Прогресивни кухинни помпи: ротор, статор и приплъзване обяснява как ротор с един лоб, въртящ се в еластомен статор с два лоба, произвежда плавен, с ниско срязване и почти без пулсации поток, и защо пасването с натиск между двете части определя работните характеристики и режимите на повреда. Прогресивните кухинни помпи (PCP), известни още като ексцентрични винтови помпи, са подходящи за вискозни, чувствителни на срязване, абразивни или със съдържание на твърди частици течности, с които центробежните помпи се справят слабо.
Роторът е спирален винт с един лоб, обикновено от закален хром-покрит стомана или корозионно-устойчива сплав, обработен с ексцентрична геометрия. Той се върти в еластомен статор с профил на двойна спирала: с един лоб повече от ротора и с два пъти дължината на пич-а. Това несъответствие образува запечатани кухини между ротора и статора, които прогресират непрекъснато от всмукване към нагнетяване. Тъй като кухините се придвижват с постоянна скорост на оборот, потокът остава почти без пулсации и до голяма степен независим от налягането на нагнетяване, докато приплъзването не стане значително, което прави конструкцията подходяща за дозиране и за течности, които не понасят срязване от импелера.
Приплъзването е вътрешен обратен поток от нагнетяване към всмукване през зазора между ротор и статор на всеки границов участък на кухината. В нова помпа с правилно пасване с натиск приплъзването е минимално. То се увеличава при:
Тъй като приплъзването нараства с налягането, дебитът при висок напор може да падне значително под теоретичното изместване, затова оразмеряването трябва да използва коригирана по налягане крива на производителя, а не стойността при нулев напор. Тенденция на нарастващо приплъзване при постоянни обороти и налягане е ранна и надеждна индикация за износване на статора или ротора.
Еластомерният статор разчита изцяло на изпомпваната течност за смазване и охлаждане. Ако помпата работи на сухо, дори за няколко секунди, триенето по уплътнителните линии може да надвиши термичния предел на еластомера за секунди, изгаряйки, образувайки мехури и разкъсвайки статора. Такъв статор не подлежи на ремонт; той трябва да бъде заменен. Понеже щетите настъпват толкова бързо, защитата трябва да бъде автоматична, а не процедурна: превключватели за ниско всмукателно налягане или ниво, сензори за работа на сухо и интерлокове, които изключват двигателя преди операторът да успее да реагира.
Еластомерните елементи на статора набъбват или се свиват извън своята съвместима зона. Малко набъбване е нормално и може да помогне за поддържане на пасването с натиск с напредване на възраста на еластомера, но прекомерното набъбване затваря зазорите до степен, при която въртящият момент и консумацията на мощност нарастват, понякога достатъчно за да блокират двигателя. Прекомерното свиване прави обратното — отваря уплътнителната линия и увеличава приплъзването. Изборът на еластомер трябва да съответства на технологичната течност, температурния режим и всички CIP химикали, а не само на основния продукт. Работните температурни диапазони варират при различните производители и марки; цифрите по-долу са общо указание и не заменят техническия лист.
| Еластомер | Типичен температурен диапазон | Подходящ за | Да не се използва с |
|---|---|---|---|
| NBR (нитрил) | прибл. -30 до 100°C | Минерални масла, общи въглеводороди, вода | Излагане на озон/UV, силни окислители |
| HNBR | прибл. -25 до 150°C | Абразивни суспензии, масла при по-високи температури | Ароматни разтворители |
| FKM (флуороеластомер) | прибл. -20 до 200°C | Агресивни химикали, високи температури | Гореща вода, пара, кетони |
| EPDM | прибл. -40 до 150°C | Вода, кондензат от пара, каустични CIP химикали | Минерални масла, въглеводороди |
Двойката ротор-статор е основният износващ се компонент; интервалите за подмяна зависят повече от съдържанието на абразиви, диференциалното налягане и историята на работа на сухо, отколкото от календарното време. Въртящото се уплътнение — дали набивка или механично уплътнение — е вторият основен износващ елемент; вижте видове механични уплътнения за указания при избор. Карданните шарнири или гъвкавите задвижващи валове, свързващи ротора със задвижващия механизъм, понасят циклични натоварвания вследствие на ексцентричното движение на ротора и налагат периодична инспекция.
Изборът между PCP, центробежна помпа и други конструкции с положително изместване зависи от реологията на течността, съдържанието на твърди частици и изискванията за поток надолу по системата; вижте центробежна срещу помпа с положително изместване за по-широка рамка. Диафрагмените помпи са честа алтернатива там, където толерантността към работа на сухо е по-важна от гладкостта на потока; вижте въздушно управлявана диафрагмена помпа за това сравнение. В сравнение с центробежните помпи, PCP доставят поток, който е далеч по-малко зависим от налягането на нагнетяване, боравят с по-високи вискозитети и концентрации на твърди частици и създават минимално срязване, но струват повече на единица поток при нисък напор и налагат периодична подмяна на еластомера.
Ефективна програма за поддръжка на PCP следи тенденцията на приплъзване, състоянието на всмукването, въртящия момент или консумацията на мощност и състоянието на уплътненията заедно, тъй като промяна в едно често обяснява промяна в друго. Логването на тези показатели спрямо базовата крива на помпата в CMMS позволява на екипа да отдели нормалните процесни вариации от реалното механично деградиране и да планира подмяна на статора или уплътнението проактивно, вместо реактивно след повреда. Платформата на Fabrico поддържа този вид тенденционно проследяване на активите и задействане на работни поръчки, свързвайки данните за състоянието директно с планираните задачи за поддръжка. Запазете демонстрация на Fabrico, за да видите как това се прилага за програми за въртящо се оборудване.
Не. Еластомерът на статора разчита на изпомпваната течност за смазване и охлаждане, така че триенето по уплътнителните линии може да надвиши неговия термичен предел в рамките на секунди при работа на сухо и да предизвика трайни повреди. Автоматичната защита срещу работа на сухо е стандартна практика, а не допълнение по избор.
Поради приплъзването — вътрешния обратен поток през зазора между ротор и статор — което се увеличава с диференциалното налягане. При по-голям напор повече течност се връща към всмукването при всеки оборот, намалявайки нетния дебит под теоретичното изместване при нулев напор.
Постепенно нарастваща тенденция на приплъзване при постоянни обороти и налягане, в комбинация с увеличаващ се въртящ момент или консумация на мощност, обикновено сочи към износване на статора или прекомерно набъбване, а не към нещо, което може да се поправи с корекция. Потвърдете с проверка на представянето, коригирана по налягане, преди да пристъпите към подмяна.
Не. EPDM работи добре с водни течности, кондензат от пара и каустични CIP химикали, но се разгражда бързо при контакт с минерални масла и повечето въглеводороди. Изборът на еластомер винаги трябва да се проверява спрямо конкретната технологична течност и всички почистващи химикали, с които системата влиза в контакт.
Вход
Блог