Η ακρίβεια της ροής είναι ένα σημαντικό πράγμα που πρέπει να έχετε κατά νου όταν πρόκειται για βιομηχανίες όπως το φαρμακείο, τα τρόφιμα και τα ποτά ή το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο. Η ποιότητα ενός προϊόντος και η τήρηση των κανονισμών εξαρτώνται από τον ακριβή έλεγχο της ροής του. Για να το θέσουμε απλά, ο όρος "αριθμός λοβών αντλίας" αναφέρεται στο πόσοι λοβοί υπάρχουν σε κάθε ρότορα οποιασδήποτε δεδομένης αντλίας με περιστροφικούς λοβούς. Η σχέση μεταξύ του αριθμού των λοβών της αντλίας και της ακρίβειας της ροής μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως κατευθυντήρια γραμμή για τη βέλτιστη επιλογή αντλιών, ανάλογα με τις επιδόσεις τους.
Κατανόηση του αριθμού λοβών
Ορισμός και βασικές αρχές
Τι είναι ο λοβός αντλίας;
Ο λοβός της αντλίας είναι ένα από τα περιστρεφόμενα εξαρτήματα που βρίσκονται σε μια αντλία με περιστρεφόμενο λοβό. Αυτοί οι λοβοί είναι τοποθετημένοι σε συγχρονισμένους άξονες. Όταν αυτοί οι άξονες περιστρέφονται μαζί, προκαλούν αύξηση του όγκου του θαλάμου άντλησης στην πλευρά αναρρόφησης, δημιουργώντας έτσι κενό ή χαμηλή πίεση που απορροφά το αντλούμενο μέσω αυτού υγρό από τον εξωτερικό κόσμο. Καθώς αυτοί οι λοβοί συνεχίζουν να περιστρέφονται, το υγρό παγιδεύεται μεταξύ αυτών και του περιβλήματος, πριν τελικά απελευθερωθεί όταν το μέγεθος μειώνεται και πάλι λόγω της συνεχούς περιστροφής.
Πώς καθορίζεται ο αριθμός των λοβών
Ο αριθμός των λοβών στις αντλίες με περιστροφικούς λοβούς καθορίζεται μετρώντας τον αριθμό των λοβών που υπάρχουν σε κάθε ρότορα- οι κατασκευαστές κατασκευάζουν διαφορετικά σχέδια με διάφορες ποσότητες για διαφορετικές χρήσεις. Αυτό το χαρακτηριστικό επηρεάζει επίσης άλλα πράγματα σχετικά με το πόσο ομαλή ή ακριβής ροή πρέπει να γίνεται με αυτόν τον εξοπλισμό.
Τύποι αντλιών με βάση τον αριθμό των λοβών
Αντλίες ενός λοβού
Αυτές έχουν μόνο έναν λοβό ανά κάθε ρότορα, επομένως είναι απλές από άποψη σχεδιασμού και κατασκευής.Δεδομένου ότι δεν απαιτείται μεγάλη ακρίβεια ούτε μεγάλες ποσότητες ταυτόχρονα - οι αντλίες με έναν λοβό μπορούν να λειτουργήσουν μια χαρά εδώ! Τέτοια χαρακτηριστικά οδηγούν συχνά σε χαμηλότερο κόστος κατά τη διαδικασία παραγωγής, αλλά πάντα θα υπάρχουν και κάποια μειονεκτήματα, όπως η μικρότερη ακρίβεια που επιτυγχάνεται κατά τη λειτουργία σε υψηλές ταχύτητες λόγω του περιορισμένου αριθμού σημείων στεγανοποίησης μεταξύ των κοιλοτήτων που καταλαμβάνονται από το υγρό γύρω από την περιοχή του περιβλήματος όπου εισέρχεται το μέσο.
Αντλίες πολλαπλών λοβών
Οι αντλίες πολλαπλών λοβών έχουν περισσότερους από έναν λοβούς σε κάθε ρότορα- αυτό αυξάνει την ακρίβεια και την ομαλότητα κατά τη διάρκεια των διαδικασιών άντλησης, καθιστώντας τες έτσι κατάλληλες για περιοχές που χρειάζονται υψηλά επίπεδα ακρίβειας, όπως αυτές που ασχολούνται με την παραγωγή φαρμάκων ή τη βιομηχανία επεξεργασίας τροφίμων μεταξύ άλλων. Ο λόγος είναι απλά επειδή υπάρχουν περισσότερα σημεία στεγανοποίησης στις αντλίες πολλαπλών λοβών από ό,τι στις αντλίες ενός λοβού, επομένως ελαχιστοποιείται ο παλμός, με αποτέλεσμα να διατηρείται σταθερός ρυθμός ροής καθ' όλη τη διάρκεια.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των διαφορετικών αριθμών λοβών
Αντλίες ενός λοβού
Πλεονεκτήματα:
- Απλός σχεδιασμός και κατασκευή
- Χαμηλότερο κόστος παραγωγής
- Ευκολία συντήρησης
Μειονεκτήματα:
- Μειωμένη ακρίβεια ροής
- Αυξημένοι ρυθμοί παλμών
- Δεν συνιστάται για εφαρμογές που απαιτούν υψηλά επίπεδα ακρίβειας αντλιών πολλαπλών λοβών
Αντλίες πολλαπλών λοβών
Πλεονεκτήματα:
Υψηλότερη ακρίβεια ροής
Καθιερώνεται ομοιόμορφη ροή λόγω της απουσίας διακύμανσης της ταχύτητας, η οποία παρατηρείται κατά τη χρήση άλλων τύπων αντλιών με λιγότερους λοβούς ανά ρότορα - αυτό μπορεί να επηρεάσει την ακρίβεια της δοσολογίας κατά το στάδιο της προετοιμασίας του φαρμάκου, ιδίως αν είναι κρίσιμο να χορηγούνται ακριβείς ποσότητες σε τακτά χρονικά διαστήματα εντός συγκεκριμένων χρονικών πλαισίων.
Μειονεκτήματα:
Πιο σύνθετος σχεδιασμός και κατασκευή,
Είναι πιο δαπανηρή η παραγωγή τους σε σύγκριση με τους αντίστοιχους που έχουν μόνο λίγους λοβούς τοποθετημένους σε κάθε άξονα ρότορα- μερικές φορές τα εξαρτήματα φθείρονται συχνά, με αποτέλεσμα να απαιτούνται συχνές επισκευές ή αντικαταστάσεις.
Η γνώση της διαφοράς μεταξύ των αντλιών ενός και πολλών λοβών θα σας βοηθήσει να κάνετε τη σωστή επιλογή όταν επιλέγετε μια αντλία για τις ανάγκες σας. Όλα εξαρτώνται από το τι θέλετε από αυτήν - αν απαιτείται υψηλή ή χαμηλή ακρίβεια ροής, ευκολία χρήσης, οικονομική αποδοτικότητα κ.λπ.
Ποσότητα λοβών αντλίας σε σχέση με την ακρίβεια της ροής
Θεωρία
Δυναμική ρευστών και αλληλεπίδραση λοβών
Η λειτουργία των περιστροφικών αντλιών βασίζεται στη δυναμική των ρευστών. Η αποτελεσματικότητα και η ακρίβεια στην κίνηση των ρευστών καθορίζονται από τον τρόπο με τον οποίο αλληλεπιδρούν οι λοβοί. Η αντίστροφη ροή και οι παλμοί μειώνονται μέσω της δημιουργίας σημείων στεγανοποίησης από κάθε λοβό. Όταν υπάρχουν περισσότεροι λοβοί υπάρχει ομαλότερη ροή επειδή δημιουργούνται περισσότερες στεγανοποιήσεις, γεγονός που αυξάνει επίσης την ακρίβεια.
Επιπλέον, ο αριθμός των νεκρών ζωνών στους θαλάμους της αντλίας μειώνεται με την αύξηση του αριθμού των χρησιμοποιούμενων λοβών. Ανακριβής ροή μπορεί να προκύψει από περιοχές όπου τα υγρά δεν κυκλοφορούν σωστά λόγω στασιμότητας που προκαλούν αυτές οι περιοχές που ονομάζονται "νεκρές ζώνες". Μια συνεχής ομοιόμορφη ροή μπορεί να επιτευχθεί με τη διασφάλιση της συμμετοχής πολλών λοβών, καθιστώντας έτσι τη συσκευή αυτή κατάλληλη για εφαρμογές που χρειάζονται ακριβή συστήματα παροχής δοσολογίας και ομοιόμορφο χειρισμό των υγρών ανά πάσα στιγμή.
Μαθηματικά μοντέλα
Έχουν αναπτυχθεί θεωρίες γύρω από μαθηματικά μοντέλα για να εξηγηθεί η σχέση μεταξύ των ποσοτήτων των λοβών της αντλίας και της ακρίβειας των ροών. Τέτοιου είδους προσομοιώσεις μιμούνται το τι συμβαίνει στο εσωτερικό των θαλάμων άντλησης από το σημείο μηδέν μέχρι την έξοδο του σωλήνα. Οι μηχανικοί τις χρησιμοποιούν για την πρόβλεψη των επιδόσεων υπό διαφορετικές διαμορφώσεις.
Για παράδειγμα, μια μελέτη που διεξήχθη σε νέα προφίλ ρότορα διαπίστωσε ότι ο τύπος προφίλ ECE τριών τμημάτων κατέγραψε 55% καλύτερα αποτελέσματα σε σύγκριση με τα συμβατικά σχέδια. Αυτό μας δείχνει γιατί θα πρέπει να βελτιστοποιήσουμε τον αριθμό των λοβών μας για βελτιωμένη ακρίβεια ροής. Υπάρχουν πολλές γνώσεις που αποκτήθηκαν μέσω μαθηματικών μοντέλων σχετικά με το πώς οι διαφορετικοί αριθμοί επηρεάζουν τις ιδιότητες ροής.
Πρακτικές επιπτώσεις
Περιπτώσεις μελέτης
Φαρμακευτική βιομηχανία Μελέτη περίπτωσης Μια φαρμακευτική εταιρεία χρειαζόταν ακριβείς αντλίες δοσολογίας για τη χορήγηση υγρών φαρμάκων. Δημιουργήθηκαν ασυνέπειες με το αρχικό σύστημα αντλιών ενός λοβού λόγω ασταθών ρυθμών ροής που εισέρχονταν και εξέρχονταν από αυτό. Ωστόσο, αργότερα χρησιμοποιήθηκαν συστήματα πολλαπλών λοβών, τα οποία οδήγησαν όχι μόνο στη βελτίωση αυτού του προβλήματος αλλά και στην επίτευξη ροών υψηλής ακρίβειας σε όλη τη διαδρομή, ικανοποιώντας έτσι τις αυστηρές κανονιστικές ανάγκες, όπου οποιαδήποτε μικρή απόκλιση θα μπορούσε να οδηγήσει σε απειλητική για τη ζωή κατάσταση.
Μελέτη περίπτωσης στη βιομηχανία τροφίμων και ποτών Ένα άλλο παράδειγμα αφορά τις μονάδες επεξεργασίας τροφίμων που ασχολούνται με παχύρρευστες ουσίες όπως σιρόπια ή σάλτσες κατά τη διαδικασία μεταφοράς μεταξύ δεξαμενών.Και εδώ αρχικά χρησιμοποιούνταν αντλίες με ένα λοβό, οι οποίες προκαλούσαν ανομοιομορφία και σπατάλες, με αποτέλεσμα να αυξάνεται το κόστος με την πάροδο του χρόνου, πριν τις αναβαθμίσουν τελικά σε αντλίες με πολλαπλούς λοβούς, μειώνοντας έτσι τις απώλειες που προκύπτουν κατά μήκος των γραμμών, ενώ ταυτόχρονα επιτρέπουν καλύτερο έλεγχο της ποιότητας του προϊόντος μέσω της πιο ομοιόμορφης κατανομής που επιτυγχάνεται σε κάθε δεξαμενή.
Παραδείγματα βιομηχανίας
Φαρμακοβιομηχανία Η φαρμακοβιομηχανία απαιτεί ακρίβεια όσον αφορά τις μετρήσεις του ρυθμού ροής. Η λανθασμένη δοσολογία μπορεί να οδηγήσει σε καταστροφικά αποτελέσματα και ως εκ τούτου έχουν θεσπιστεί πολύ αυστηροί κανονισμοί σχετικά με αυτό το θέμα σε όλο τον κόσμο, ώστε να διασφαλιστεί η ασφάλεια των ασθενών Οι αντλίες πολλαπλών λοβών προσφέρουν τέτοιες ακριβείς δοσολογίες που απαιτούνται για αυτού του είδους τις κρίσιμες εφαρμογές από διαφορετικά σημεία στεγανοποίησης που απαιτούνται, συμβάλλοντας στη μείωση των παλμών που προκαλούν διακυμάνσεις, εξασφαλίζοντας έτσι σταθερούς ρυθμούς παροχής.
Βιομηχανία τροφίμων και ποτών Για τις διάφορες διεργασίες στην παραγωγή τροφίμων και ποτών η συνέπεια είναι το κλειδί, ιδίως όσον αφορά το πόσο υλικό πρέπει να χρησιμοποιείται κάθε φορά. Οι αντλίες με έναν λοβό τείνουν να αφήνουν να περάσουν μεγάλες ποσότητες ουσίας ταυτόχρονα προκαλώντας έτσι ζημιά στο προϊόν λόγω υπερχείλισης Οι αντλίες με πολλούς λοβούς από την άλλη πλευρά παρέχουν τη δυνατότητα λεπτής ρύθμισης που επιτρέπει διαδοχικά μικρότερες αναλογίες ανά κύκλο, επιτυγχάνοντας έτσι μεγαλύτερη ακρίβεια σε όλα τα στάδια παραγωγής, ακόμη και όταν πρόκειται για πιο παχύρρευστα μείγματα όπως σιρόπια ή σάλτσες, όπου η ομοιόμορφη κατανομή θα μπορούσε διαφορετικά να αποδειχθεί δύσκολη χωρίς αυτόν τον τύπο εξοπλισμού.
Πρακτικές εφαρμογές και συστάσεις προϊόντων
Τομείς που επωφελούνται από την υψηλή ακρίβεια ροής
Φαρμακευτική βιομηχανία
Προκειμένου να δοσολογείται σωστά και να διατηρείται σταθερή ποιότητα, η φαρμακευτική βιομηχανία χρειάζεται ακρίβεια. Οι αντλίες πολλαπλών λοβών είναι καλές στη μείωση των παλμών για την επίτευξη σταθερού ρυθμού ροής, ο οποίος είναι ιδανικός για αυτόν τον τομέα. Είναι πολύ σημαντικό να υπάρχει ακριβής έλεγχος της ροής, προκειμένου να τηρούνται οι αυστηροί κανονισμοί και να διασφαλίζεται η ασφάλεια των ασθενών. Οι περιστροφικές λοβικές αντλίες Ace αποδίδουν αξιόπιστα, ενώ αντλούν απαλά, γεγονός που τις καθιστά κατάλληλες για χρήση με ευαίσθητα φαρμακευτικά προϊόντα.
Βιομηχανία τροφίμων και ποτών
Ομοίως, η βιομηχανία τροφίμων και ποτών επωφελείται σε μεγάλο βαθμό από την υψηλή ακρίβεια ροής. Η ομοιομορφία στην παροχή εξασφαλίζει ότι δεν υπάρχει σπατάλη και βοηθά επίσης στη διατήρηση της ποιότητας των προϊόντων, η οποία δεν πρέπει να μεταβάλλεται με την πάροδο του χρόνου. Τέτοια συνέπεια μπορεί να επιτευχθεί μόνο εάν κάποιος χρησιμοποιεί αντλίες πολλαπλών λοβών, καθώς έχουν σχεδιαστεί ειδικά για να χειρίζονται παχύρρευστα υγρά, όπως σιρόπια ή σάλτσες. Αυτοί οι τύποι αντλιών δημιουργούν ομοιόμορφη κατανομή, αυξάνοντας έτσι τη συνολική αποδοτικότητα κατά την παραγωγή. Η Titan Flow Meters κατασκευάζει μετρητές ροής υγρών που είναι τόσο ακριβείς όσο και αποτελεσματικοί για διάφορες βιομηχανικές διεργασίες, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που χρησιμοποιούνται στα τρόφιμα και τα ποτά.
Συνιστώμενα προϊόντα
A: Περιστροφικές λοβικές αντλίες Ace
Αντλίες Ace με περιστρεφόμενο λοβό έχουν ισχυρή κατασκευή με αρθρωτό σχεδιασμό που είναι το χαρακτηριστικό γνώρισμά τους, μεταξύ άλλων, πάρα πολλών αξιοσημείωτων χαρακτηριστικών. Μπορούν να διαμορφωθούν ευέλικτα, ενισχύοντας έτσι την ευελιξία της διαδικασίας καθώς και την αξιοπιστία λειτουργίας, ενώ μπορούν να εφαρμοστούν σε μέσα χαμηλού, μεσαίου ή υψηλού ιξώδους λόγω της ήπιας δράσης άντλησης. Εν ολίγοις, αυτά τα μηχανήματα λειτουργούν καλά υπό διαφορετικές συνθήκες, συμπεριλαμβανομένων τομέων όπως η φαρμακευτική βιομηχανία ή η επεξεργασία τροφίμων, όπου άλλα μοντέλα μπορεί να αποτύχουν.
Β: Μετρητές ροής Τιτάν
Μετρητές ροής Titan είναι κατασκευασμένα κυρίως για την απόδοση, οπότε μην τα σκεφτείτε δύο φορές αν χρειάζεστε ακριβείς μετρήσεις για τους ρυθμούς κίνησης των υγρών σας- τα οβάλ γρανάζια, οι στροβιλομετρητές κ.λπ. αποτελούν μέρος της γκάμας τους, καλύπτοντας κάθε είδους ανάγκες επεξεργασίας ελαφρών μετάλλων, αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι δεν μπορούν να μετρηθούν με ακρίβεια άλλα χημικά προϊόντα, αφού ακόμη και οι φαρμακευτικές βιομηχανίες απαιτούν επίσης παρόμοια πρότυπα.
Οι βιομηχανίες που απαιτούν ακριβή χειρισμό ρευστών θα πρέπει να κατανοήσουν πώς οι διαφορετικοί αριθμοί λοβών επηρεάζουν την ακρίβεια της ροής. Ο μεγαλύτερος αριθμός λοβών παρέχει συνήθως ομαλότερες και ακριβέστερες τιμές ροής. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι αντλίες με πολλούς λοβούς θεωρούνται οι καλύτερες για εφαρμογές υψηλής ακρίβειας, όπου απαιτείται η παροχή ακριβών ποσοτήτων σε συγκεκριμένες περιόδους, χωρίς να υπάρχουν αποκλίσεις στην πορεία. Επομένως, η σωστή επιλογή μιας αντλίας θα εξασφαλίσει την παραγωγή ποιοτικών προϊόντων, ενώ ταυτόχρονα θα αυξήσει τη λειτουργική αποδοτικότητα σε έναν οργανισμό.
