Ефективността на помпите е важна за промишлените приложения. Тези видове помпи са проектирани така, че да преобразуват по-голямата част от вложената енергия в капацитет за доставка, като по този начин намаляват разходите и повишават производителността в замяна. Ето защо сравнението на зъбните помпи и помпите с лопатки става необходимо за всяка индустрия, която търси най-подходящите решения. Правилният избор гарантира точен контрол на налягането, както и щадящо третиране на флуидите при преминаването им през тях. Професионалистите трябва да знаят как всяка от тях работи по различен начин, ефективни изисквания за поддръжка на нивата и къде могат да бъдат приложени по подходящ начин.
Разбиране на зъбните помпи
Определение и основни характеристики
Тези помпи са известни още като героторни, които използват вътрешна предавка с външни зъбни колела със специална геометрия, така че двата компонента да влизат в близък контакт, но да не се допират едновременно във всички точки, като по този начин се постига по-голяма компактност и по-добра производителност, отколкото всеки друг тип може да предложи самостоятелно или в комбинация с тях. Те могат да измерват прецизно течности или вискозни материали благодарение на перфектното зацепване между зъбните колела, което води до определен обем на всеки оборот, направен от тях.
Как работят зъбните помпи
Течностите се пренасят от зъбни помпи с помощта на въртящи се зъбни колела или предавки; това създава течно уплътнение около въртящия се елемент срещу корпуса на помпата, като по този начин предизвиква засмукване в точката на входа му. Веднага щом течността попадне във вътрешността, тя се увива около кухини, образувани от зъби от противоположните страни, докато се пренася механично към напорната страна през същите тези зони на зъбите, което води до плавен равномерен дебит, пряко пропорционален на броя на завъртанията за единица време.
Видове зъбни помпи (външни и вътрешни)
Съществуват две основни категории, а именно външни и вътрешни.
- Помпи с външни зъбни колела: Този тип се състои основно от две еднакви зъбни колела, които се застопоряват взаимно и се поддържат от отделни валове. Могат да издържат на относително по-високо налягане - до 7500psi, тъй като опората на вала е по-твърда поради по-близките допуски, поддържани по време на производствения процес.
- Вътрешни зъбни помпи: При тях една зъбна предавка се върти в друга, като и двете са с различни размери, но все пак се зацепват. Такива помпи са подходящи за засмукване на течности, тъй като засмукващата им способност е висока; особено тези с висок вискозитет, които могат лесно да се разрушат, когато са подложени на сили на срязване, каквито тези помпи генерират.
Предимства на зъбните помпи
Работа с високо налягане
Зъбните помпи имат способността да създават много високи налягания, което ги прави подходящи за приложения, изискващи точен контрол на налягането. Когато е необходимо, те могат да се използват до 7500psi.
Компактен дизайн
Тези видове помпи са с относително малки размери, тъй като в тях има малко движещи се части; това ги прави по-надеждни и лесни за монтиране в различни системи без проблем. Тяхната компактност също така позволява инсталиране там, където пространството е ограничено или изобщо не е налично.
Недостатъци на зъбните помпи
Нива на шума
В сравнение с други помпени технологии зъбните помпи обикновено произвеждат по-високи нива на шум. Взаимосвързаните зъбни колела при въртене предизвикват механичен звук, който може да бъде обезпокоителен, особено ако се използва в близост до тихи зони като жилищни зони през нощта.
Износване и износване
При продължителна употреба зъбните колела на зъбната помпа обикновено се износват, което води до трудности при поддръжката. Понякога е трудно да се извърши техническо обслужване на тези машини, тъй като трябва да се разглоби всичко на части, което отнема много време и енергия; освен това трябва да се извършват чести проверки, за да се поддържа възможно най-високото ниво на производителност на тези механизми.
Разбиране на лобовите помпи
Определение и основни характеристики
В помпите с ротационни лопатки или просто с лопатки се използват две или повече лопатки, които се въртят в корпус, създавайки затворени камери, през които флуидът се премества от една страна към друга. Те са предназначени за работа с високовискозни течности като пасти, утайки и др., поради което могат да се използват широко в много отрасли, работещи с различни видове плътни материали. Здравата конструкция гарантира дълготрайна надеждност дори при екстремни условия на работа, така че те не се разрушават лесно по време на тежки процеси.
Как работи лобовата помпа
Вътре в корпуса на помпи с лопатки, има въртящи се лобове. Когато тези лопатки се въртят, се образува поредица от затворени камери, които изтласкват флуида от входа към изхода. Освен това този тип помпи осигуряват щадящо третиране на чувствителни към срязване флуиди, тъй като лопатките им не се докосват една до друга по време на движение, което намалява вредата върху продукта и ги прави приложими в ситуации, в които се изисква деликатно пренасяне на течности.
Видове лобови помпи
Съществуват няколко дизайна на лобови помпи, които отговарят на различни промишлени нужди. Основните категории включват:
- Помпи с един лост: При тези помпи се използва само една лопатка за придвижване на течности. Те работят най-добре с течности с нисък вискозитет.
- Помпи с много ламели: Този тип има повече от две лопатки, като по този начин се увеличава ефективността и възможността за работа с различни видове течности, включително такива с по-големи частици или по-висок вискозитет.
Предимства на лобовите помпи
Безопасно боравене с течности
Фактът, че обработват течностите внимателно, ги прави идеални за приложения, включващи материали, които са чувствителни към силите на срязване. Освен това безконтактният характер на лопатките им свежда до минимум вероятността от увреждане на крехки предмети по време на процеса на изпомпване, като например хранителни продукти, лекарства и други, използвани в козметичната индустрия.
Многофункционалност на приложенията
Помпите Lobepumps могат да се използват в различни сектори благодарение на способността им да се справят с широк диапазон от свойства на флуидите. Такива помпи имат способността да управляват течности с висок вискозитет, суспензии, както и такива, в които има суспендирани твърди частици, без да причиняват вреда, което ги прави подходящи за много индустрии.
Недостатъци на лобовите помпи
Ограничен обхват на налягането
Сравнително погледнато, зъбните помпи могат да работят при много по-високи налягания, отколкото лобовите, тъй като конструкцията на втората помпа дава предимство пред първата на щадящото третиране на флуида за сметка на прецизния контрол на налягането, необходим при някои приложения.
Изискване за по-голям размер
Тъй като здравината е част от конструкцията на лобопомпата, този тип обикновено заема повече място в сравнение с други. Необходимостта от допълнително пространство може да бъде проблем по време на инсталацията, когато има ограничения за размера, но обикновено по-големите размери се оправдават чрез предимствата на ефективността и дълготрайността.
Зъбна помпа срещу лобова помпа: Сравнително изследване
Ефективност при различни приложения
Вискозни течности
Материали с висок вискозитет, като бои, масла, смоли и др., могат да се обработват най-добре със зъбни помпи, които имат способността да измерват тези вещества точно, като поддържат постоянни дебити; освен това такива помпи остават ефективни дори при работа с високовискозни течности, поради което са в състояние да отговорят на изискванията на индустрията за строг контрол на налягането по всяко време.
Друга добра черта на лобепомпите е, че те работят ефективно и с такива видове течности, тъй като дизайнът им позволява да работят с високи скорости, като същевременно обръщат посоките по време на процеса на транспортиране, което ги прави идеални за индустриите, свързани с преработката на храни, фармацевтични продукти, където щадящата работа с течности е от най-голямо значение.
Чувствителни към срязване течности
В случаите, в които чувствителността към срязване се превръща в проблем, зъбната помпа може да не е винаги правилният избор, тъй като преплитащите се зъбни колела създават механични напрежения, които могат да влошат деликатните материали и да предизвикат нежелани промени в продуктите в приложения, работещи с чувствителни вещества.
Ето защо много хора предпочитат да използват лобепомпи пред други видове помпи, особено при транспортиране на козметични или биотехнологични продукти, които изискват внимание при пренасянето на течности, без да се повредят поради тяхната крехкост.
Консумация на енергия
Изисквания за захранване
Макар и ефективни, лобовите помпи са мощни поради тежката си конструкция и повишения дебит. Допълнителната мощност гарантира, че системата може да работи с вискозни флуиди и такива, съдържащи частици, без да се нарушава нейната ефективност. Разнообразието от флуиди, които могат да се обработват с помощта на лобови помпи, оправдава ефективността на използването на тяхната мощност.
Оперативни разходи
Зъбните помпи имат ниски експлоатационни разходи, тъй като са с проста конструкция и изискват по-малко поддръжка. Това означава, че зъбните помпи са лесни за поддръжка, което спестява много пари в дългосрочен план, тъй като не се нуждаят от чести ремонти или подмяна. Поради тази причина зъбните помпи се препоръчват за индустриите, които търсят рентабилни решения.
Въпреки по-високите първоначални изисквания към мощността, помпите с лобове имат конкурентни експлоатационни разходи. Това се дължи на лесната им поддръжка, както и на издръжливостта им, която намалява времето за престой, като по този начин спестява разходи в дългосрочен план. Освен това тези видове помпи могат да работят по-дълго време без обслужване поради способността им да работят с различни течности, без да се запушват, поради което се считат за ценни инвестиции.
Поддръжка и дълготрайност
Честота на поддръжката
Зъбните помпи трябва да се подлагат на редовна поддръжка, тъй като зъбните колела се износват при контакт помежду си по време на работа. Затова е необходимо да се извършват периодични проверки, за да могат да се заменят износените части, като по този начин се увеличава честотата на поддръжка на зъбната помпа, но това е лесно, защото само няколко части се нуждаят от внимание.
Безконтактните лобове улесняват поддръжката на помпата с лобове в сравнение с помпата със зъбни колела, при която има контакт между две взаимосвързани зъбни колела, което води до износване след известно време на употреба. Тази конструкция също така намалява честотата, при която е необходимо смазване, като по този начин се намалява броят на случаите, когато смазването или омасляването, изисквани от такива машини като този тип, може да се извършва през определен период от време, а не непрекъснато всеки ден, както би било в случай на използване на друг вид, което ги прави по-надеждни от другите по отношение на поддържането им винаги в готовност за работа, дори когато се използват непрекъснато при тежки условия, при които други видове се провалят поради честото обслужване, причинено от непрекъсната работа на сухо, като освен това са предпочитани в много отрасли.
Продължителност на живота и надеждност
Зъбните помпи са надеждни, но могат да имат по-кратък живот, тъй като зъбните колела се износват поради механично триене. Ако се обслужват редовно, продължителността на живота им може да бъде удължена, въпреки че това не може да надхвърли определена граница, определена от естеството на самата конструкция, която влияе на това колко дълго издържа зъбната помпа, преди да се развали напълно, но все пак тя остава най-доброто устройство за приложения, които изискват точен контрол на налягането, когато се използва правилно в рамките на своите граници.
Помпите с лобове издържат по-дълго от помпите със зъбни колела, тъй като няма физически контакт между частите, освен по време на монтаж или демонтаж, което означава, че износването е по-малко, поради което помпата с лобове ще служи дълги години, без да възникват проблеми, при условие че се използва правилно, за да не се повредят повърхностите, където лобовете влизат в контакт един с друг, в случай че се обърне посоката на потока. Тази издръжливост гарантира, че дори абразивните вещества да преминават често през тях за продължителни периоди от време, те не се износват, което би могло да компрометира нивата на производителност в тежки условия като тези, които се срещат в промишлените среди, работещи с корозивни материали, където трябва да се наблегне повече на издръжливостта, заедно с условията за надеждност, работещи непрекъснато през целия процес, без да спират, защото са се развалили някъде по линията поради невъзможност да издържат на ефектите, причинени от такива химикали върху материалите, използвани в конструкцията им, което ги прави идеални кандидати за работа с различни видове течности в различни отрасли.
Практически съображения
Специфични за индустрията приложения
Хранително-вкусова промишленост
Помпите, използвани в хранително-вкусовата промишленост, трябва да могат да поддържат качеството на продуктите, като същевременно гарантират спазването на хигиенните стандарти. Лобовите помпи са най-подходящи за такива цели, тъй като не подлагат чувствителните към срязване флуиди на силни механични сили по време на изпомпване. Нежното действие на безконтактните лобови помпи помага също така за запазване на деликатните млечни продукти, сосове, напитки и т.н., чиято цялост може да е била нарушена от високите нива на разбъркване, причинени от други видове машини, проектирани по този начин, особено напитки, съдържащи твърди частици като сокове, смесени парчета целулоза или частици, суспендирани в самата течност, освен това отговарят на санитарните изисквания, необходими за почистване (CIP) след приключване на употребата, за разлика от друг вид.
Зъбните помпи могат да намерят приложение и в хранително-вкусовия сектор, където са необходими точни измервания, както и капацитет за справяне с високите налягания в производствения процес. Външните зъбни помпи, например, са се доказали като ефективни при работа с масла и сиропи с различен вискозитет, наред с други съставки, използвани в процесите на производство на храни. Въпреки това някои хранителни продукти може да не са съвместими с механичното въздействие на зъбните помпи поради чувствителността им към силите на срязване, които се предизвикват при преминаване през тесни междини между въртящите се елементи на такива устройства, като по този начин причиняват нежелани ефекти върху качествените характеристики като текстура, вкус, външен вид и др.
Химическа обработка
Химическата обработка изисква помпи, които могат да работят с широк спектър от флуиди, включително корозивни или силно вискозни. Зъбните помпи са полезни тук, защото позволяват изпомпването на разтворители при много високи налягания, като същевременно поддържат точни дебити, необходими за смоли и различни видове химикали, които се обработват в отраслите, занимаващи се с този вид дейности, наред с другото трябва да се отбележи, че компактността на дизайна прави интегрирането в сложни системи по-лесно, отколкото всеки друг тип, така че дори ако пространството е ограничено, все още е възможно да се инсталират там, където са необходими най-много, без да се полагат много усилия за модификации, необходими за по-големи размери, свързани с приложенията на помпите с лопатки по целия свят, но не всички места отговарят на всеки размер, поради което изборът на зъбна помпа е предпочитан.
Помпите с лобове са известни със способността си да работят с флуиди, съдържащи частици, както и с такива с различен вискозитет, в предприятия за химическа обработка, където е необходимо да се работи с абразивни материали или с агресивни вещества, които лесно могат да разядат обикновените части, използвани в такива среди, освен че имат възможности за обратим поток, те са достатъчно гъвкави, за да адаптират разнообразни процеси, включващи такива химикали в цялата индустрия.
Анализ на разходите и ползите
Първоначални разходи
Простотата на конструкцията и малкият брой части при зъбните помпи водят до по-ниска първоначална инвестиция. Тази достъпност ги прави подходящи за предприятия, които разполагат с ограничен бюджет. Освен това зъбните помпи се характеризират с функции за пестене на място, които свеждат до минимум разходите за монтаж.
От друга страна, на пръв поглед помпите с лобове могат да изглеждат по-скъпи, но те предлагат дългосрочни ползи, които надвишават високите им първоначални разходи. Тези помпи имат здрави конструкции, способни да работят с различни флуиди, без да се износват лесно. Тези качества повишават нивата на надеждност, поради което повечето индустрии смятат, че си струва да направят първоначална инвестиция в тях.
Спестяване с течение на времето
Зъбните помпи спестяват пари в дългосрочен план чрез по-ниски експлоатационни такси и по-малки изисквания за поддръжка; това е така, защото те имат компактни размери и висока енергийна ефективност. В допълнение към това, че консумират по-малко енергия поради добрата преносимост на енергията, която е резултат от малките им размери, т.е. ниските нива на пулсации по време на процеса на дозиране могат да бъдат постигнати, като се използват минимални възможни количества енергия, като по този начин се намаляват разходите през годините. Помага също така, ако тези машини се обслужват редовно, тъй като това удължава живота им, като същевременно се поддържа винаги оптимална производителност.
Лобовите помпи все още успяват да осигурят значителни икономии, въпреки че може да има повишено търсене на електроенергия по време на фазите на стартиране, в сравнение с други видове, като винтови или центробежни помпи. Причината за това е, че лесната поддръжка дава възможност за намаляване на времето за престой и достъпни ремонти, като се има предвид здравият им характер, освен това могат да работят с различни течности без честа подмяна на части, което води до по-дълъг живот и следователно до повече икономии, особено за тези, които търсят надеждни индустриални помпени решения.
Всяка категория има своите силни страни, които стават ясни след сравняване на системите със зъбни помпи и помпи с лопатки. Например зъбните колела работят най-добре в условия, при които нивата на налягане са по-високи, като същевременно са в състояние да предлагат енергийно ефективни услуги по време на процеси на дозиране с ниска пулсация. Устройствата от лобовиден тип обаче се отличават с нежна обработка на чувствителни към срязване флуиди, както и с управление на широк диапазон от вискозитетни колебания, наред с други неща, които са твърде многобройни, за да бъдат споменати тук, но всички те са насочени към това да гарантират, че клиентите получават стойност за парите си при закупуването на тези машини. Ето защо е важно да се определят конкретните нужди и приложения, преди да се направи избор между различни помпи. Моделите със зъбни колела се препоръчват там, където се изисква точен контрол на налягането при минимални разходи, докато лобовите агрегати се представят по-добре в ситуации, включващи деликатен пренос на течности с висока ефективност . Те могат да се използват и на места, където може да се наложи използването и на двата метода, така че да се постигнат желаните цели по-бързо, отколкото при използването само на един метод.
Когато се решава коя система ще работи най-добре, трябва да се вземат предвид ефективността, поддръжката и пригодността, за да се намери най-подходящото решение за дадено приложение или индустрия.
