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
