Milyen funkciói vannak az egycsavaros szivattyúknak?

A három alapvető funkciója Egycsavaros szivattyúk

Az egycsavaros szivattyú (más néven progresszív üreges szivattyú) három elsődleges funkciót lát el: viszkózus folyadékok mért áramlása , nyírásra érzékeny anyagok kis lüktetésű átvitele , és többfázisú keverékek önfelszívó emelése . A centrifugális szivattyúkkal ellentétben az egycsigás szivattyú állandó, lineáris áramlási sebességet biztosít, amely egyenesen arányos a forgási sebességével – általában 95% feletti térfogati hatásfok széles nyomástartományban.

Ez az egyedülálló teljesítmény nélkülözhetetlenné teszi az olaj- és gázipartól az élelmiszer-feldolgozásig és a szennyvízkezelésig. Az alábbiakban az egyes funkciókat mérhető adatokkal és gyakorlati példákkal tárjuk fel.

1. funkció: Nagy viszkozitású folyadékok pontos mérése és adagolása

Az egycsavaros szivattyúk úgy működnek, mint pozitív elmozdulású mérőeszközök . Minden egyes fordulat egy rögzített térfogatot (0,005-től 2500 liter felettiig) mozgat, függetlenül a nyomónyomástól. Az áramlási sebesség pontossága jellemzően belül marad ±0,5% és ±1% között megfelelő méret esetén.

Valós példa: Polimer befecskendezés olajmezőkön

A fokozott olajvisszanyerésben (EOR) a kezelők legfeljebb viszkozitású polimer oldatokat fecskendeznek be 10 000 cP . Egy csavaros pumpa pontosan adagol 2,5 l/perc nyomása ellen 40 bar (580 psi) . A centrifugálszivattyúk 1000 cP felett veszítenek hatásfokából, és nem tudják fenntartani a lineáris adagolást. Az eredmény: a konzisztens polimer befecskendezés akár a vegyi hulladék mennyiségét is csökkenti 15% évente kútpárnánként.

• Viszkozitási tartomány: 1 cP és 1 000 000 cP között (pl. nehéz nyersanyag, melasz, iszap)
• Áramlási sebesség linearitás: R² > 0,999 10%-ról 100%-ra a motor fordulatszáma
• Nyomásképesség: Akár 48 bar (700 psi) egyfokozatú, többlépcsős változatokban meghaladja 240 bar (3480 psi)

2. funkció: Alacsony pulzálású, nyírásra érzékeny anyagkezelés

Az egycsigás szivattyú gyengéd szivattyúzása az egyik legértékesebb funkciója. A dugattyús vagy lapos szivattyúkkal ellentétben a folyadék axiálisan mozog turbulencia vagy gyors nyomáscsúcsok nélkül. A nyírási sebességek jellemzően 200 s⁻¹ alatt – összehasonlítható az alacsony nyíróerejű keveréssel. Ez megőrzi a termék integritását a kényes anyagok esetében.

Nyíráscsökkentési adatok

A joghurtkultúrák (nyírásra érzékeny biológiai folyadék) pumpálásával végzett ellenőrzött teszt során egyetlen csigás szivattyút tartottak fenn életképes sejtek száma 95% felett 10 óra recirkuláció után. A lebenyszivattyú azonos körülmények között csökkentette az életképességet 72% . Az élelmiszer-feldolgozók számára ez hosszabb eltarthatóságot és jobb termék állagot jelent.

3. funkció: Önfelszívó és többfázisú keverékemelés

Az egycsigás szivattyúk akár a szívóliftekből is felemelhetik a folyadékot 8,5 méter (28 láb) vízoszlop száraz körülmények között, és 9,5 méter (31 láb) amikor alapozzuk. Ennél is fontosabb, hogy egyidejűleg kezelik a gáz-, folyékony- és szilárd keverékeket – ezt a funkciót hívják többfázisú szivattyúzás . Gáz térfogatfrakciók (GVF) ig 80% gőzzár nélkül is lehetséges.

Gyakorlati példa: Szennyvíz söpredék szivattyúzása

Egy települési szennyvíztisztító telepen söpredék tartalmaz 40% levegő, 55% víz és 5% zsír/szilárd anyag . Egy csigás szivattyú továbbítja ezt a keveréket egy DAF (oldott levegő flotációs) tartályból a rothasztóba 12 m³/h . A centrifugálszivattyúk 10 percen belül elvesztették a teljesítményüket , míg a membránszivattyúk 2 óránként eldugultak. Az egycsavaros szivattyú futott 2000 óra hiba nélkül, ezzel csökkentve a karbantartási költségeket 8000 €/év .

• Maximális szilárd részecskeméret: legfeljebb 15 mm (az állórész elasztomer keménységétől függően)
• Önfelszívó szárazonfutási idő: jellemzően 30-60 másodperc (megfelelő anyagválasztással)
• Többfázisú GVF határérték: 0% és 80% között segédberendezések nélkül

GYIK: Gyakori kérdések az egycsavaros szivattyú funkcióival kapcsolatban

1. Egycsavaros szivattyú működhet szárazon?

Igen, de csak azért rövid időtartamok (30-60 másodperc) . Az állórész (általában elasztomer) folyadékkenést és hűtést igényel. A hosszabb szárazonfutás károsítja az állórészt és a forgórészt. Szakaszos száradási periódusú alkalmazásoknál adja meg magas hőmérsékletű elasztomerekből (pl. FKM vagy HNBR) készült állórészek vagy adjon hozzá egy szárazonfutás elleni védelmi érzékelőt.

2. Mi a jellemző hatásfok tartomány?

Egycsavaros szivattyúk kínálata térfogati hatékonyság 85% és 98% között normál üzemi körülmények között. A teljes mechanikai hatásfok (beleértve a motort és a sebességváltót is) tól 55% és 75% között , ami 10-20%-kal magasabb, mint a centrifugálszivattyúknál 1000 cP feletti viszkozitás kezelésekor.

3. Hogyan változik az áramlási sebesség a viszkozitással?

A centrifugálszivattyúkkal ellentétben Egy csigás szivattyú áramlási sebessége közel állandó marad a viszkozitás változásával . A viszkozitás megduplázása 1000 cP-ről 2000 cP-re kevesebbel csökkenti az áramlást, mint 2% állandó sebességgel. Ez ideálissá teszi őket olyan adalékanyagok adagolásához, ahol a takarmány viszkozitása a hőmérséklet függvényében változik.

4. Melyek a leggyakoribb hibamódok, amelyek befolyásolják ezeket a funkciókat?

1. Állórész kopása – csökkenti a térfogati hatékonyságot; tipikus élettartam 4000-8000 óra csiszoló iszapokban.
2. A rotor korróziója – csúszáshoz és nyomásveszteséghez vezet; használjon 316SS vagy duplex anyagokat pH < 4 vagy > 10 esetén.
3. Univerzális ízület meghibásodása – pulzálást okoz; cserélje ki mindegyiket 10 000-15 000 óra folyamatos szolgálatban.

5. Mennyi a maximális nyomás fokozatonként?

Az egyfokozatú egycsigás szivattyú általában szállít 6-12 bar (87-174 psi) nyomáskülönbség. Minden további fokozat hasonló nyomást ad hozzá. Nagynyomású alkalmazásokhoz, mint pl fordított ozmózisos betáplálás (40 bar-ig) , használjon 4 vagy 6 fokozatú konfigurációt. Minden fokozat egy-egy forgórész-állórész üreget tartalmaz.

Kiválasztási útmutató: A funkciók illesztése az alkalmazási igényekhez

A funkciójának megfelelő egycsavaros szivattyú kiválasztásához értékeljen három paramétert az alábbi táblázat alapján:

A legtöbb ipari alkalmazáshoz az egycsavaros szivattyú kombinációja adagolási pontosság, alacsony nyírás és többfázisú képesség a legsokoldalúbb térfogat-kiszorításos szivattyúvá teszi. Ha a folyadék túl vastag a centrifugális szivattyúkhoz, vagy túl kényes a dugattyús szivattyúkhoz, egy csavaros szivattyú a működőképes megoldás.