Применение винтовых насосов: практическое руководство для инженеров предприятий

Линия по перекачке клубничной мякоти на пищевом заводе работала с центробежным насосом в течение двух месяцев, прежде чем производительность упала примерно на треть, и разливочная машина начала отбраковывать партии из-за повреждения продукта. Сам насос был в порядке. Заявки не было. Перенос работы на шнековый насос, работающий со скоростью около 180 об/мин, восстановил скорость потока и остановил повреждение плодовых клеток.

Этот единственный пример объясняет большую часть важности применения винтовых насосов. PCP выигрывает не потому, что он новый или умный. Он выигрывает, потому что вращающийся винтовой ротор внутри фиксированного винтового статора перемещает продукт через герметичные полости с низким сдвигом, с почти постоянным потоком и с достаточным допуском зазора для твердых частиц, с которым у большинства других семейств насосов возникают проблемы.

В этом руководстве рассказывается, где используются винтовые насосы, что делает область применения подходящей, как варианты конструкции соотносятся с реальными задачами и что следует проверять во время выбора, установки и обслуживания. Оно написано для инженеров предприятий, покупателей проектов и специалистов по планированию технического обслуживания, которым необходимо обосновать выбор насоса, а не читать каталог.

Винтовые насосы экономически эффективны только тогда, когда их характеристики положительного смещения с низким сдвигом и положительным смещением соответствуют вязкости, содержанию твердых частиц и чувствительности к сдвигу перемещаемой среды.

Почему области применения винтовых насосов продолжают расширяться

Принцип работы стоит изложить прямо, потому что из него вытекает все остальное. Одновинтовой ротор вращается внутри двухвинтового статора. Поскольку у ротора на одну спираль меньше, чем у статора, между ними образуется ряд герметичных полостей, которые перемещаются вдоль оси при вращении ротора. Среда выталкивается вперед внутри этих полостей, а не выбрасывается наружу крыльчаткой.

Это источник любого практического поведения, которое имеет значение. Расход пропорционален скорости, поэтому насос ведет себя как дозирующее устройство, так и перекачивающее устройство. Скорость сдвига остается низкой, что защищает эмульсии, полимеры и биологические твердые вещества. Пульсация практически незаметна по сравнению с поршневым или диафрагменным насосом, поэтому последующие инструменты и наполнительные головки не сбиваются. Твердые частицы, которые проходят через полость, выносятся наружу, а не измельчаются или прижимаются к лопасти.

Типичный рабочий конверт

• Вязкость: от водоподобных жидкостей примерно до 100 000 сП и выше при пониженной скорости.
• Содержание твердых веществ: примерно до 40-50 процентов по объему в подходящих суспензиях.
• Скорость вращения: большинство промышленных задач находятся в диапазоне от 100 до 500 об/мин.
• Давление: около 6 бар на ступень, в многоступенчатых конструкциях давление достигает примерно 48 бар.
• Расход: от менее 1 м3/ч до примерно 500 м3/ч в зависимости от размера и скорости.
• Всасывание: хорошо заправленный насос при благоприятных условиях может поднимать на высоту от 6 до 8 м.

Эти диапазоны скорее перекрываются, чем суммируются. Насос, перекачивающий очень высокое содержание твердых частиц, может комфортно работать на низкой скорости, но в тот момент, когда потребность в потоке возрастает, скорость должна расти вместе с ней, и износ статора ускоряется. Этот компромисс является причиной того, что сопоставление приложений — это не просто вопрос определения кривой производительности.

Прочтите эту таблицу как инструмент проверки, а не как приговор. Центробежный насос остается правильным решением для чистой воды с высоким расходом и низким напором, и никто не должен выбирать для этой задачи винтовой насос. Сравнение имеет наибольшее значение в среднем плане, где среда неудобна, расход скромен, а стоимость остановки превышает стоимость насоса.

Золотая середина становится дорогой, так это истирание. Песок, зола и минеральные суспензии быстро изнашивают статор, если не снизить скорость, а изношенный статор проявляется сначала в падении потока, затем в повышении температуры нагнетания, а затем в виде негерметичности уплотнения. Инженеры, которые планируют такое развитие, получают гораздо больше пользы от того же оборудования.

Практическое преимущество PCP заключается не в исходном напоре или потоке, а в его способности продолжать перемещать неуклюжую среду с низким сдвигом, не теряя при этом контроля объема.

Где в различных отраслях используются винтовые насосы

Отрасли, которые полагаются на эти насосы, имеют одну общую черту: их средства массовой информации сложны, по крайней мере, в двух отношениях одновременно. Они вязкие и абразивные, или чувствительны к сдвигу и содержат твердые частицы, или горячие и химически агрессивные. В разделах ниже описывается, как приложения обычно выглядят на уровне предприятия.

Очистка воды и сточных вод

Это самое большое семейство приложений. Неочищенные сточные воды, первичный ил, активный ил, загустевший ил и обезвоженный осадок – все это в какой-то момент проходит через винтовые насосы. Шлам является движущейся мишенью: содержание сухих веществ меняется в ходе процесса, вязкость меняется в зависимости от температуры, а среда содержит не только волокнистый материал, но и песок.

Типичные обязанности включают транспортировку из первичных осветлителей в варочные котлы, рециркуляцию вокруг сгустителей, дозирование известкового раствора и полимера, а также подачу в обезвоживающие центрифуги или ленточные прессы. Поскольку насос подает поток пропорционально скорости, он также хорошо работает в качестве насоса для подачи осадка, где доза должна следовать управляющему сигналу от расходомера или тензодатчика на прессе.

• Переваренный ил с содержанием сухих веществ от 3 до 6 процентов: стандартная геометрия, умеренная скорость.
• Утолщенный ил с содержанием сухих веществ от 6 до 10 процентов: снижение скорости, более широкая полость.
• Обезвоженный осадок с содержанием сухих веществ от 20 до 35 процентов: конструкция для тяжелых условий эксплуатации, часто требуется подающий шнек.
• Дозирование химикатов: небольшие дозирующие насосы в сочетании с дозирующими клапанами.

Химическая и нефтехимическая переработка

На химических заводах используются шнековые насосы, в которых диафрагменный насос засоряется, а центробежный насос разрывает продукт на части. Латекс, эмульсии, смолы, клеи, пигментные пасты и суспензии полимеров с наполнителем широко распространены. В нефтехимии тот же принцип применяется к мазуту, асфальту, буровому раствору и пластовой воде с высоким содержанием песка.

Совместимость материалов здесь определяет выбор больше, чем гидравлика. Эластомер в статоре должен выдерживать среду, температуру и pH, и это обычно означает использование конкретной резиновой смеси, а не стандартного сорта. Покрытие ротора также имеет значение, поскольку ротор с хромированным покрытием или покрытием прослужит значительно дольше обычного ротора из нержавеющей стали в слабоабразивных химических суспензиях.

Целлюлозно-бумажные и картонные комбинаты

Целлюлоза и бумага представляют собой сложную сферу применения, поскольку консистенция постоянно меняется, а среда абразивная, волокнистая и часто горячая. Винтовые насосы перекачивают высококонцентрированное сырье, краску для покрытия, крахмал, суспензию наполнителя и потоки регенерации химикатов. Здесь важна низкая пульсация: импульс давления, который возвращается в напорный ящик, может проявляться в виде изменения базовой массы на барабане.

Продукты питания, напитки и молочные продукты

При работе с пищевыми продуктами наряду с гидравлическими требованиями учитываются гигиенические требования. Варенье, мармелад, томатная паста, шоколад, нуга, йогурт с кусочками фруктов, сироп, дрожжевой крем и ферментированные овощные продукты хорошо передаются через PCP, поскольку структура продукта выдерживает поездку. Насос не эмульгирует, не аэрирует и не измельчает, поэтому идентичность и текстура фруктов сохраняются там, где их может разрушить лопастной или центробежный насос.

Для оборудования в этом секторе необходимы пищевые эластомеры, конструкция без щелей, совместимость с возможностью очистки на месте и, на многих рынках, документация, подтверждающая гигиенический аудит. Покупатели должны подтвердить, какие марки резины доступны и может ли поставщик предоставить сопровождающие их сертификаты на материалы.

Фармацевтика и уход за собой

В фармацевтическом и косметическом производстве используются шнековые насосы меньшего размера для мазей, гелей, кремов, суспензий и адъювантов для вакцин. Объемная точность является движущей силой. Насос должен многократно подавать определенную дозу при низком сдвиге, не изменяя гранулометрический состав суспензии. Очищаемость и отслеживаемость контактных материалов обычно имеют большее значение, чем сама скорость потока.

Нефть, газ и энергетика

При добыче и переработке винтовые насосы перекачивают сырую нефть с высоким содержанием воды, тяжелую нефть, буровой раствор, жидкости для заканчивания и полимерные растворы для повышения нефтеотдачи. Существуют как скважинные, так и наземные конфигурации. Трудностями применения являются высокая температура, истирание песком и необходимость работать на низкой скорости в течение длительного времени без вмешательства. Обезвоживание метана угольных пластов является смежной задачей, когда насосу приходится перекачивать воду с мелкой угольной мелочью при низком расходе и умеренном напоре.

Горнодобывающая промышленность, строительство и сельское хозяйство

Перекачка хвостов, закачка цементного раствора и бентонита, перекачка шлама в туннелях, сельскохозяйственный навоз, сточные воды силоса и подача в варочный котел сельскохозяйственных биогазовых установок — все это входит в одну группу. Эти устройства обычно являются абразивными, имеют переменное содержание твердых частиц и устанавливаются в местах, где доступ для обслуживания затруднен, что приводит к снижению скорости и более тяжелым секциям статора.

В каждой отрасли применение успешно или неудачно зависит от одних и тех же трех переменных: насколько вязкая среда, сколько твердых частиц она содержит и насколько структура продукта имеет значение в дальнейшем.

Как на самом деле разрушается набор приложений

Покупатели часто хотят знать, какие отрасли преобладают в спросе, поскольку от этого зависит, что производитель держит на складе и как быстро может быть доставлена замена. Приведенное ниже распределение является скорее ориентировочным, чем универсальным: оно отражает типичный портфель промышленных проектов, и его состав меняется в зависимости от региона, позиционирования продукта и того, предпочитает ли поставщик работу в муниципальной или перерабатывающей промышленности.

Форма этого распределения имеет несколько практических последствий. Только на воду и сточные воды приходится примерно треть установленных единиц, поэтому отзывы муниципалитетов часто являются первым, о чем спрашивает покупатель при оценке поставщика. Обязанности по сбору шлама повторяются, хорошо понятны и требуют большого расхода запасных статоров, поэтому производитель, широко присутствующий там, обычно имеет зрелые возможности в области производства резиновых смесей.

Химический и нефтехимический блок меньше по количеству единиц, но, как правило, предъявляет более высокие требования к характеристикам каждого насоса, включая экзотические эластомеры, роторы с покрытием и более высокие номинальные давления. Продукты питания и напитки находятся посередине: объемы умеренные, но гигиеническая документация и требования к очистке увеличивают стоимость и сложность, чего не хватает чисто гидравлическим спецификациям.

Нефть, газ и энергетика в процентном отношении ниже, однако отдельные проекты часто крупнее, требуют более длительных сроков выполнения работ и более требовательной послепродажной поддержки. Горнодобывающая и сельскохозяйственная отрасли являются наиболее фрагментированными: здесь имеется множество небольших установок, а не несколько крупных, и они, как правило, вознаграждают поставщиков, которые могут быстро доставить запасные части, а не тех, кто предлагает самый широкий каталог.

Для покупателя проекта полезным выводом является то, что набор приложений должен влиять на окончательный список поставщиков. Завод, перекачивающий осадок еженедельно, получит большую долгосрочную выгоду от производителя, который понимает характер износа муниципальных систем, чем от того, чей опыт сосредоточен в области пищевой гигиены, даже если оба производителя производят технически надежные насосы.

Комбинация применений имеет коммерческое значение: она определяет, какие запасные части есть на складе у поставщика, как быстро прибудут замены и насколько реальные данные об износе лежат в основе предлагаемых резиновых смесей.

Обязанности, определяющие, подходит ли приложение

Шесть или семь переменных отличают надежную установку от той, в которой статоры изнашиваются каждые несколько месяцев. Ни один из них нельзя оценить изолированно, и изменение одного обычно приводит к изменению другого. В таблице ниже перечислены переменные, которые необходимо подтвердить, прежде чем спецификация будет заморожена.

Работа с переменными на практике

Возьмем режим подачи осадка с содержанием сухих веществ 8 процентов, температурой 35 градусов Цельсия и требуемым расходом 12 м3/ч при давлении 12 бар. Цифра давления указывает на двухэтапную сборку. Содержание твердых частиц указывает на более широкую полость и пониженную скорость, возможно, от 150 до 200 об/мин. Температура внутри стандартного нитрильного компаунда комфортная, поэтому никакой экзотической резины не требуется, если только шлам не является необычно щелочным или не содержит растворителей.

Теперь измените одну переменную. Предположим, что на заводе усиливается обезвоживание, и содержание сухих веществ в осадке возрастает до 22 процентов. Тот же насос по-прежнему будет перемещать его, но с гораздо меньшей скоростью потока и с высоким риском засорения на всасывании. Правильным ответом обычно является не насос большего размера, а подающий шнек или шнековый насос с открытым бункером и шнековой подачей, а также более низкой скоростью и более тяжелым статором.

Абразивный износ заслуживает отдельного комментария, поскольку является наиболее распространенной причиной преждевременного выхода статора из строя. Мелкий песок и зола внутри полости действуют как шлифовальная паста. Снижение скорости является единственной наиболее эффективной мерой противодействия, поскольку скорость износа резко возрастает с увеличением скорости наконечника. Однако после определенного момента снижение скорости означает покупку более мощного насоса для обеспечения того же расхода, и эту сделку необходимо оценивать честно, а не предполагать.

Химическая совместимость — еще одна переменная, которая привлекает покупателей. Состав статора, который отлично работает в осадке сточных вод, может сильно набухать в потоке химикатов, богатых растворителями. Производители с хорошей репутацией хранят несколько рецептур резины и перед выставлением цены спрашивают о материале, вместо того чтобы отправлять один и тот же стандартный статор для каждого заказа.

Если после этого можно оптимизировать только одну переменную, уменьшите скорость вращения - это наиболее надежный способ продлить срок службы статора при работе с абразивом.

Подбор конструкции насоса в соответствии с применением

Одно семейство насосов редко подходит для всех задач, поэтому производители создают несколько вариантов конструкции с одной и той же базовой геометрией. Различия заключаются в гидравлическом профиле, конструкции стенки статора, расположении и монтаже привода, и каждое из них существует потому, что оно возникло в результате конкретного применения.

Стандартные фланцевые одновинтовые насосы остаются рабочей лошадкой для перекачивания обычного шлама, шлама и вязких веществ. Далее ассортимент разветвляется на варианты, которые решают конкретные проблемы: износ, обработка частиц, эффективность, занимаемая площадь, мобильность и точность дозирования.

Почему одинаковая толщина стенок меняет картину износа

В обычном статоре толщина резиновой стенки варьируется по окружности, поэтому сжатие и нагрев происходят неравномерно. Конструкция с одинаковой толщиной стенок обеспечивает однородность эластомерной секции, что распределяет нагрузку более равномерно и уменьшает количество горячих точек, ускоряющих старение. При непрерывной работе на осадке или абразивной суспензии эта разница проявляется в увеличении интервала между заменой статора и более стабильном потоке в течение всего срока службы.

Винтовые насосы с одинаковой толщиной стенок Этот винтовой насос обладает хорошей самовсасывающей способностью, в качестве среды используется вода, всасывание на глубину до 3-5 метров; Транспортировка твердых частиц в жидкости: может транспортировать жидкость, содержащую такие... Посмотреть продукт →

Это не универсальное обновление. Для прерывистой, чистой работы с низким уровнем абразивного износа вполне подходит стандартный статор, который стоит дешевле. Вариант с одинаковой толщиной стенок находит свое применение там, где насос работает много часов в день, где среда абразивна или где остановка для замены статора стоит дороже, чем сам статор.

Обработка частиц и выбор геометрии

Когда среда содержит мелкие твердые частицы, которые должны проходить без оседания, внутренний профиль имеет значение. Геометрия, обеспечивающая более однородную полость по длине, снижает вероятность образования мостиков или скопления частиц в мертвой зоне. Именно здесь в игру вступают Т-тип и аналогичные геометрии мелкозернистых частиц, обычно в пищевой промышленности, химической суспензии и легкой горнодобывающей промышленности.

Что касается эффективности, W-тип разрабатывает целевые приложения, в которых требуется тот же поток от меньшего и более медленного устройства. Это ценно на энергосберегающих предприятиях и при модернизации, где необходимо повторно использовать существующий двигатель и стартер. Компромисс заключается в том, что геометрия, оптимизированная по эффективности, менее склонна к работе всухую и резким изменениям вязкости.

Прямое подключение и мобильная связь

В конструкциях с прямым подключением отсутствует защита ремня, отдельная несущая рама и прилагаемые к ним работы по выравниванию. Они подходят для комплектных установок, дозировочных помещений и установок, где площадь помещения действительно ограничена. Инженерными требованиями являются жесткая опорная плита и точное выравнивание между валом двигателя и валом насоса, поскольку отсутствует гибкий привод, компенсирующий несоосность.

Установки, смонтированные на грузовиках, используют тот же насос и размещают его на мобильном шасси, что полностью меняет область применения. Вместо стационарной насосной станции завод получает агрегат, который можно пригнать к резервуару, яме или временному перевалочному пункту и запустить в работу без строительных работ.

Выбирайте вариант конструкции, исходя из износа и поведения среды, а не только из-за расхода: два насоса с одинаковыми характеристиками могут иметь очень разные сроки службы.

Обязанности по переезду на мобильные устройства и за пределы объекта

Стационарные насосные станции предполагают, что среда поступает туда, где находится насос. Это предположение не работает при очистке резервуаров, временных обходах, ликвидации аварийных разливов, удаленных скважинах, дренаже сооружений и сезонных сельскохозяйственных работах. В этих случаях стоимость подачи среды к стационарной станции выше, чем стоимость перемещения насоса к среде.

Винтовой насос, установленный на грузовике, напрямую решает эту проблему. Он имеет собственный привод, всасывающее устройство и нагнетательное соединение, и его можно расположить близко к источнику, чтобы высота всасывания оставалась в практических пределах. То же поведение с низким сдвигом и устойчивостью к твердым частицам, которое делает стационарный PCP полезным для очистки осадка, применимо и к мобильному устройству, поэтому эти машины появляются в муниципальных парках технического обслуживания, а также в контрактах на промышленное обслуживание.

• Опорожнение резервуара и ямы, где оседают твердые частицы и засоряется центробежный насос.
• Аварийное реагирование на разливы, содержащие вязкий или содержащий твердые вещества материал
• Временный перевод во время остановок завода и капитального ремонта
• Удаленные буровые площадки и сельскохозяйственные варочные котлы без постоянной инфраструктуры
• Мобильное дозирование, при котором химикаты необходимо впрыскивать в несколько точек процесса.

Винтовые насосы, смонтированные на грузовике Насосы, монтируемые на транспортном средстве, относятся к насосам объемного типа, в основе которых лежит эксцентричное движение ротора и статора, закрепленного между посадкой с натягом, ф... Посмотреть продукт →

При сравнении мобильной установки со стационарной насосной станцией анализ редко касается покупной цены. Соответствующее сравнение включает строительные работы, прокладки трубопроводов, электроснабжение в удаленном месте, а также стоимость рабочей силы по перемещению материала в фиксированную точку. Во многих проектах мобильный вариант окупается за несколько кампаний, особенно когда один и тот же насос должен поочередно обслуживать несколько ям или резервуаров.

Детали спецификации по-прежнему имеют значение. Диаметр всасывающего шланга, метод заливки, номинальное давление нагнетания и максимальный размер частиц, которые может пропустить насос, — все это определяет, будет ли устройство работать должным образом на месте. Покупатели также должны подтвердить расположение привода и возможность работы устройства от генератора на месте, поскольку в удаленных местах редко обеспечивается чистое и стабильное питание.

Мобильный шнековый насос оправдан, когда среду экономически невозможно доставить на стационарную станцию, а не просто тогда, когда портативный вариант кажется более удобным.

Практика установки и эксплуатации, обеспечивающая работу приложений

Большинство преждевременных отказов винтовых насосов связано с установкой или практикой эксплуатации, а не с самим насосом. Следующие пункты охватывают проблемы, которые чаще всего появляются в отчетах об обслуживании.

1. Перед первым запуском заправьте насос. PCP может в некоторой степени самовсасываться, но работа всухую даже на короткое время повреждает статор, поскольку резина зависит от среды для смазки и охлаждения.
2. Поддерживайте высоту всасывания в практических пределах. Теоретическая цифра может составлять 8 м, но трение в трубе, давление пара и температура быстро уменьшают ее. Если подъем неизбежен, используйте всасывающую линию большего размера и сведите к минимуму количество фитингов.
3. Выбирайте скорость в соответствии с нагрузкой, а не в зависимости от максимальной скорости, которую может выдержать насос. Более низкие скорости уменьшают износ, уменьшают выделение тепла и улучшают производительность всасывания.
4. Установите защиту от сухого хода. Реле уровня во всасывающем баке, датчик температуры на статоре или устройство контроля мощности на приводе – все это определит состояние до того, как произойдет повреждение.
5. Проверьте направление вращения перед подсоединением нагнетательной линии. Вращение PCP назад даже на короткое время может привести к отвинчиванию соединения ротора и вызвать серьезные внутренние повреждения.
6. Поддерживайте выпускной трубопровод самостоятельно. Корпус насоса не рассчитан на нагрузку от труб, а вибрация, передаваемая обратно в статор, ускоряет износ.
7. Контролируйте давление нагнетания. Заблокированная или дросселированная линия увеличивает осевое усилие, увеличивает сжатие статора и выделяет тепло. Рельефная защита является частью дизайна.
8. Запишите базовую производительность. Расход, давление нагнетания, ток двигателя и температура статора при вводе в эксплуатацию дают командам технического обслуживания возможность сравнить их позже.

Выбор скорости более подробно

Скорость – это самый полезный рычаг, который есть у оператора. Работа насоса быстрее, чем необходимо, увеличивает как количество циклов сжатия в час, так и скорость скольжения между ротором и статором. Оба эффекта сокращают срок службы эластомера, и зависимость не является линейной. Насос, который прослужит три года при 150 об/мин, может прослужить едва ли один год при 350 об/мин в том же режиме, даже если аппаратное обеспечение идентично.

Противоположный аргумент заключается в том, что более низкая скорость означает более мощный насос для того же расхода. Это реальная стоимость, и ее необходимо сопоставить с частотой замены статора, временем простоя и трудозатратами. При работе с абразивными материалами расчет обычно отдает предпочтение более крупному и медленному насосу в течение первых двух интервалов технического обслуживания.

Распространенные ошибки при эксплуатации

• Дроссельное регулирование нагнетания для уменьшения расхода вместо снижения скорости
• Работа с частично открытым всасывающим клапаном или засоренным сетчатым фильтром.
• Игнорирование возрастающего тока двигателя, который часто сигнализирует о начале заедания статора.
• Перезапуск после длительного простоя без проверки свободного вращения ротора
• Использование слишком маленького всасывающего шланга, вызывающего симптомы кавитации на входе.

Установите скорость насоса исходя из баланса износа, а не требований к расходу, и управляйте потоком с помощью частотно-регулируемого привода вместо клапана.

Планирование износа, запасных частей и технического обслуживания

В любом применении винтового насоса статор является расходным материалом. Он устроен таким образом: эластомер является жертвенным, чтобы ротор, вал и опорная рама выжили. Понимание прогресса износа делает планирование технического обслуживания гораздо более предсказуемым, чем реагирование на сбои.

Типичная последовательность начинается с медленного снижения расхода при постоянной скорости, за которым следует повышение температуры нагнетания и тока двигателя по мере того, как посадка между ротором и статором затягивается, а затем неравномерно ослабляется. Более поздние стадии приводят к увеличению вибрации и, в конечном итоге, к утечкам на уплотнениях или поверхностях соединений. Каждый из этих сигналов поддается измерению, и станция, которая их отслеживает, может запланировать замену статора во время планового останова, а не внепланового.

Основные запасные части, которые следует иметь в виду

Статор for progressive cavity pumps Мы внедряем передовое оборудование и производственные процессы из-за границы, строго соблюдаем систему качества производства ISO, обеспечиваем стабильное качество и имеем собственные... Посмотреть продукт →

Выбор резиновой смеси

Не каждый статор представляет собой одинаковую резину, и именно здесь производитель с собственной рецептурой имеет реальное преимущество. Различные составы отличаются друг от друга твердостью, эластичностью, маслостойкостью, кислотостойкостью и температурной устойчивостью. Соединение, выбранное для горячего ила, является плохим выбором для химического потока, содержащего растворитель, а соединение, выбранное для контакта с пищевыми продуктами, вряд ли будет наиболее устойчивым к истиранию вариантом.

Покупатели, заменяющие статор, должны предоставить сведения о среде, рабочую температуру и причину выхода из строя предыдущего статора. Поставщик, который просто сопоставляет размеры, не задавая этих вопросов, предоставляет деталь, а не решение, и тот же сбой будет повторяться по одному и тому же графику.

Взаимозаменяемость с существующими установками

Многие заводы используют насосы различных оригинальных производителей и нуждаются в подходящих к ним деталях без модификаций. Взаимозаменяемость размеров, форма резьбы, стандарты фланцев и детали соединения валов должны совпадать. Поставщик, обслуживающий глобальные рынки, обычно ведет базу данных этих интерфейсов, что снижает риск поступления детали, которая почти подходит.

Политика хранения также имеет значение. Хранение одного запасного статора на объекте для критически важных задач обходится лишь в долю дня простоев производства и превращает ремонт в задачу технического обслуживания. Для некритических задач плановый интервал замены, основанный на измеренном снижении расхода, обычно более экономичен, чем хранение запасов.

Отслеживайте поток при постоянной скорости в качестве основного индикатора износа — он начинает падать задолго до того, как на статоре появятся видимые повреждения.

Риски закупок и выбор поставщика

Применения винтовых насосов чувствительны к качеству сборки способами, которые не видны в технических характеристиках. Два насоса с одинаковыми характеристиками могут существенно различаться по сроку службы статора, а это означает, что более дешевое предложение не всегда является более дешевым решением. Приведенные ниже пункты отражают то, что обычно отличает надежного производителя от торгового посредника.

Производитель или реселлер

Производитель контролирует состав резиновой смеси, допуски на обработку ротора и качество сборки и обычно может ответить на технические вопросы о характере износа на основе собственных проектных данных. Торговая компания может поставить насос, но часто не может заменить состав в соответствии с необычной средой. Для рутинных обязанностей это различие может не иметь большого значения; для сложных приложений это обычно так.

Что проверить перед размещением заказа

• Изготовлена ли статорная резина самостоятельно или куплена, и какие марки доступны
• Материал ротора, покрытие и допуски на размеры
• Взаимозаменяемость размеров с насосами, уже установленными на месте.
• Номинальное давление и количество ступеней в зависимости от требуемой рабочей точки
• Устройство уплотнения и его совместимость со средой и режимом очистки.
• Документация: сертификаты материалов, протоколы испытаний и, при необходимости, экспортная документация.
• Время послепродажного реагирования и наличие инженеров для поддержки ввода в эксплуатацию

Опыт реализации проектов как сигнал выбора

Производители, поставившие большое количество установок в нескольких отраслях, как правило, сталкивались с неудобными случаями: шлам, образующий мосты, химикаты, разбухающие резину, суспензии, разрушающие статор за несколько недель. Этот опыт проявляется в вопросах, которые они задают во время цитирования. Поставщик, который перед выставлением цены спрашивает о размере частиц, температуре и воздействии сухого хода, скорее всего, предоставит подходящий насос.

Стоимость сверх заказа на поставку

Общая стоимость владения винтовым насосом включает замену статора, время простоя, трудозатраты и, при необходимости, энергию. Насос, который стоит на 20 процентов дороже, но обеспечивает на 50 процентов больший срок службы статора при абразивной работе, обычно является более выгодной покупкой. И наоборот, переплата за статор с равной толщиной стенок при чистом прерывистом режиме работы — это напрасная трата денег.

Доставка и логистика также входят в оценку. Поставщик со стабильными производственными мощностями и удобным доступом к портовым объектам может сократить сроки выполнения заказов и обрабатывать экспортные заказы без задержек, что важно для графиков проектов и для заводов, которые не могут неделями ждать замены детали.

Судите о поставщике по вопросам, которые он задает о вашей среде, потому что это самый четкий показатель того, выдержит ли статор такое применение.

Часто задаваемые вопросы

В каких отраслях чаще всего используются шнековые насосы?

Очистка воды и сточных вод является крупнейшим сектором, за которым следуют химическая и нефтехимическая обработка, производство продуктов питания и напитков, целлюлозно-бумажная промышленность, а также нефть и газ. Устойчивая доля также приходится на горнодобывающую промышленность, сельское хозяйство и биогаз. Обычная нить представляет собой вязкую среду, содержащую твердые частицы, чувствительную к сдвигу или комбинацию всех трех.

Может ли шнековый насос перекачивать жидкости с песком или крупкой?

Да, в пределах. PCP переносит твердые частицы гораздо лучше, чем центробежный или шестеренный насос, поскольку частицы проходят через полость, а не через узкий зазор. Практическими ограничениями являются размер частиц относительно ширины полости, концентрация твердых частиц и абразивность. Для работы с песком укажите ротор с покрытием, более твердый компаунд статора и меньшую рабочую скорость, а также примите во внимание, что статор по-прежнему будет обычным расходным материалом.

Какой диапазон вязкости могут охватить винтовые насосы?

От водоподобных жидкостей с вязкостью около 1 сП до паст с вязкостью около 100 000 сП, скорость которых снижается по мере увеличения вязкости. Высокая вязкость снижает способность насоса к самовсасыванию, поэтому всасывающие устройства часто требуют затопленного впускного отверстия или подающего шнека. Выше определенной вязкости насос работает хорошо, но расход на оборот падает, что влияет на расчеты размеров.

Как долго обычно служит статор?

Срок службы сильно зависит от области применения. При чистой работе с низким уровнем абразивного износа и умеренной скоростью вполне реально продержаться несколько лет. В абразивной суспензии на высокой скорости статор может прослужить всего несколько месяцев. Наиболее важными переменными являются скорость вращения, содержание твердых частиц, твердость частиц и температура. Снижение скорости — наиболее эффективный шаг к увеличению срока службы.

Может ли шнековый насос работать всухую?

Не безопасно. Эластомерный статор зависит от перекачиваемой среды для смазки и отвода тепла, а работа всухую очень быстро приводит к трению и нагреву. Короткие периоды сухого хода во время заливки могут быть допустимы, но продолжительная работа всухую приведет к разрушению статора. Установите реле уровня, датчик температуры статора или устройство контроля мощности на приводе в качестве стандартной защиты.

Подходят ли винтовые насосы для дозирования и дозирования?

Да, и это одна из их менее очевидных сильных сторон. Поскольку расход прямо пропорционален скорости вращения, PCP, приводимый в действие частотно-регулируемым приводом, обеспечивает повторяемое объемное дозирование. На водоочистных и химических заводах его часто комбинируют с дозирующим клапаном для повышения точности и контроля при низких скоростях потока. Ограничением является то, что точность зависит от того, находится ли статор в хорошем состоянии, поскольку износ изменяет скольжение и, следовательно, подаваемый объем.

В чем разница между статорами одинаковой толщины и стандартными статорами?

Стандартный статор имеет эластомерную стенку, толщина которой варьируется по окружности, поэтому сжатие и выделение тепла происходят неравномерно. Конструкция с одинаковой толщиной стенок обеспечивает однородность резиновой секции, более равномерно распределяя нагрузку и уменьшая количество горячих точек. Результатом является более длительный срок службы и более стабильный поток при непрерывной, абразивной или высокотемпературной работе. Для легкой периодической эксплуатации стандартный статор остается более экономичным выбором.

Как выбрать правильную скорость вращения?

Начните с требуемого расхода и производительности насоса на оборот, затем уменьшите скорость, насколько это позволяют экономические соображения. Более низкие скорости улучшают производительность всасывания, уменьшают износ и тепловыделение, но для того же расхода требуется более мощный насос. При работе с абразивными материалами более крупный вариант с медленным ходом обычно окупается в течение двух циклов замены статора. Наихудший подход — подобрать размер с учетом минимальных капитальных затрат, а затем запустить насос на максимальной номинальной скорости.

Большинство отказов винтовых насосов происходят по трем причинам, которых можно избежать: работа всухую, чрезмерная скорость и состав статора, не соответствующий рабочей среде.

Сопутствующая литература по применению винтовых насосов

Вместе с этим руководством стоит углубиться в несколько более глубоких погружений, особенно если вы оцениваете варианты конструкции статора или сравниваете мобильные устройства со стационарными установками. По ссылкам ниже более подробно описаны два решения, которые неоднократно возникают во время спецификации.

Используйте это руководство для проверки приложения, а затем используйте подробные ссылки, чтобы сузить вариант конструкции и поставщика перед размещением заказа.

Отойдите от деталей, и применение винтовых насосов сведется к управляемому набору решений. Определите, является ли среда вязкой, абразивной или чувствительной к сдвигу. Подтвердите содержание твердых веществ и размер частиц, которые фактически достигнут насоса, а не цифры на схеме процесса. Установите ступени давления по рабочей точке, а скорость по балансу износа. Выберите состав статора по химическому составу и температуре. Затем защитите насос от двух условий, которые быстрее всего разрушают статоры: работа всухую и слишком быстрая работа.

Сделайте это, и насос станет одним из наименее проблемных элементов на заводе. Пропустите их, и тот же насос станет источником постоянных затрат на техническое обслуживание, которые никто не сможет объяснить. Разница между этими двумя результатами обычно заключается в нескольких вопросах, заданных перед заказом, а не в самом оборудовании.

Укажите винтовые насосы с учетом среды и бюджета износа, и приложение будет работать годами, не требуя ничего, кроме плановой замены статора.