten. 

Zur Berechnung des Spaltstroms (Qsp) und für die Spaltverlustleistung (Pv.sp) gilt: 

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Die Spaltverlustleistung wird von der REYNOLDS-Zahl des Spaltstroms, der Oberflächenrauigkeit und Form des Spaltes beeinflusst. Die auf den Leistungsbedarf (P) bezogene Spaltverlustleistung (Pv.sp) ist bei geometrisch ähnlichen Pumpen und Spalten unabhängig von der Baugröße sowie Umfangsgeschwindigkeit, aber stark abhängig von der spezifischen Drehzahl (ns). 

Der grafische Verlauf bei einem einfachen zylindrischen Spaltring am Laufradeintritt mit einer relativen Spaltweite (s/Dsp) von 0,002 und einer relativen Spaltringbreite (b/Dsp) von 0,133 lässt erkennen, dass der Spaltverlust bei spezifischen Drehzahlen ns > 20 min-1 sehr klein ist. siehe Abb. 1 Spaltverlust

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Bei spezifischen Drehzahlen ns < 20 min-1 lohnt sich eine aufwendige Reduzierung des Spaltverlustes etwa durch Verkleinerung des Spaltes. Die Spaltverluste fallen näherungsweise linear mit kleiner werdender Spaltweite. siehe Abb. 2 Spaltverlust

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Der Spaltverlust in Kreiselpumpen kann durch die Verwendung von Profilierungen wie umlaufende Rillen, Waben- oder Zellenprofil vermindert werden. Dabei wird die zentrierende und für die Laufruhe wichtige Rückstellkraft des Spaltes (LOMAKIN-Effekt) reduziert.

Spaltweite

Als Spaltweite wird meist der Abstand zwischen dem rotierenden und feststehenden Bauteil bei Spaltdichtungen bezeichnet. In der Kreiselpumpentechnik hat die Spaltweite eine besondere Bedeutung bei den offenen axialen und halbaxialen Laufrädern. Sie bezeichnet hier den Abstand zwischen Schaufelspitze sowie Gehäusewand und beeinflusst erheblich die Förderdaten der Pumpe. So beträgt die Spaltweite bei den Axialrädern meist ein Promille vom Laufraddurchmesser, mindestens jedoch 0,1 mm. 

Wesentlich größere Spaltweiten sind bei Änderungen der Temperatur des Fördermediums und der Kreiselpumpe im Anlaufvorgang aufgrund der meist unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen der Pumpenbauteile vorzusehen. Die Bemessung der Spaltweite wird von der Art der Lager, dem zulässigen Ausmaß der Spaltkavitation sowie vom Grad und der Art der Verschmutzung des Fördermediums (siehe Feststofftransport) bestimmt.

Spannungsabfall

Der Spannungsabfall beschreibt in der Elektrotechnik eine Potenzialdifferenz zwischen zwei Punkten eines vom Strom durchflossenen elektrischen Widerstandes. Dies entspricht bspw. dem Spannungsverlust über die Länge einer elektrischen Leitung zwischen den Anschlussklemmen der Stromversorgung und der elektrischen Last. Die Höhe des Spannungsabfalls ist vom elektrischen Widerstand und damit vom Durchmesser der Leitung abhängig. siehe Abb. 1 Spannungsabfall

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Spannungsrisskorrosion

Die Spannungsrisskorrosion ist eine Art von Korrosion, die als Rissbildung mit interkristallinem (entlang der Korngrenze des Gefüges) und transkristallinem (durch das Gefügekorn) Verlauf in Metallen unter Einwirkung bestimmter Korrosionsmedien bei rein statischen oder mit überlagerten, niederfrequenten sowie schwellenden Zugbeanspruchungen erscheint. Diese können in Form von Zugspannungen bereits auch als Eigenspannungen im Werkstück vorliegen. Kennzeichnend für die Spannungsrisskorrosion ist eine verformungsarme Trennung, die oft ohne Bildung sichtbarer Korrosionsprodukte vonstatten geht. Es wird dabei ursächlich zwischen elektrolytischer (anodischer) und wasserstoff- oder dehnungsinduzierter Rissbildung unterschieden. siehe Abb. 10 und Abb. 11 Korrosion

Spannungswandler

Ein Spannungswandler ist ein Gerät, das eine elektrische Spannung in eine andere umwandelt. Je nach Art der Ein- und Ausgangsspannung (Gleichspannung bzw. Wechselspannung) unterscheidet man: 

  • Wechselrichter (DC/AC-Wandler, z. B. zur Netzspannungserzeugung in KFZ oder zur Solarstromeinspeisung ins Stromnetz) 
  • Gleichspannungswandler (z. B. Schaltregler zur DC/ DC-Wandlung) 
  • Transformatoren (AC/AC-Wandlung, gleiche Frequenz, z. B. zur Anpassung von Geräten an verschiedene Netzspannungen) 
  • Schaltnetzteile (AC/DC-Wandlung)

Sperrdruckanlage

Zum Betreiben doppeltwirkender Gleitringdichtungen (siehe Wellendichtung) wird ein Sperrdruck benötigt (siehe auch Sperrflüssigkeit). Dieser muss immer höher als der abzudichtende Pumpendruck sein. Er wird von einer Sperrdruckanlage erzeugt, die darüber hinaus die erzeugte Reibwärme abführen und die Leckage nachspeisen muss.

Sperrflüssigkeit

Die zum Betreiben einer doppeltwirkenden Gleitringdichtung (siehe Wellendichtung) benötigte Sperrflüssigkeit (siehe Sperrdruckanlage) ist häufig ein Hydrauliköl oder Wasser. 

Anforderungen 

  • Verträglichkeit mit dem abzudichtenden Medium 
  • gute Schmiereigenschaften 
  • hohe spezifische Wärmekapazität 
  • Umweltfreundlichkeit 

Zur Abführung der Reibungswärme muss die Sperrflüssigkeit zirkulieren.

Spezifische Drehzahl

Die spezifische Drehzahl (ns) ist eine von den Ähnlichkeitsbedingungen ableitbare Kennzahl, die es bei unterschiedlichen Betriebsdaten (Förderstrom und -höhe im Punkt optimalen Wirkungsgrades eines Pumpenlaufrades sowie die Drehzahl) gestattet, Laufräder verschiedener Baugrößen miteinander zu vergleichen und ihre optimale Bauform sowie die Form der zugehörigen Kennlinien zu klassifizieren.
siehe Abb. 1 Spezifische Drehzahl

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Als gedachte Drehzahl eines geometrisch ähnlich veränderten Laufrades mit dem Förderstrom (Qopt) von 1 m3/s und einer Förderhöhe (Hopt) von 1 m im Punkt des besten Wirkungsgrades hat die spezifische Drehzahl dieselbe Einheit wie die Drehzahl: 

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Zu einer dimensionslosen Kennzahl DIN 24260 gelangt man mit folgender Gleichung:

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Zwischen den Zahlenwerten der dimensionsbehafteten und der dimensionslosen Kennzahlen besteht der Zusammenhang

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Bei mehrstufigen Pumpen ist für Hopt die Bestförderhöhe einer Stufe und bei zweiströmigen Laufrädern für Qopt den Bestförderstrom einer Laufradhälfte einzusetzen. 

Mit wachsender spezifischer Drehzahl werden die Laufräder mit zunächst noch radialem Austritt mehr und mehr halbaxial ("diagonal") und schließlich axial durchströmt. Zur graphischen Ermittlung von ns:
siehe Abb. 2 Spezifische Drehzahl

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Auch die Leitvorrichtungen an den radialen Gehäusen wie das Spiralgehäuse werden immer voluminöser, solange eine Abführung der Strömung in radialer Richtung noch möglich ist. Schließlich kann die Strömung nur noch axial wie z. B. in Rohrgehäusen abgeführt werden. Der Zahlenwert der spezifischen Drehzahl wird auch bei der Auswahl von Einflussfaktoren zur Umrechnung von Pumpenkennlinien bei der Förderung von höher viskosen (siehe Viskosität) oder feststoffhaltigen Flüssigkeiten benötigt. 

In den angelsächsischen Ländern wird die spezifische Drehzahl nach EN 12723 und ISO 9906 mit engl. type number K bezeichnet; in den USA mit Ns (pump specific speed), wobei dort die Einheiten für den Förderstrom in gallons/min, die Förderhöhe in foot und die Drehzahl in min-1 angegeben wird. Die Umrechnungsfaktoren sind:

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Spezifische Förderarbeit

Die spezifische Förderarbeit (Y) ist die von der Kreiselpumpe auf die Förderflüssigkeit übertragene nutzbare mechanische Arbeit, die sich auf die Masse der geförderten Flüssigkeit bezieht. Die SI-Einheit ist Nm/kg oder in SI-Einheiten m2/s2. Zwischen der Förderhöhe (H) und der spezifischen Förderarbeit (Y) besteht die Beziehung:

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Sie zeigt den Verlauf der spezifischen Förderarbeit Y längs einer Pumpenanlage.
siehe Abb.1 Spezifische Föderarbeit

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Spezifische Saugzahl

Die nach der Norm EN 12723 definierte spezifische Saugzahl nss dient zur Kennzeichnung des Saugverhaltens von Kreiselpumpen. Sie ist aus Ähnlichkeitsbedingungen für Kavitationszustände abgeleitet und berechnet sich formal analog wie die spezifische Drehzahl ns. Die spezifische Saugzahl hat die SI-Einheit min-1, ihr Zahlenwert ergibt sich aus nachfolgender Gleichung, in der die Größen in den angegebenen Einheiten einzusetzen sind. Die spezifische Saugzahl ist: 

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Bei zweiströmigen Pumpen ist Qopt für den Bestförderstrom einer Laufradhälfte einzusetzen. In den USA wird die spezifische Saugzahl (suction specific speed) mit Nss bezeichnet: 

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Die spezifische Saugzahl ermöglicht eine von den individuellen Auslegungsdaten (Drehzahl, Förderstrom, Baugröße) unabhängige Beurteilung und Vergleichbarkeit des Saugverhaltens von Kreiselpumpen. Grundsätzlich ist das Saugverhalten einer Pumpe umso besser, je größer deren spezifische Saugzahl ist. 

Während mit sorgfältig gestalteten und gefertigten, jedoch nicht speziell als Sauglaufrad ausgeführten Laufrädern spezifische Saugzahlen bis etwa 240 min-1 erreichbar sind, lassen sich bei Pumpen mit speziellen Sauglaufrädern auch größere und bei Pumpen mit Vorsatzlaufrädern (Inducern) deutlich größere Werte erzielen. Es ist jedoch zu beachten, dass Pumpenausführungen, die auf sehr hohe spezifische Saugzahlen und damit auf den möglichen Einsatz bei sehr niedrigen NPSHA-Werten der Anlage abzielen, unter Umständen gewisse Kompromisse im Hinblick auf andere hydraulische Eigenschaften, bspw. den Wirkungsgrad, bedingen.

Bei Kreiselpumpen mit radialen Laufrädern besteht keine determinierte Abhängigkeit der spezifischen Saugzahl von der spezifischen Drehzahl ns. Unter Verwendung eines durchschnittlichen Wertes der spezifischen Saugzahl von etwa 200 min-1, wie er von standardmäßig gestalteten und hergestellten Pumpen ohne Sonderausführung zur Verbesserung des Saugverhaltens erreicht werden kann, lässt sich bspw. im Projektierungsstadium einer Pumpenanlage für einen vorgegebenen Förderstrom Qopt bereits abschätzen, welcher NPSHA-Wert der Anlage bei einer gewählten Pumpendrehzahl minimal möglich ist oder welche Pumpendrehzahl bei einem bereits festgelegten NPSHA-Wert der Anlage maximal möglich ist.

Spiralgehäusepumpe

Die Spiralgehäusepumpe ist die am häufigsten gebaute Kreiselpumpe, deren Kennzeichen das spiralförmige Pumpengehäuse ist. Es ist typisch für einstufige Kreiselpumpen. 

Es gibt Bauarten, deren Hauptmaße nach EN 733, EN 22858, ISO 2858 und ISO 5199 genormt sind, deren Normung aber noch weiten Raum für zahlreiche Varianten zulässt. siehe Abb. 1 bis 6 Spiralgehäusepumpe

Die Spiralgehäusepumpe ist meist einstufig, gelegentlich auch zweistufig (mehrstufige Pumpe). siehe Abb. 2 Pipelinepumpe

Üblich ist sowohl die einströmige als auch zweiströmige Ausführung (mehrströmige Pumpe). Entsprechend einem Bereich der spezifischen Drehzahl von etwa 12 bis 70 min-1 (in Einzelfällen bis 100 min-1 und mehr) umfassen die Laufräder eine radiale bis halbaxiale Bauform. 

Der Ausgleich des Axialschubs erfolgt durch 

  • Aufnahme durch ein Drucklager 
  • Entlastungsbohrungen in der Radseitenwand, meist in Verbindung mit einem auf der Laufradseite angeordneten, zweiten Dichtspalt
    siehe Abb. 1 und 2 Spiralgehäusepumpe
    und Abb. 7, 8 und 10 Axialschub
  • Rückenschaufeln siehe Abb. 9 Axialschub
  • spiegelbildliche Anordnung der Laufräder ("back-to-back") bei zweiströmigen oder zweistufigen Spiralgehäusepumpen
    siehe Abb.3 und 4 Axialschub
    siehe Abb. 18 und 19 Laufrad

Teilung der Pumpengehäuse 

  • quer zur Welle (siehe Querteilung)
    siehe Abb. 1, 2, 4 und 5 Spiralgehäusepumpe
  • in Wellenebene (siehe Längsteilung)
    siehe Abb. 3 Spiralgehäusepumpe

Die Spiralgehäusepumpe wird als Vertikal- sowie Horizontalpumpe gebaut und die Pumpenwelle kann einseitig oder beidseitig des Laufrades in Wälz- bzw. Gleitlagern geführt sein. Die Lagerung der horizontalen Spiralgehäusepumpe mit einseitig gelagerter Welle ist integriert: 

  • in der Antriebsmaschine
    siehe Abb. 2 Spiralgehäusepumpe  (siehe auch Blockpumpe
  • im Lagerträger
    siehe Abb. 1 und 4 Spiralgehäusepumpe 
  • im Lagerstuhl
    siehe Abb. 5  Spiralgehäusepumpe 

Der Lagerträger entspricht der Prozessbauweise. Dagegen hat der Lagerstuhl den Vorteil, dass er die vom Laufrad auf die Welle übertragenen radialen und axialen Kräfte direkt auf das Pumpenfundament überträgt und so kleinere Grundplatten gestattet. 

Der Pumpendruckstutzen kann tangential an das Spiralgehäuse angeschlossen werden oder ist unter Zwischenschaltung eines "Schwanenhalses" in der Wellenebene radial angeordnet. Er kann oben, unten oder an den Seiten liegen, sofern etwaige am Spiralgehäuse angebrachte Pumpenfüße nicht stören. Bei einseitig gelagerten Spiralgehäusepumpen weist der Pumpensaugstutzen häufig in die axiale Richtung; bei Inlinepumpen und bei beidseitig gelagerten Spiralgehäusepumpen in radiale oder tangentiale Richtung. Anstelle der radialen oder halbaxialen Laufräder können je nach Bedarf Sonderräder wie Ein- oder Mehrkanalräder eingebaut werden. Gelegentlich wird zur Verbesserung des Pumpenwirkungsgrades und zum Ausgleich des Radialschubes bei großen Spiralgehäusepumpen zwischen Laufrad und Spirale auch ein Leitrad angeordnet. 

Dem Radialschubausgleich dient auch die Doppelspirale, zwei zentralsymmetrisch um 180° versetzt angeordnete Spiralen, die aber meistens in einem gemeinsamen Druckstutzen enden. siehe Abb. 6 Spiralgehäusepumpe 

Je nach Fördermedium oder Grad der Wartungsfreiheit können alle Arten der Wellendichtungen eingebaut werden. Kühlung oder Heizung der Spiralgehäusepumpe wie bei chemischen Prozessen ist möglich. siehe Abb. 12 Pumpengehäuse

Bezeichnung der Spiralgehäusepumpen 

  • nach ihrem Antrieb, z. B. Spaltrohrmotor- oder Blockpumpe 
  • nach ihrem Verwendungszweck, z. B. Wasserversorgungs-, Schiffs-, Chemie- oder Feuerlöschpumpe 
  • nach ihrem Fördermedium, z. B. Abwasser-, Dickstoff- oder Wärmeträgerpumpe 
  • nach dem Material des Spiralgehäuses, z. B. Kunststoff- oder Beton-Spiralgehäusepumpe 

Der Begriff Spiralgehäusepumpe kann daher nur einen von vielen Aspekten zum Ausdruck bringen.

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SPS

Die Bezeichnung SPS ist die Abkürzung für "Speicherprogrammierbare Steuerung" und steht für ein rechnerbasiertes Steuergerät. So steuert oder regelt sie (meist elektronisch) Maschinen und Anlagen. Die Funktionalität wird durch eine Anwendung festgelegt, die relativ einfach als Software mittels genormter Fachsprachen zu erstellen ist. Die Sensoren und Aktoren sind dabei mit dieser Baugruppe analog oder (zunehmend auch) digital über einen Datenbus (siehe Bus) verbunden, wodurch der Verdrahtungsaufwand verringert wird. 

Eine SPS verarbeitet in zyklischen Programmen die Signale der angeschlossenen Sensorik, berechnet erforderliche Reaktionen und steuert die angeschlossenen Aktoren entsprechend an. Die Anwendung liefert dabei immer den aktuellen Zustand der Sensoren, sodass der Anwender die Aktoren entsprechend steuern kann, um gewünschte Ergebnisse zu erhalten.

Stationäre Strömung

Die Strömung eines Fluids ist stationär, wenn die Geschwindigkeit, der Druck und alle Stoffwerte wie die Dichte und Viskosität an jeder Stelle des Strömungsfeldes von der Zeit unabhängig sind. Sie ist dabei grundsätzlich nur im Zustand des Gleichgewichtes (Beharrungszustand) möglich. Die turbulente Strömung ist im strengen Sinne eine instationäre, da deren Schwankungen statistisch unregelmäßige, zeitabhängige Vorgänge sind. Sie lässt sich praktisch mit ausreichender Genauigkeit wie eine stationäre Strömung behandeln, wenn die zeitlich gemittelten Werte von Geschwindigkeit, Druck usw. betrachtet werden. 

Dasselbe gilt für die Absolutgeschwindigkeit in unmittelbarer Nähe und innerhalb der Laufräder von Kreiselpumpen, die aufgrund der endlichen Schaufelzahl streng genommen (periodisch) instationär ist. Sie wird jedoch im Sinne der zeitlich gemittelten Werte als stationäre Strömung aufgefasst.

Statischer Druck

Der statische Druck bezeichnet den Druck, der von einer sich mit dem Fluid bewegenden Sonde gemessen würde. In der Kreiselpumpentechnik ist es üblich unter Druck einen statischen Druck zu verstehen.

Stator

Der Stator wird bei Elektromotoren auch als Ständer bezeichnet und ist ein feststehender, nicht beweglicher Teil einer elektrischen Maschine. Er fungiert meist zugleich als Gehäuse und dient als gemeinsamer Kern für die Induktionsspulen. Das Gegenteil ist der Rotor.