Σύντομη εισαγωγή στις περιστροφικές αντλίες
Περιστροφικές αντλίες είναι μηχανικές συσκευές που χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά υγρών, στις οποίες η περιστροφική ενέργεια χρησιμοποιείται για τη μετακίνηση είτε ενός υγρού είτε ενός αερίου από ένα μέρος του συστήματος σε ένα άλλο μέρος. Σε αντίθεση με άλλους τύπους αντλιών που τείνουν να ενεργοποιούνται με διαφορές πίεσης ή με δραστηριότητα μηχανικής μετατόπισης, η αντλία περιστροφής λειτουργεί με συνεχή περιστροφή των εσωτερικών δομικών στοιχείων της. Το σύστημα εσωτερικής δομής της επιτρέπει την υποδοχή πολλών ρευστών, όπως παχύρρευστα αέρια, καθιστώντας την χρήσιμη σε μια σειρά βιομηχανικών εφαρμογών. Η αξιοπιστία και η αποτελεσματικότητά τους είναι μερικοί από τους παράγοντες που συμβάλλουν στο ευρύ φάσμα χρήσης των αντλιών στο πετρέλαιο, το φυσικό αέριο, τα χημικά, ακόμη και στα περισσότερα σπίτια όπου οι συσκευές χρησιμοποιούνται συχνά. Δεν μπορεί να αμφισβητηθεί ότι οι περιστροφικές αντλίες αποτελούν σημαντικό μέρος των περισσότερων βιομηχανιών. Χρησιμοποιούνται συχνά ως κύρια εξαρτήματα σε εγκαταστάσεις μεταφοράς ρευστών, συμβάλλοντας στη διατήρηση της επιθυμητής ροής και πίεσης εντός αποδεκτών ορίων για αποτελεσματικές λειτουργίες. Καθώς η βιομηχανία εξελίσσεται, η ανάγκη για περιστροφικές αντλίες ως βέλτιστη λύση για τη διαχείριση των ρευστών δεν έχει μειωθεί. Παραμένει υψηλή, και μάλιστα σε πολύ μεγάλο βαθμό λόγω του τρόπου με τον οποίο αναπτύσσονται οι βιομηχανίες. Η τελευταία ενότητα αυτού του κεφαλαίου εξετάζει τις περιστροφικές αντλίες.
Καθορισμός και απομόνωση ζητημάτων
Ορισμοί περιστροφικών αντλιών και βασικές επεξηγήσεις όρων: Οι περιστροφικές αντλίες είναι αντλίες θετικής εκτόπισης που χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά υγρού ή ρευστού με τη διαμόρφωση ενός περιβαλλόμενου όγκου που περιέχει ορισμένη ποσότητα υγρού και τη μετακίνησή του στον αγωγό εκροής. Πρέπει να σημειωθεί ότι οι αντλίες αυτές λειτουργούν με βάση το βασικό αξίωμα της περιστροφής των μερών τους γύρω από τους αγωγούς. Αυτή η περιστροφή είναι υπεύθυνη για τη δημιουργία μιας διαφοράς πίεσης που μετακινεί τα υγρά.
Λειτουργία των περιστροφικών αντλιών
Είναι σχεδόν προφανές ότι η λειτουργία των περιστροφικών αντλιών είναι απλή. Όταν ο ρότορας της αντλίας περιστρέφεται, δημιουργείται ένας θάλαμος που περιέχει ρευστό, ο οποίος καθιστά δυνατή την αναρρόφηση ρευστού από την πλευρά της εισόδου. Αυτό το ρευστό που έχει περιοριστεί μεταφέρεται στη συνέχεια προς την πλευρά εκροής καθώς ο ρότορας της αντλίας κινείται περαιτέρω. Αυτός ο σχεδιασμός εγγυάται σταθερή εκροή ρευστού και επομένως είναι ιδανικός για διεργασίες που απαιτούν σταθερές εκροές.
Κύρια στοιχεία
Τα βασικά εξαρτήματα των περιστροφικών αντλιών σχετίζονται με τον ρότορα, τον στάτη, τις θυρίδες εισόδου και εξόδου και τις τσιμούχες. Ενώ ο ρότορας βοηθά στην πρόκληση κίνησης στο υγρό, ο στάτης χρησιμεύει κυρίως ως στήριγμα. Οι θύρες εισόδου και εξόδου καθοδηγούν τη ροή του ρευστού μέσα και έξω από το σύστημα, ενώ οι σφραγίδες έχουν χαρακτηριστικά που αποτρέπουν τη διαρροή ρευστών για την αποτελεσματική λειτουργία.
Εξέλιξη με την πάροδο του χρόνου
Η ιστορία της περιστροφικής αντλίας μπορεί να ανιχνευθεί από τα παλιά χρόνια, και ορισμένες περιστροφικές αντλίες χρονολογούνται από την Αρχαία Αίγυπτο. Προέρχονται από τις πρώτες περιστροφικές αντλίες. Ακόμα κι έτσι, οι αντλίες αυτές ήταν πολύ πρωτόγονες και βασίζονταν σε απλές κοινές μηχανικές έννοιες. Με την πάροδο των ετών, η βελτίωση όσον αφορά τα υλικά καθώς και τη μηχανική έκανε τους ανθρώπους να καταλήξουν σε πιο περίπλοκα σχέδια. Οι σημαντικοί τομείς προόδου περιλαμβάνουν τη δεύτερη βιομηχανική επανάσταση μέχρι την εισαγωγή των αντλιών με γρανάζια και πτερύγια προς τον 19ο αιώνα. Αυτές οι βελτιώσεις αύξησαν τις παραμέτρους λειτουργίας και την απόδοση των περιστροφικών αντλιών, γεγονός που συνέβαλε στην ταχεία διάδοσή τους σε διάφορους τομείς.
Τύποι περιστροφικών αντλιών
Αντλίες εργαλείων
Μεταξύ των πιο δημοφιλών τύπων περιστροφικών αντλιών είναι οι αντλίες με γρανάζια, οι οποίες διαθέτουν αλληλοσυνδεόμενα περιστρεφόμενα γρανάζια που μεταφέρουν το υγρό εντός της αντλίας.
Αντλίες εσωτερικών γραναζιών
Οι αντλίες εσωτερικών γραναζιών μπορούν να περιγραφούν ως ένα γρανάζι μέσα σε ένα άλλο μεγαλύτερο γρανάζι όπου αντλούνται υγρά. Η απόδοση αυτής της μονάδας είναι αρκετά αξιοσημείωτη και ταιριάζει καλύτερα στην κίνηση παχύρρευστων υγρών.
Εξωτερικές αντλίες γραναζιών
Οι αντλίες εξωτερικών οδοντωτών τροχών περιέχουν 2 γρανάζια που εμπλέκονται και περιστρέφονται κατά κάποιο τρόπο αντίθετα. Προωθούν το υγρό στην αντλία και είναι κατάλληλες για υγρά χαμηλότερου ιξώδους, καθώς και όταν απαιτούνται μεγάλες ποσότητες υγρών.
Αντλίες με πτερύγια
Η είσοδος μιας αντλίας πτερυγίων είναι συνήθως εφοδιασμένη με ολισθαίνοντα πτερύγια που εκτείνονται και σχηματίζουν μια κοιλότητα στο εσωτερικό της αντλίας καθώς ο ρότορας περιστρέφεται, δημιουργώντας αναρρόφηση για την αναρρόφηση υγρών.
Αντλίες με συρόμενο πτερύγιο
Αυτές οι ειδικές αντλίες διαθέτουν ολισθαίνοντα πτερύγια που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για ρευστά χαμηλού ιξώδους, τα οποία όμως παρουσιάζουν μεταβαλλόμενες ροές. Τα ρυθμιζόμενα πτερύγιά τους, στη συνέχεια, τους επιτρέπουν να είναι αποτελεσματικές όταν το ιξώδες του ρευστού αλλάζει.
Αντλίες με εύκαμπτο πτερύγιο
Οι αντλίες με εύκαμπτα πτερύγια χρησιμοποιούν τα εύκαμπτα πτερύγια που μπορούν να προσαρμόζονται στο στενό εύρος ιξώδους του υγρού, γεγονός που τις καθιστά εφαρμόσιμες τόσο σε λειαντικές όσο και σε μη λειαντικές εφαρμογές.
Βιδωτές αντλίες
Αντί για τη χρήση παρεμβύσματος, ένας ή περισσότεροι κοχλίες χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά του ρευστού μέσω της αντλίας.
Αντλίες μονής βίδας
Αυτές οι αντλίες χρησιμοποιούν έναν ενιαίο ελικοειδή κοχλία που κινεί το υγρό μέσα στο κυλινδρικό δοχείο. Χρησιμοποιούνται κυρίως όταν διακινούνται ρευστά πολύ υψηλού ιξώδους.
Αντλίες με δίδυμο κοχλία
Οι αντλίες διπλού κοχλία είναι διαμορφωμένες έτσι ώστε οι δύο κοχλίες να κόβουν ο ένας τον άλλον και, ως εκ τούτου, το υγρό να μεταφέρεται από αυτούς τους δύο κοχλίες. Προτιμώνται επειδή μεταφέρουν διαφορετικούς τύπους ρευστών με μικρό παλμό.
Λειτουργίες και εφαρμογές
Βιομηχανικές χρήσεις
Οι περιστροφικές αντλίες είναι αρκετά σημαντικές σε διάφορες βιομηχανίες.
Βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου
Στις βιομηχανίες πετρελαίου και φυσικού αερίου, η μεταφορά αργού πετρελαίου και άλλων υδρογονανθράκων διευκολύνεται από περιστροφικές αντλίες. Εκεί, η ακρίβεια στην άντληση με ταλαντωτές είναι ζωτικής σημασίας για τη μετακίνηση ιξωδών ρευστών.
Χημική επεξεργασία
Όσον αφορά τη χημική επεξεργασία, οι περιστροφικές αντλίες χρησιμοποιούνται για την άντληση επικίνδυνων και διαβρωτικών υγρών. Η αντοχή καθώς και η αξιοπιστία είναι σημαντικές για τη μείωση των καθυστερήσεων και την αύξηση της ασφάλειας.
Τομείς καθημερινής χρήσης
Οι περιστροφικές αντλίες χρησιμοποιούνται επίσης σε κανονικά εργαλεία.
Ο κύριος και η κυρία Motors
Στα αυτοκίνητα, οι περιστρεφόμενες αντλίες ενσωματώνονται συνήθως στους εγχυτήρες καυσίμου για να εξασφαλίζουν σταθερή παροχή καυσίμου στον κινητήρα για αποτελεσματική λειτουργία.
Συσκευές γενικής χρήσης
Διάφορες συσκευές γενικής χρήσης που περιλαμβάνουν πλυντήρια ρούχων και πιάτων χρησιμοποιούν περιστροφικές αντλίες για τον έλεγχο της ροής του νερού, γεγονός που δείχνει τη χρήση τους ακόμη και σε καθημερινές δραστηριότητες.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα
Οφέλη των περιστροφικών αντλιών
Η χρήση περιστροφικών αντλιών προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα.
Αποδοτικότητα και αξιοπιστία
Είναι εγγενής γνώση να κατανοήσουμε ότι οι αντλίες αυτές είναι αποδοτικές και αξιόπιστες σε απόδοση, καθώς είναι σε θέση να αντέχουν σε έντονη λειτουργία για παρατεταμένες χρονικές περιόδους. Η χρήση τους ενισχύεται περαιτέρω από το γεγονός ότι είναι ικανές να χειρίζονται ένα ευρύ φάσμα υγρών.
Ευελιξία στις εφαρμογές
Οι περιστροφικές αντλίες δεν περιορίζονται σε έναν κλάδο ή μια εφαρμογή, αλλά χρησιμοποιούνται σε πολλές εφαρμογές, όπως για παράδειγμα στη διαχείριση παχύρρευστων υγρών, στη μεταφορά διαβρωτικών χημικών ουσιών και σε πολλές άλλες.
Πιθανά μειονεκτήματα
Παρ' όλα αυτά, υπάρχουν ορισμένα πιθανά μειονεκτήματα.
Απαιτήσεις συντήρησης
Είναι συνήθης πρακτική να εξετάζεται η συντήρηση των περιστροφικών αντλιών. Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει την αλλαγή των παρεμβυσμάτων και την παρακολούθηση των εσωτερικών επιφανειών για φθορά.
Περιορισμοί σε συγκεκριμένες συνθήκες
Υπάρχουν περιπτώσεις όπου οι περιστροφικές αντλίες δεν αποδίδουν καλά σε υψηλές πιέσεις ή σε ορισμένους τύπους υγρών και, ως εκ τούτου, απαιτείται προσεκτική επιλογή σε σχέση με τις απαιτήσεις της εφαρμογής.
Σύγκριση με άλλους τύπους αντλιών
Περιστροφικές έναντι φυγοκεντρικών αντλιών
Από τη σκοπιά των περιστροφικών αντλιών σε σχέση με τις φυγοκεντρικές αντλίες, οι χωρητικότητες χρησιμοποιούνται διαφορετικά.
