Кратко въведение в ротационните помпи
Ротационни помпи са механични устройства, използвани за пренос на течности, при които се използва ротационна енергия за преместване на течност или газ от една част на системата към друга. За разлика от други видове помпи, които обикновено се активират от разлики в налягането или механична дейност на преместване, ротационната помпа работи чрез постоянно въртене на вътрешните си структурни компоненти. Нейната вътрешна конструктивна система й позволява да поема редица флуиди, например гъсти газове, което я прави полезна в редица промишлени приложения. Тяхната надеждност и ефективност са някои от факторите, които допринасят за широкия спектър на използване на помпите в нефтената, газовата и химическата промишленост и дори в повечето домове, където уредите се използват често. Не може да се отрече, че ротационните помпи са важна част от повечето индустрии. Те често се използват като основни компоненти в съоръженията за пренос на флуиди, като спомагат за поддържането на желания дебит и налягане в приемливи граници за ефективна работа. С напредването на индустрията необходимостта от ротационни помпи като оптимално решение за управление на флуидите не намалява. Тя остава висока, и то в много голяма степен поради начина, по който се развиват индустриите. В последния раздел на тази глава са разгледани ротационните помпи.
Определяне и изолиране на проблемите
Определения за ротационни помпи и основни обяснения на термините: Ротационните помпи са помпи с принудително пълнене, които се използват за транспортиране на течност или флуид чрез образуване на ограждащ обем, съдържащ определено количество течност, и придвижването му към нагнетателната тръба. Трябва да се отбележи, че тези помпи функционират въз основа на основната аксиома за въртене на техните части около проводниците. Това въртене е отговорно за създаването на разлика в налягането, която придвижва течностите.
Функция на ротационните помпи
Почти очевидно е, че работата на ротационните помпи е проста. При въртенето на ротора на помпата се създава камера, съдържаща течност, която позволява да се засмуче течност от входната страна. След това, когато роторът на помпата продължи да се движи, този затворен флуид се отвежда към нагнетателната страна. Тази конструкция гарантира постоянен отток на флуида и следователно е идеална за процеси, които изискват фиксирани мощности.
Основни елементи
Основните компоненти на ротационните помпи са свързани с ротора, статора, входните и изходните отвори и уплътненията. Докато роторът спомага за предизвикване на движение на флуида, статорът служи главно като опора. Входящите и изходящите портове направляват потока на флуида във и извън системата, докато уплътненията са предназначени за предотвратяване на изтичането на флуиди за ефективно функциониране.
Еволюция във времето
Историята на ротационната помпа може да се проследи до стари времена, а някои ротационни помпи датират от Древен Египет. Те произхождат от първите ротационни помпи. Дори и така, тези помпи са били много примитивни и са зависели от прости общи механични концепции. С течение на годините усъвършенстването на материалите, както и на техниката, е накарало хората да измислят по-сложни конструкции. Значителните области на напредък включват втората индустриална революция до въвеждането на зъбните и лопатъчните помпи през 19. век. Тези подобрения увеличават работните параметри и ефективността на ротационните помпи, което допринася за бързото им навлизане в редица сектори.
Видове ротационни помпи
Зъбни помпи
Сред най-популярните видове ротационни помпи са зъбните помпи, които имат блокирани въртящи се зъбни колела, които пренасят течността в помпата.
Вътрешни зъбни помпи
Помпите с вътрешно зъбно колело могат да се опишат като зъбно колело в друго по-голямо колело, в което се изпомпват течности. Ефективността на това устройство е забележителна и то е най-подходящо за движение на гъсти течности.
Помпи с външни зъбни колела
Помпите с външни зъбни колела съдържат 2 зацепващи се, донякъде насрещно въртящи се зъбни колела. Те вкарват флуида в помпата и са подходящи за флуиди с по-нисък вискозитет, а също и когато се изискват големи обеми флуиди.
Лопатъчни помпи
Входът на лопатъчната помпа обикновено е снабден с плъзгащи се лопатки, които се разширяват и образуват кухина във вътрешността на помпата, докато роторът се върти, създавайки засмукване за изтегляне на течности.
Помпи с плъзгащи се лопатки
Тези специални помпи имат плъзгащи се лопатки, които могат да се използват за течности с нисък вискозитет, но при които се наблюдава промяна на дебита. След това техните регулируеми лопатки им позволяват да бъдат ефективни при промяна на вискозитета на флуида.
Помпи с гъвкави лопатки
В помпите с гъвкави лопатки се използват гъвкави лопатки, които могат да поемат тесен диапазон на вискозитет на флуида, което ги прави приложими както за абразивни, така и за неабразивни приложения.
Винтови помпи
Вместо да се използва уплътнение, за транспортиране на флуида през помпата се използват един или повече винтове.
Единични винтови помпи
Тези помпи използват един спирален винт, който премества течността през цилиндричния съд. Те се използват главно при работа с течности с много висок вискозитет.
Двушнекови помпи
Двушнековите помпи са конфигурирани така, че двата шнека се врязват един в друг и по този начин флуидът се транспортира от тези два шнека. Те са предпочитани, тъй като пренасят различни видове флуиди с малки пулсации.
Функции и приложения
Промишлени употреби
Ротационните помпи са доста важни в различни отрасли.
Нефтена и газова промишленост
В нефтената и газовата промишленост транспортирането на суров нефт и други въглеводороди се улеснява от ротационни помпи. Там прецизността на осцилаторните помпи е от решаващо значение за движението на вискозни течности.
Химическа обработка
При химическата обработка ротационните помпи се използват за изпомпване на опасни и корозивни течности. Здравината, както и надеждността са важни за намаляване на закъсненията и повишаване на безопасността.
Домейни за ежедневна употреба
Ротационните помпи се използват и в обикновените инструменти.
Г-н и г-жа Моторс
В автомобилите въртящите се помпи обикновено са вградени в горивните инжектори, за да осигурят постоянно подаване на гориво в двигателя за ефективна работа.
Уреди за обща употреба
Различни уреди за общо ползване, сред които перални машини и съдомиялни машини, използват ротационни помпи за управление на водния поток, което показва, че те се използват дори в ежедневни дейности.
Предимства и недостатъци
Предимства на ротационните помпи
Използването на ротационни помпи има много предимства.
Ефективност и надеждност
От само себе си се разбира, че тези помпи са ефективни и надеждни, като могат да издържат на напрегната работа за продължителни периоди от време. Тяхната употреба се засилва допълнително от факта, че могат да работят с широк спектър от флуиди.
Многофункционалност на приложенията
Ротационните помпи не са ограничени до една индустрия или едно приложение, те се използват за много приложения, например за обработка на вискозни течности, пренос на корозивни химикали и много други.
Потенциални недостатъци
Въпреки това има някои потенциални недостатъци.
Изисквания за поддръжка
Стандартна практика е да се обърне внимание на поддръжката на ротационните помпи. Това може да включва смяна на уплътненията и наблюдение на вътрешните повърхности за износване.
Ограничения при специфични условия
Има ситуации, в които ротационните помпи не работят добре при високи налягания или определени видове флуиди, поради което изискват внимателен подбор в зависимост от изискванията на приложението.
Сравнение с други типове помпи
Ротационни и центробежни помпи
От гледна точка на ротационните помпи и центробежните помпи капацитетът се използва по различен начин.
