naar top
Menu
Logo Print
06/11/2018 - BRAM THIRY

ER IS EEN WAAIER VOOR IEDERE TOEPASSING

Een overzicht van verschillende waaiertypes

Centrifugaal- en dompelpompen hebben één ding gemeen, er is geen enkele maat of soort die geschikt is voor alle mogelijke toepassingen. Alleen al de waaier bestaat in heel wat verschillende types, elk met hun specifieke voordelen en toepassingsgebieden. Dit artikel geeft een overzicht van de verschillende waaiertypes.

Samenstelling van een centrifugaalpomp met in het midden de waaier
Samenstelling van een centrifugaalpomp met in het midden de waaier

 

De waaier is het belangrijkste onderdeel van een pomp. Wanneer de waaier ronddraait, genereert hij de kracht die vereist is om de vloeistof te verpompen. Om aan de eisen van alle toepassingen te voldoen, zijn er een groot aantal verschillende waaiervormen ontwikkeld.

 

Er bestaan heel wat verschillende  	types en maten van waaiers, elk met hun eigen toepassingsgebieden
Er bestaan heel wat verschillende  types en maten van waaiers, elk met hun eigen toepassingsgebieden

WELK WAAIERTYPE KIEZEN?

Verschillende factoren bepalen bij een gegeven toerental het aangewezen waaiertype:

  • de aard van de vloeistof,
  • het debiet,
  • de opvoerhoogte.

Bovendien is het gewenst dat de pomp zo weinig mogelijk energie verbruikt om het rendement maximaal te houden.
Het is om verschillende redenen echter niet altijd mogelijk om te kiezen voor een waaiertype dat het beste rendement genereert.

Transporteren van verontreinigd water

Bij het transporteren van sterk verontreinigd water is het voorkomen van verstoppingen belangrijker dan een hoog rendement. In dit geval kies je beter voor een pomp met een ruime waaierdoorlaat (open of halfopen waaier). De opvoerhoogte van een pomp wordt sterk bepaald door de diameter en het toerental van de waaier. Afhankelijk van het gewenste debiet moet de waaier een bepaalde doorlaat hebben.

Transporteren van propere vloeistoffen

Voor schone vloeistoffen wordt de waaiervorm in belangrijke mate bepaald door het debiet, de opvoerhoogte en het toerental. Voor een hoge opvoerhoogte worden, in plaats van één waaier met een grote diameter, meerdere waaiers achter elkaar gemonteerd; een meertrapspomp. De vloeistof die uit de eerste waaier komt, wordt naar de zuigopening van de volgende waaier gevoerd, waar de opvoerhoogte verder wordt verhoogd.

"De aard van de vloeistof, het debiet en de opvoerhoogte bij een gegeven toerental bepalen de aangewezen waaier"

 

DE VERSCHILLENDE WAAIERTYPES

Open waaiers

Open waaiers zijn geschikt voor het verpompen van sterk verontreinigde vloeistoffen
Open waaiers zijn geschikt voor het verpompen van sterk verontreinigde vloeistoffen

Speciaal ontwikkeld voor verpompen van sterk verontreinigde vloeistoffen. De waaierschoepen zijn niet tussen zijwanden geplaatst, zodat de waaier vaste bestandsdelen kan verpompen. De toelaatbare afmetingen van de verontreinigingen (de korrelgrootte) zijn afhankelijk van de schoephoogte. Open waaiers vind je vooral in kleinere pompen en pompen die zwevende vaste stoffen hanteren.

Voordelen:

  • veelal sneller en gemakkelijker te reinigen en te repareren. 

Nadelen

  • zwakker dan gesloten of halfopen waaiers. 

Gesloten waaier

Gesloten waaiers worden voornamelijk gebruikt in grotere pompen met zuivere vloeistoffen
Gesloten waaiers worden voornamelijk gebruikt in grotere pompen met zuivere vloeistoffen

Gesloten waaiers hebben een achter- en voorwand. De schoepen zijn ten opzichte van de draairichting achterovergebogen. Ze kunnen enkel- of dubbelgekromd zijn. Gesloten waaiers worden voornamelijk in grotere pompen met zuivere vloeistoffen gebruikt. Ze zijn niet geschikt voor sterk vervuilde vloeistoffen en zijn moeilijk schoon te maken als ze verstopt raken. 

Voordelen:

  • grotere sterkte
  • groot rendement (interne lekkage tot minimum beperkt)
  • hoge drukken en capaciteiten

Nadelen:

  • dubbelgekromde schoepen zijn moeilijker te maken en dus in vele gevallen duurder

Halfopen waaiers

Een halfopen waaier is een combinatie van een open waaier en een gesloten waaier
Een halfopen waaier is een combinatie van een open waaier en een gesloten waaier

Een halfopen waaier is een combinatie van een open waaier en een gesloten waaier. Ze hebben een achterwand die kracht toevoegt aan de waaier. De schoepen draaien met een geringe speling langs de wand van het pomphuis, die soms ter plaatse voorzien is van een slijtplaat. Halfopen waaiers tref je voornamelijk aan bij het verpompen van licht verontreinigde vloeistoffen.

Voordelen:

  • Rendement hoger dan bij open waaier
  • Kan meer vaste bestanddelen verpompen dan een gesloten waaier

Nadelen:

  • Rendement slechter dan bij gesloten waaier
  • Kan minder vaste bestandsdelen verpompen dan open waaier
  • Beperktere efficiëntie

Waaiers voor radiale stroming

Waaiers voor radiale stroming laten de vloeistof loodrecht op de pompas naar de buitenkant van de pomp bewegen. Waaiers voor radiale stroming worden vaak gebruikt in circulatiepompen, pompen voor machinale bewerking, pompen voor ketelvoeding en industriële pompen met een debiet van maximaal 30 m³/uur. Ook de meeste eentrapspompen maken gebruik van een waaier voor radiale stroming. 

Voordelen:

  • Relatief hoge druk in verhouding met het debiet. 

Waaiers voor semi-axiale stroming

De werking van waaiers voor semi-axiale stroming is vergelijkbaar met die van waaiers voor radiale stroming. Waaiers voor semi-axiale stroming onderwerpen de vloeistof echter ook aan een zekere axiale stroming om het rendement te verhogen. Ze worden gebruikt in pompen voor grote waterinnames of distributiedoeleinden, zoals bij watervoorziening, besproeiing en koeltoepassingen.

Voordelen:

  • Hoger rendement en groter debiet dan bij waaiers voor radiale stroming

Kanaalwaaiers

Kanaalwaaiers kunnen vaste stoffen met een partikeldoorsnede van 80 mm transporteren. Daarom worden ze vaak gebruikt in pomptoepassingen voor afvalwater, dat naast vloeibare stoffen ook papier, fecaliën en andere vervuilingen kan bevatten. Kanaalwaaiers zijn er als eenkanaalwaaier, tweekanaalwaaier en tevens in halfopen constructies.

Nadelen:

  • Relatief laag rendement

Vortexwaaiers

Een vortexwaaier dankt zijn naam aan de wervelingen die hij in het pomphuis genereert
Een vortexwaaier dankt zijn naam aan de wervelingen die hij in het pomphuis genereert

Een vortexwaaier dankt zijn naam aan de wervelingen die hij in het pomphuis genereert. De waaier lijkt op een halfopen waaier, maar hij is 'teruggetrokken' geplaatst in het pomphuis. Hierdoor komt hij maar met een klein gedeelte van de pompvloeistof in aanraking. Dankzij de grote ruimte tussen het pomphuis en de waaier kunnen zeer grote vaste bestandsdelen, zand en vezels verstoppingsvrij verpompt worden. Vortexwaaiers zijn minder efficiënt dan kanaalwaaiers en worden daarom voornamelijk gebruikt in kleinere afvalwatertoepassingen met grote hoeveelheden vezels en zand, en waarbij betrouwbaarheid belangrijker is dan rendement. Vanwege het lage rendement worden vortexwaaiers vaak enkel ingezet bij probleemgevallen.

Voordelen:

  • Zeer grote vaste bestanddelen verstoppingsvrij te verpompen

Nadelen:

  • Minder efficiënt dan kanaalwaaiers
  • Relatief laag rendement

Waaiers voor axiale stroming

Een waaier voor axiale stroming is een propeller aan een motoras, die zich in een buis bevindt. De propeller stuwt de vloeistof door de buis. Deze waaiers creëren weinig druk, maar leveren een zeer hoog debiet, tot meer dan 40.000 m³/uur. Pompen met waaiers voor axiale stroming worden vooral toegepast voor de circulatie van vloeistoffen tussen tanks in afvalwaterzuiveringsinstallaties en voor overstromingsbeheersing, waarbij grote hoeveelheden water met een lage opvoerhoogte moeten worden verpompt.

Voordelen:

  • Zeer hoog debiet 

"De opvoerhoogte van een pomp wordt sterk bepaald door de diameter en het toerental van de waaier. Afhankelijk van het gewenste debiet moet de waaier een bepaalde doorlaat hebben"

 

WAAIERMATERIALEN

Waaiers worden vervaardigd in tientallen verschillende materialen. De keuze ervan hangt af van verschillende parameters:

  • PH-waarde van water;
  • Wateronzuiverheden;
  • Lucht- en dampopsluiting;
  • Vloeiturbulentie;
  • Vloeistofdruk;
  • Vloeistoftemperatuur;
  • Pompbelastingstype;
  • Eindgebruik van water.
Een bronzen gesloten waaier is relatief eenvoudig te bewerken en te gieten
Een bronzen gesloten waaier is relatief eenvoudig te bewerken en te gieten

Voor waaiers wordt het materiaal gekozen op basis van zijn geschiktheid voor gieten, bewerkbaarheid, sterkte, cavitatiebestendigheid, slijtvastheid en corrosiebestendigheid. Gietijzeren waaiers worden vooral gebruikt vanwege hun lagere initiële kosten. Ze zijn echter niet goed bestand tegen slijtage en corrosie. Messing wordt soms gebruikt voor stoom en water, maar niet voor zeewatertoepassingen, omdat de corrosieweerstand onvoldoende is. Relatief gezien, heeft brons een betere bewerkbaarheid en gieteigenschappen. Bronzen waaiers hebben ook een matige cavitatiebestendigheid. Voor een hogere weerstand tegen cavitatie- en corrosieschade (voor zoet- en zeewater) kan fosforbrons of nikkelaluminiumbrons worden gebruikt.

Om heet of koud water te pompen, wordt temperatuurbestendig staal gebruikt om de waaier te bouwen. Als een centrifugaalpomp wordt gebruikt voor een chemische pijpleiding, wordt er roestvast staal gebruikt. Sinds enkele jaren hebben heel wat fabrikanten hun gamma van bronzen waaiers uitgebreid of vervangen door superieure roestvaste staallegeringen.

"Om een betrouwbare en efficiente werking van pompen te garanderen, is er nood aan geschikte corrosiepreventie- en beschermingsstrategieen"

 

COATINGS BESCHERMEN EN VERBETEREN POMPEFFICIENTIE

Waaiers met een coating zijn beter beschermd en verhogen de pompefficiëntie
Waaiers met een coating zijn beter beschermd en verhogen de pompefficiëntie

Pompen zijn van cruciaal belang voor industriële en agrarische bedrijfsprocessen. De meeste van deze pompen worden blootgesteld aan extreme omgevingscondities zoals variabele temperaturen en stroomsnelheden. Het verpompte water bevat mogelijk corrosieve verontreinigingen en schurende vaste stoffen. Een betrouwbare en efficiënte pompwerking veronderstelt gepaste corrosiepreventie- en beschermingsstrategieën.

"Het gebruik van coatings beschermt de waaier en helpt het stroomverbruik te verminderen en de hydraulische eigenschappen te verbeteren"

Lager verbruik & betere hydraulische eigenschappen

Coatings beschermen de waaier en helpen om het stroomverbruik te verminderen en de hydraulische eigenschappen te verbeteren door de oppervlakteafwerking van de pomp te veranderen. In feite is het verlies aan efficiëntie te wijten aan wrijvingskrachten tussen het fluïdum en de wanden, de versnelling en vertraging van het fluïdum, en de verandering in fluïdumstroomrichting. Met het oog op de beste prestaties en waterpompefficiëntie proberen fabrikanten een zo glad mogelijk waaieroppervlak te creëren met behulp van erosie- en corrosiebestendige polymeercoatings. Die zijn specifiek ontworpen om de efficiëntie van vloeistofverwerkingssystemen te verbeteren en metalen te beschermen tegen erosie en corrosie. Ze maken het mogelijk dat water of andere waterige oplossingen gemakkelijk over het oppervlak van de coating glijden.

Hydrofobe epoxycoatings

In vele gevallen wordt er gekozen voor hydrofobe epoxycoatings, die metaal tot vijftien keer gladder maken dan gepolijst roestvrij staal. Als gevolg van het gladdere oppervlak en een vermindering van de stromingsweerstand en de wrijving verbetert de hydraulische prestatie van de pomp.