Помпата с принудително пълнене е устройство, което пренася флуиди, като улавя определено количество и го изтласква през системата. Тези помпи са особено добри при работа с тежки вискозни материали и трудни подавания. Всъщност много отрасли разчитат силно на тях в дейността си, включително хранително-вкусовата промишленост, нефтопреработването и пречистването на води и др. Помпите с принудително пълнене гарантират точно дозиране и високо налягане, като по този начин ги правят полезни в различни приложения. Основните категории са бутални помпи, ротационни помпи и перисталтични помпи, като всички те имат своите силни страни за конкретни задачи.
Преглед на помпите с принудително пълнене
Определение и принцип на работа
Помпата с принудително пълнене улавя определен обем течност и я изтласква през системата. Това осигурява равномерен дебит независимо от промените в налягането. Двата основни принципа, на които се основава работата на помпите с принудително пълнене, са възвратно-постъпателното движение и ротационното движение.
Основен механизъм
Основният механизъм на този тип помпи е да улавят известно количество течност и да я изтласкват в нагнетателната тръба. Например, буталните помпи постигат това чрез движение напред-назад, като използват бутала, бутала или мембрани, наред с други компоненти, за да подпомогнат това движение. От друга страна, ротационните използват въртящи се части като зъбни колела, лопатки, винтове, лопатки и др. за придвижване на течността.
Основни компоненти
Някои основни части на помпите с принудително пълнене включват:
- Входящ клапан: Позволява навлизането на течност в камерата на помпата.
- Камера на помпата: Място, където течността остава по време на изпомпването.
- Изпускателен клапан: Регулира изпускането на течност от помпата.
- Бутало/Плунгер/Мембрана: Те създават необходимото движение за възвратно-постъпателните типове.
- Ротори/предавки/лобове: Помага за преместването на флуида в ротационните типове.
Плюсове и минуси
Както при всички други машини, и при обемните помпи има както предимства, така и недостатъци.
Плюсове
Някои от предимствата на тези устройства са изброени по-долу:
- Високо налягане: Те могат да произвеждат високи налягания, поради което са подходящи за приложения с високи изисквания.
- Постоянна скорост на потока: Осигуряват постоянен дебит независимо от промените в налягането.
- Многофункционалност: Може да работи с различни течности, включително вискозни и абразивни вещества.
- Точно дозиране: Осигуряване на прецизност при доставянето на течности, което е жизненоважно за фармацевтичната промишленост и др.
Против
От друга страна, помпите с принудително пълнене имат и някои недостатъци:
- Сложност: По-сложна конструкция в сравнение с центробежните, което води до повишена нужда от поддръжка.
- Ефективност: Обикновено са по-неефективни от центробежните помпи, особено при високи дебити.
- Пулсация: При потока на флуида може да се появят пулсации, дължащи се на възвратно-постъпателните типове, поради което е необходимо допълнително демпфериращо оборудване.
Видове помпи с принудително пълнене
Бутални помпи с принудително пълнене
Буталните помпи, известни още като бутални помпи, използват движение напред-назад за пренос на течности. Те се състоят от цилиндър, в който се движи бутало или мембрана. Видовете бутални помпи могат да се справят с високи налягания, като могат да работят с широк диапазон от вискозитети.
Бутални помпи
В буталната помпа има бутало, което изтласква течност през цилиндър. В тази част се създава вакуум, който я засмуква в камерата на помпата. След това изпускателният клапан се отваря, като изпуска течността под налягане, преди да се затвори отново, когато започва новият цикъл. Тя се отличава при приложения, изискващи високи налягания и точен контрол на потоците.
Мембранни помпи
Вместо да използва бутало, мембраната се огъва напред-назад, като по този начин произвежда необходимото действие в мембранната помпа. По време на една фаза тя засмуква течност поради огъване нагоре, докато по време на друга фаза се извършва компресия, която я изтласква отново навън, докато започне следващият ход. Тъй като изолират движещите се части една от друга, тези устройства могат да работят с агресивни или абразивни среди без никакви проблеми.
Бутални помпи
Работата на буталните помпи е подобна на тази на буталните помпи, с изключение на това, че при тях се използва бутало вместо бутало. Буталото се движи напред-назад през статично уплътнение, за да генерира поток с високо налягане. Тези типове се прилагат най-вече в области, в които е необходимо много високо налягане, като например хидравлични системи и рязане с водна струя.
Ротационни помпи с положително изместване
Преместването на флуиди чрез въртящи се механизми представлява ротационно изпомпване. Този вид помпи са идеални за вискозни течности и осигуряват постоянна скорост на потока.
Зъбни помпи
Зъбните помпи използват блокиращи зъбни колела за прехвърляне на течност от едно място на друго. При въртенето си зъбните колела задържат течността между зъбите си и корпуса на помпата, като по този начин я изтласкват към нагнетателния отвор. Зъбните помпи могат да се доверят на много различни видове течности, включително масла и химикали.
Помпи с лопатки
Движението на течностите се извършва в рамките на помпи с лопатки когато въртящите се лопатки се притискат към него. Тъй като лопатките не влизат в контакт една с друга, износването значително намалява. Те се справят внимателно с течностите, поради което се използват широко във фармацевтичната промишленост, както и в хранително-вкусовата промишленост.
Винтови помпи
Един или няколко винта могат да се използват от винтови помпи с принудително пълнене за транспортиране на течност през тялото на помпата. Непрекъснатият поток с минимални пулсации се дължи на въртеливото движение, осигурявано от самите винтове. Най-доброто оборудване за транспортиране на суспензии и силно вискозни течности са винтовите помпи с принудително пълнене.
Лопатъчни помпи
Ротор, снабден с няколко лопатки, служи за придвижване на течността в лопатковите помпи. Тези лопатки се плъзгат навътре и навън, докато се въртят, като по този начин ги задържат и изпомпват в цялата система. Лопатковите помпи имат голяма гъвкавост, която им позволява да работят с широк спектър от флуиди, включително такива с променлив вискозитет.
Перисталтични помпи с положително изместване
Подобно на вълна движение на свиване и отпускане притиска гъвкавите тръби, създавайки вакуум, който ги привлича и изтласква към другия край, което се нарича перисталтика. Периклиналното въртене компресира стените, запечатвайки ги една спрямо друга, като по този начин предотвратява обратния поток, докато изстисква напред.
Работен механизъм
Работният механизъм на перисталтичната помпа включва ролки или обувки, които компресират гъвкавата тръба. Това притискане създава уплътнение, което предотвратява обратния поток и осигурява постоянна скорост на потока. Ролките или обувките се движат по дължината на тръбата, като изтласкват течността напред.
Приложения
Перисталтичните помпи се използват в приложения, при които трябва да се избягва замърсяване. Флуидът контактува само с вътрешността на тръбата, което прави тези помпи идеални за медицински, фармацевтични и хранителни приложения. Перисталтичните помпи се използват и за дозиране на химикали и работа с абразивни или вискозни течности.
Характеристики и критерии за подбор
Характеристики на изпълнението
Скорост на потока
Дебитът измерва обема на флуида, който помпата премества за определен период от време. Помпите с принудително пълнене осигуряват постоянен дебит независимо от промените в налягането. Тази характеристика осигурява прецизна работа с флуиди в приложения като дозиране на химикали или фармацевтични продукти.
Налягане
Налягането показва силата, която помпата упражнява, за да придвижи течността през системата. Помпите с принудително пълнене показват отлични резултати, когато става въпрос за създаване на високи налягания. Това ги прави подходящи, наред с другото, за хидравлични системи и почистване под високо налягане.
Ефективност
Ефективността оценява консумацията на енергия от помпата спрямо нейната мощност. Помпите с принудително пълнене обикновено имат по-ниска ефективност от центробежните, но способността им да обработват вискозни течности при постоянни скорости често компенсира този недостатък. Също така, обемните помпи могат да работят с каши.
Фактори, които трябва да се вземат предвид при избора на помпа с принудително пълнене
Вид на течността
Изборът на помпа се влияе в голяма степен от използваната течност. Помпите с принудително пълнене могат да работят с различни видове флуиди, като вискозни, абразивни, корозивни и други вещества. Например, поради изолирането на флуида от движещите се части, мембранните помпи работят най-добре с корозивни флуиди.
Работни условия
Трябва да се вземат предвид условията на работа, като температура, налягане, фактори на околната среда и др. Винтовите помпи могат да работят добре в условия на висока температура. Познаването на това какво точно е необходимо за дадено приложение гарантира, че помпата работи оптимално и издържа по-дълго.
Изисквания за поддръжка
Друг е въпросът, че има различни видове помпи с принудително пълнене, които имат различни нужди от поддръжка. Възвратно-постъпателните обикновено се нуждаят от повече внимание поради сложната си конструкция с много движещи се части, докато ротационните, като зъбните помпи, изискват по-рядко обслужване. Оценката на тези изисквания спрямо наличните възможности ще позволи на човек да избере помпа, която съответства на неговите оперативни възможности и също така на бюджетните ограничения.
Проучвания на случаи
Проучванията на случаи с помпи с принудително пълнене в промишлеността имат за цел да илюстрират как тези машини могат да се използват на практика, като показват техните предимства в различни приложения. Чрез тях се изясняват и работните характеристики на помпите и критериите за избор, като по този начин се предоставя полезна информация, която подпомага процеса на вземане на решения.
Когато фирмите разберат тези характеристики и плюсове, те могат да направят информиран избор на подходяща помпа с принудително пълнене за своите специфични нужди. Това спестява време и осигурява ефективност при работа с течности в различни задачи или работни места, изпълнявани от компанията.
Разбирането на различните видове обемни помпи е от решаващо значение в много сектори. Всеки тип, независимо дали е бутален, ротационен, перисталтичен и т.н., има своите предимства пред другите, основани на специфичните приложения. Следователно, освен типа, при избора на подходяща машина за дадена задача или операция трябва да се вземат предвид и други фактори, като например естеството на преместваната течност, необходимата скорост и др.
Задълбочаването в техническите аспекти на тези устройства може да доведе до вземане на решения с познания, които могат да доведат до по-добри резултати. Ето защо е необходимо специалистите да разгледат механиката на обемните помпи и областите на приложение, за да се използва пълният им потенциал.
