Jakie są funkcje pomp jednoślimakowych?

Trzy podstawowe funkcje Pompy jednoślimakowe

Pompa jednośrubowa (znana również jako pompa wnękowa progresywna) spełnia trzy podstawowe funkcje: mierzony przepływ lepkich płynów , niskopulsacyjny transfer materiałów wrażliwych na ścinanie , i samozasysające podnoszenie mieszanin wielofazowych . W przeciwieństwie do pomp odśrodkowych, pompa jednośrubowa zapewnia stałe, liniowe natężenie przepływu wprost proporcjonalne do jej prędkości obrotowej — zazwyczaj osiągając sprawności objętościowe powyżej 95% w szerokim zakresie ciśnień.

Ta wyjątkowa wydajność sprawia, że ​​jest niezastąpiony w różnych gałęziach przemysłu, od ropy i gazu po przetwórstwo żywności i oczyszczanie ścieków. Poniżej omawiamy każdą funkcję na podstawie mierzalnych danych i praktycznych przykładów.

Funkcja 1: Dokładne dozowanie i dozowanie płynów o dużej lepkości

Pompy jednośrubowe działają jako urządzenia pomiarowe wyporowe . Każdy obrót przemieszcza stałą objętość (od 0,005 do ponad 2500 litrów) niezależnie od ciśnienia tłoczenia. Dokładność natężenia przepływu zazwyczaj pozostaje w granicach ±0,5% do ±1% gdy mają odpowiedni rozmiar.

Przykład z życia wziętego: wtrysk polimeru na polach naftowych

W procesie ulepszonego odzyskiwania oleju (EOR) operatorzy wtryskują roztwory polimerów o lepkości do 10 000 cP . Pompa jednośrubowa dozuje precyzyjnie 2,5 l/min przed naciskami 40 barów (580 psi) . Pompy odśrodkowe utraciłyby wydajność powyżej 1000 cP i nie byłyby w stanie utrzymać liniowego dozowania. Wynik: stały wtrysk polimeru zmniejsza ilość odpadów chemicznych nawet o 15% rocznie na dołek.

• Zakres lepkości: 1 cP do 1 000 000 cP (np. ropa ciężka, melasa, szlam)
• Liniowość natężenia przepływu: R² > 0,999 od 10% do 100% prędkości silnika
• Wydajność ciśnieniowa: do 48 barów (700 psi) w wersjach jednostopniowych, wielostopniowych przekraczają 240 barów (3480 psi)

Funkcja 2: Obróbka materiałów o niskiej pulsacji i wrażliwości na ścinanie

Delikatne pompowanie pompy jednośrubowej jest jedną z jej najbardziej cenionych funkcji. W przeciwieństwie do pomp tłokowych lub krzywkowych, ciecz porusza się osiowo bez turbulencji i szybkich skoków ciśnienia. Szybkości ścinania są zazwyczaj poniżej 200 s⁻¹ — porównywalne z mieszaniem przy niskim ścinaniu. Pozwala to zachować integralność produktu w przypadku delikatnych materiałów.

Dane dotyczące redukcji ścinania

W kontrolowanym teście pompowania kultur jogurtowych (płynu biologicznego wrażliwego na ścinanie) zastosowano pompę jednoślimakową liczba żywych komórek powyżej 95% po 10 godzinach recyrkulacji. Pompa krzywkowa w identycznych warunkach zmniejszyła żywotność do 72% . Dla przetwórców żywności oznacza to dłuższy okres przydatności do spożycia i lepszą konsystencję produktu.

Funkcja 3: Samozasysanie i podnoszenie mieszaniny wielofazowej

Pompy jednoślimakowe mogą podnosić płyny z wysokości ssania do 8,5 metra (28 stóp) słupa wody w suchych warunkach oraz 9,5 metra (31 stóp) kiedy jest zagruntowany. Co ważniejsze, obsługują jednocześnie mieszaniny gazu, cieczy i ciała stałego – jest to funkcja tzw pompowanie wielofazowe . Udział objętościowy gazu (GVF) do 80% są możliwe bez blokady parowej.

Praktyczny przykład: Pompowanie szumowiny ściekowej

W miejskiej oczyszczalni ścieków szumowiny zawierają 40% powietrza, 55% wody i 5% tłuszczu/ciał stałych . Pompa jednośrubowa transportuje tę mieszaninę ze zbiornika DAF (flotacja rozpuszczonym powietrzem) do fermentatora o godz 12 m³/godz . Pompy odśrodkowe utraciły siłę zasysania w ciągu 10 minut , natomiast pompy membranowe zatykały się co 2 godziny. Pompa jednośrubowa działała 2000 godzin bezawaryjnie, redukując koszty konserwacji o 8000 euro rocznie .

• Maksymalny rozmiar cząstek stałych: do 15 mm (w zależności od twardości elastomeru stojana)
• Czas pracy na sucho samozasysania: typowo 30-60 sekund (przy odpowiednim doborze materiału)
• Limit wielofazowego GVF: 0% do 80% bez wyposażenia pomocniczego

Często zadawane pytania: Często zadawane pytania dotyczące funkcji pompy jednoślimakowej

1. Czy pompa jednośrubowa może pracować na sucho?

Tak, ale tylko dla krótkie czasy trwania (30-60 sekund) . Stojan (zazwyczaj elastomer) wymaga smarowania płynem i chłodzenia. Długotrwała praca na sucho uszkadza stojan i wirnik. W przypadku zastosowań z przerywanymi okresami suszy należy określić stojany wykonane z elastomerów wysokotemperaturowych (np. FKM lub HNBR) lub dodaj czujnik zabezpieczający przed pracą na sucho.

2. Jaki jest typowy zakres wydajności?

Oferta pomp jednoślimakowych wydajność objętościowa od 85% do 98% w normalnych warunkach pracy. Ogólna sprawność mechaniczna (w tym silnika i skrzyni biegów) waha się od 55% do 75% , czyli 10-20% wyższa niż w przypadku pomp odśrodkowych przy lepkości powyżej 1000 cP.

3. Jak zmienia się natężenie przepływu wraz z lepkością?

W odróżnieniu od pomp odśrodkowych, natężenie przepływu pompy jednośrubowej pozostaje prawie stałe przy zmianach lepkości . Podwojenie lepkości z 1000 cP do 2000 cP zmniejsza przepływ o mniej niż 2% ze stałą prędkością. Dzięki temu idealnie nadają się do dozowania dodatków, gdzie lepkość paszy zmienia się wraz z temperaturą.

4. Jakie są najczęstsze tryby awarii wpływające na te funkcje?

1. Zużycie stojana – zmniejsza wydajność objętościową; typowa długość życia 4000-8000 godzin w zawiesinach ściernych.
2. Korozja wirnika – prowadzi do poślizgu i utraty ciśnienia; stosować materiały 316SS lub duplex dla pH < 4 lub > 10.
3. Uniwersalna awaria stawu – powoduje pulsację; wymienić każdy 10 000-15 000 godzin w służbie ciągłej.

5. Jakie jest maksymalne ciśnienie na stopień?

Zazwyczaj dostarcza jednostopniowa pompa jednośrubowa 6 do 12 barów (87 do 174 psi) różnica ciśnień. Każdy kolejny etap dodaje podobne ciśnienie. Do zastosowań wysokociśnieniowych, takich jak zasilanie metodą odwróconej osmozy (do 40 bar) , użyj konfiguracji 4-stopniowej lub 6-stopniowej. Każdy stopień zawiera jeden zestaw wnęk rotor-stator.

Przewodnik po wyborze: Dopasowanie funkcji do potrzeb aplikacji

Aby wybrać właściwą pompę jednośrubową do swojej funkcji, oceń trzy parametry w oparciu o poniższą tabelę:

W przypadku większości zastosowań przemysłowych kombinacja pomp jednośrubowych precyzja dozowania, niskie ścinanie i możliwość pracy wielofazowej sprawia, że jest to najbardziej wszechstronna pompa wyporowa. Gdy płyn jest zbyt gęsty dla pomp odśrodkowych lub zbyt delikatny dla pomp tłokowych, funkcjonalną odpowiedzią jest pompa jednośrubowa.