In Branchen wie der Pharmazie, der Lebensmittel- und Getränkeindustrie oder der Öl- und Gasindustrie ist die Präzision des Durchflusses ein wichtiger Faktor, der beachtet werden muss. Die Qualität eines Produkts und die Einhaltung von Vorschriften hängen von der genauen Kontrolle des Durchflusses ab. Vereinfacht ausgedrückt bezieht sich der Begriff "Anzahl der Pumpennocken" darauf, wie viele Nocken sich in jedem Rotor einer bestimmten Drehkolbenpumpe befinden. Das Verhältnis zwischen der Anzahl der Drehkolbenflügel und der Durchflussgenauigkeit kann als Richtschnur für die optimale Auswahl von Pumpen je nach deren Leistung dienen.
Verstehen der Lappenzahl
Definition und Grundprinzipien
Was ist ein Pumpenkolben?
Ein Drehkolben ist eine der rotierenden Komponenten in einer Drehkolbenpumpe. Diese Drehkolben sind auf synchronisierten Wellen montiert. Wenn sich diese Wellen gemeinsam drehen, vergrößern sie das Volumen der Pumpenkammer auf der Saugseite und erzeugen so ein Vakuum oder einen Unterdruck, der die durch die Kammer gepumpte Flüssigkeit aus der Außenwelt ansaugt. Wenn sich diese Lappen weiter drehen, wird Flüssigkeit zwischen ihnen und dem Gehäuse eingeschlossen, bevor sie schließlich freigesetzt wird, wenn sich die Größe durch die fortgesetzte Drehung wieder verringert.
Wie die Lappenzahl bestimmt wird
Die Anzahl der Drehkolben in Drehkolbenpumpen wird durch die Anzahl der Drehkolben auf jedem Rotor bestimmt; die Hersteller bieten verschiedene Ausführungen mit unterschiedlichen Anzahlen für verschiedene Verwendungszwecke an. Dieses Merkmal wirkt sich auch auf andere Aspekte aus, die den reibungslosen oder präzisen Durchfluss mit diesem Gerät betreffen.
Pumpentypen basierend auf der Anzahl der Drehkolben
Einflügelige Pumpen
Diese haben nur einen einzigen Drehkolben pro Rotor und sind daher auch in Bezug auf Design und Konstruktion einfach; da keine große Genauigkeit erforderlich ist und keine großen Mengen auf einmal benötigt werden, können einflügelige Pumpen hier sehr gut funktionieren! Diese Eigenschaften führen oft zu niedrigeren Kosten während des Produktionsprozesses, aber es gibt auch immer einige Nachteile, wie z.B. eine geringere Genauigkeit bei hohen Geschwindigkeiten aufgrund der begrenzten Anzahl von Dichtungspunkten zwischen den von der Flüssigkeit besetzten Hohlräumen im Bereich des Gehäuses, wo das Medium eintritt.
Mehrkolbenpumpen
Mehrflügelige Pumpen haben mehr als einen Drehkolben an jedem Rotor; dies erhöht die Präzision und die Laufruhe während des Pumpvorgangs, wodurch sie sich für Bereiche eignen, in denen eine hohe Genauigkeit erforderlich ist, wie z. B. bei der Herstellung von Medikamenten oder in der Lebensmittelindustrie. Der Grund dafür ist einfach der, dass es in Mehrkolbenpumpen mehr Dichtungspunkte gibt als in Einkolbenpumpen, wodurch die Pulsation minimiert wird, was zu einer gleichmäßigen Durchflussrate führt.
Vorteile und Nachteile der verschiedenen Lappenzählungen
Einflügelige Pumpen
Vorteile:
- Einfaches Design und Konstruktion
- Niedrigere Produktionskosten
- Einfache Wartung
Benachteiligungen:
- Geringere Durchflussgenauigkeit
- Erhöhte Pulsationsraten
- Nicht empfohlen für Anwendungen, die hohe Genauigkeitsanforderungen an Mehrkolbenpumpen stellen
Mehrkolbenpumpen
Vorteile:
Höhere Durchflussgenauigkeit erreicht
Durch das Fehlen von Drehzahlschwankungen, wie sie bei anderen Pumpentypen mit weniger Nocken pro Rotor auftreten, werden gleichmäßige Durchflussraten erzielt. Dies kann die Dosiergenauigkeit während der Arzneimittelzubereitung beeinträchtigen, insbesondere wenn es darauf ankommt, dass genaue Mengen in regelmäßigen Abständen innerhalb bestimmter Zeiträume verabreicht werden.
Benachteiligungen:
Komplexere Planung und Konstruktion;
Sie sind teurer in der Herstellung als ihre Gegenstücke, die nur einige wenige Nocken auf jeder Rotorwelle haben; manchmal verschleißen Teile häufig, was häufige Reparaturen oder Ersatz erforderlich macht.
Die Kenntnis des Unterschieds zwischen Einkolben- und Mehrkolbenpumpen wird Ihnen helfen, die richtige Wahl bei der Auswahl einer Pumpe für Ihre Bedürfnisse zu treffen. Es hängt alles davon ab, was Sie von der Pumpe erwarten - ob eine hohe oder niedrige Durchflussgenauigkeit erforderlich ist, ob sie einfach zu bedienen ist, ob sie kosteneffektiv ist, usw.
Anzahl der Pumpenkolben im Vergleich zur Präzision des Durchflusses
Theorie
Strömungsdynamik und Interaktion von Flügeln
Die Funktionsweise von Drehkolbenpumpen beruht auf der Fluiddynamik. Effizienz und Genauigkeit bei der Bewegung von Flüssigkeiten werden durch das Zusammenspiel der Drehkolben bestimmt. Rückströmung und Pulsationen werden durch die Schaffung von Dichtungspunkten durch jeden Drehkolben verringert. Je mehr Drehkolben vorhanden sind, desto gleichmäßiger ist der Durchfluss, da mehr Dichtungen vorhanden sind, was wiederum die Präzision erhöht.
Außerdem nimmt die Anzahl der toten Zonen in den Pumpenkammern mit zunehmender Anzahl der verwendeten Nocken ab. Ein ungenauer Durchfluss kann aus Bereichen resultieren, in denen Flüssigkeiten aufgrund von Stagnation nicht richtig zirkulieren, was als "tote Zonen" bezeichnet wird. Ein kontinuierlicher, gleichmäßiger Strom kann erreicht werden, indem sichergestellt wird, dass viele Lappen beteiligt sind, wodurch dieses Gerät für Anwendungen geeignet ist, die genaue Dosierungssysteme und eine gleichmäßige Handhabung von Flüssigkeiten zu jeder Zeit benötigen.
Mathematische Modelle
Es wurden Theorien zu mathematischen Modellen entwickelt, um die Beziehung zwischen den Größen der Pumpenflügel und der Präzision der Strömungen zu erklären. Diese Art von Simulationen ahmen nach, was im Inneren der Pumpenkammern vom Nullpunkt bis zum Austritt aus dem Rohr vor sich geht. Ingenieure nutzen sie, um die Leistung bei verschiedenen Konfigurationen vorherzusagen.
In einer Studie über neue Rotorprofile wurde beispielsweise festgestellt, dass der ECE-Profiltyp mit drei Segmenten 55% bessere Ergebnisse erzielt als herkömmliche Konstruktionen. Dies zeigt uns, warum wir die Anzahl der Lappen optimieren sollten, um die Strömungspräzision zu verbessern. Es gibt viele Erkenntnisse, die durch mathematische Modelle gewonnen wurden, wie sich unterschiedliche Anzahlen auf die Strömungseigenschaften auswirken.
Praktische Implikationen
Fälle studieren
Fallstudie aus der pharmazeutischen Industrie Ein Pharmaunternehmen benötigte genaue Dosierpumpen für die Verabreichung von flüssigen Medikamenten. Mit dem anfänglichen Ein-Kolben-Pumpensystem traten Unstimmigkeiten auf, da die Durchflussmengen, die ein- und ausgehen, nicht stabil waren. Später wurden jedoch Mehrkolbensysteme eingesetzt, mit denen nicht nur dieses Problem behoben, sondern auch hochpräzise Durchflüsse erzielt werden konnten. Damit wurden die strengen behördlichen Anforderungen erfüllt, bei denen jede geringfügige Abweichung zu einer lebensbedrohlichen Situation führen kann.
Fallstudie Lebensmittel- und Getränkeindustrie Ein weiteres Beispiel sind Lebensmittelverarbeitungsbetriebe, die mit dickflüssigen Substanzen wie Sirup oder Soßen während des Umfüllvorgangs zwischen den Tanks zu tun haben. Auch hier wurden anfangs einflügelige Pumpen verwendet, die Ungleichmäßigkeiten und Verluste verursachten, was im Laufe der Zeit zu höheren Kosten führte, bevor sie schließlich zu mehrflügeligen Pumpen aufgerüstet wurden, um die Verluste entlang der Leitungen zu verringern und gleichzeitig eine bessere Kontrolle der Produktqualität durch eine gleichmäßigere Verteilung in jedem Tank zu ermöglichen.
Beispiele aus der Industrie
Pharmazeutische Industrie In der Arzneimittelindustrie kommt es auf Genauigkeit bei der Messung der Durchflussmenge an. Eine falsche Dosierung kann zu katastrophalen Ergebnissen führen. Daher wurden weltweit sehr strenge Vorschriften zu diesem Thema erlassen, um die Sicherheit der Patienten zu gewährleisten. Drehkolbenpumpen bieten die für diese Art von kritischen Anwendungen erforderlichen präzisen Dosierungen von verschiedenen Dichtungspunkten aus, was zur Verringerung der Pulsationen beiträgt, die Schwankungen verursachen, und somit konsistente Förderraten gewährleistet.
Lebensmittel- und Getränkeindustrie Bei verschiedenen Prozessen in der Lebensmittel- und Getränkeherstellung ist Konsistenz der Schlüssel, vor allem im Hinblick darauf, wie viel Material zu einem bestimmten Zeitpunkt verwendet werden sollte. Einflügelige Pumpen neigen dazu, große Mengen auf einmal durchzulassen, wodurch das Produkt durch Überlaufen beschädigt werden kann. Mehrflügelige Pumpen hingegen ermöglichen eine Feinabstimmung, die sukzessive kleinere Mengen pro Zyklus zulässt, wodurch eine höhere Genauigkeit in allen Produktionsphasen erreicht wird, selbst bei dickeren Mischungen wie Sirup oder Soßen, bei denen sich eine gleichmäßige Verteilung ohne diese Art von Ausrüstung als schwierig erweisen könnte.
Praktische Anwendungen und Produktempfehlungen
Sektoren, die von hoher Flussgenauigkeit profitieren
Pharmazeutische Industrie
Um korrekt zu dosieren und eine gleichbleibende Qualität zu gewährleisten, benötigt die Pharmaindustrie Genauigkeit. Mehrkolbenpumpen sind gut in der Lage, die Pulsation zu reduzieren, um eine gleichmäßige Flussrate zu erreichen, was für diesen Bereich ideal ist. Eine präzise Steuerung des Durchflusses ist sehr wichtig, um strenge Vorschriften zu erfüllen und die Sicherheit der Patienten zu gewährleisten. Ace Drehkolbenpumpen arbeiten zuverlässig und pumpen sanft, so dass sie sich auch für empfindliche Arzneimittel eignen.
Lebensmittel- und Getränkeindustrie
Auch die Lebensmittel- und Getränkeindustrie profitiert in hohem Maße von einer hohen Durchflussgenauigkeit. Durch die gleichmäßige Versorgung wird sichergestellt, dass es keine Verschwendung gibt, und die Qualität der Produkte, die sich im Laufe der Zeit nicht verändern sollte, wird beibehalten. Eine solche Gleichmäßigkeit kann nur durch den Einsatz von Mehrkolbenpumpen erreicht werden, da diese speziell für die Förderung von dickflüssigen Produkten wie Sirup oder Soßen konzipiert sind. Diese Art von Pumpen sorgt für eine gleichmäßige Verteilung und erhöht so die Gesamteffizienz der Produktion. Titan Flow Meters stellt Durchflussmesser für Flüssigkeiten her, die sowohl genau als auch effizient für verschiedene industrielle Prozesse sind, einschließlich derer, die in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie verwendet werden.
Empfohlene Produkte
A: Ace Drehkolbenpumpen
Ace Drehkolbenpumpen zeichnen sich durch eine robuste Konstruktion mit modularem Aufbau aus, die zu den zahlreichen erwähnenswerten Merkmalen gehört. Sie können flexibel konfiguriert werden und erhöhen dadurch die Prozessflexibilität sowie die Betriebssicherheit. Außerdem sind sie aufgrund ihrer sanften Pumpleistung für Medien mit niedriger, mittlerer oder hoher Viskosität geeignet. Kurz gesagt, diese Maschinen arbeiten unter verschiedenen Bedingungen gut, auch in Bereichen wie der Pharmazie oder der Lebensmittelverarbeitung, wo andere Modelle versagen können.
B: Titan-Durchflussmessgeräte
Titan-Durchflussmesser sind in erster Linie auf Leistung ausgelegt, so dass Sie nicht zweimal darüber nachdenken sollten, wenn Sie präzise Messungen der Bewegungsgeschwindigkeit Ihrer Flüssigkeiten benötigen; Ovalräder, Turbinenradzähler usw. sind Teil ihres Sortiments, das alle Arten von Bedürfnissen der Leichtmetallverarbeitung abdeckt, was aber nicht bedeutet, dass andere Chemikalien nicht genau gemessen werden können, da auch die pharmazeutische Industrie ähnliche Standards benötigt.
Industriezweige, die eine genaue Flüssigkeitsförderung benötigen, sollten sich darüber im Klaren sein, wie sich die unterschiedliche Anzahl von Lappen auf die Durchflussgenauigkeit auswirkt. Höhere Drehkolbenzahlen sorgen in der Regel für gleichmäßigere und genauere Durchflussraten. Aus diesem Grund eignen sich Mehrkolbenpumpen am besten für Hochpräzisionsanwendungen, bei denen exakte Mengen in bestimmten Zeiträumen gefördert werden müssen, ohne dass dabei Abweichungen auftreten. Die richtige Auswahl einer Pumpe gewährleistet daher die Herstellung von Qualitätsprodukten und erhöht gleichzeitig die betriebliche Effizienz in einem Unternehmen.
