Υπάρχουν αναρίθμητοι τύποι αντλιών που εκτελούν συγκεκριμένες λειτουργίες, και από αυτούς έχουμε μια λιγότερο γνωστή, αλλά πολύ χρήσιμη και αποτελεσματική αντλία θετικής εκτόπισης. Αυτή η αντλία είναι η αντλία που χρησιμοποιείται περισσότερο από όλες τις βιομηχανίες, από τις βιομηχανίες πετρελαίου και φυσικού αερίου, μέχρι τις φαρμακευτικές εταιρείες και τα εργοστάσια τροφίμων. Ένα πράγμα είναι βέβαιο- η κατανόηση μιας αντλίας θετικής εκτόπισης, της λειτουργίας και των πλεονεκτημάτων της μπορεί να βοηθήσει στην απάντηση του βασικού προβλήματος του ποια αντλία θα λειτουργήσει καλύτερα στον τόπο εφαρμογής. Αυτή η ανάρτηση στο ιστολόγιο επικεντρώνεται στις αρχές λειτουργίας των αντλιών θετικής εκτόπισης και στις εφαρμογές τους σε διάφορες βιομηχανίες.
Τι είναι η αντλία θετικής εκτόπισης
Μια αντλία θετικής εκτόπισης είναι μια αντλία που χρησιμοποιεί μια διαδικασία κατά την οποία ένας καθορισμένος όγκος ρευστού συλλαμβάνεται και μετακινείται με τη χρήση κάποιας πηγής ενέργειας και το ρευστό αυτό στη συνέχεια ωθείται μέσω κάποιου σωλήνα εκροής. Γενικά, οι φυγοκεντρικές αντλίες αναρροφούν ρευστά, και ως εκ τούτου ο υψηλός ρυθμός περιστροφής, ενώ οι αντλίες θετικής εκτόπισης είναι σε θέση να παρέχουν σταθερό όγκο ρευστού ανεξάρτητα από την αντίθετη πίεση. Αυτό τις καθιστά κατάλληλες για εφαρμογές υψηλής πίεσης ή όπου πρέπει να αντληθούν παχιά ρευστά υψηλού ιξώδους.
Οι αντλίες θετικής εκτόπισης ταξινομούνται σε δύο τύπους αντλιών, που περιλαμβάνουν τις περιστροφικές αντλίες και τις παλινδρομικές αντλίες. Σε αυτούς τους τύπους χρησιμοποιούνται διαφορετικές μέθοδοι με αμετάβλητο τελικό προϊόν, καθώς με την καθορισμένη ροή στον ίδιο ρυθμό.
Πώς λειτουργεί μια αντλία θετικής εκτόπισης;
Ως αντλία θετικής εκτόπισης ορίζεται μια μηχανή, η οποία εκτοπίζει όγκους υγρού από τη θύρα εισόδου προς τη θύρα εξόδου της αντλίας. Στην πράξη, αυτό σημαίνει ότι το υγρό εισέρχεται στην αντλία μέσω της δημιουργίας κοιλοτήτων και αυτή η ενέργεια ονομάζεται κατακράτηση υγρού. Επί του παρόντος, η μέση πίεση εισαγωγής νερού στο θάλαμο περιλαμβάνει την εσωτερική συμπίεση των υγρών.
Στις περιστροφικές αντλίες, οι δομές αυτές περιστρέφονται από γρανάζια που κινούν μια γεωμετρική δομή για να πιάσουν το κινούμενο νερό. Και τα στοιχεία αυτά βρίσκονται σε ταχεία περιστροφή, με αποτέλεσμα να διατηρείται η σταθερή ροή του υγρού. Αντίθετα, οι παλινδρομικές αντλίες λειτουργούν χρησιμοποιώντας ένα έμβολο ή ένα διάφραγμα που επιτρέπει τη μετατόπιση οποιουδήποτε υγρού με ταλαντευόμενη κίνηση.
Διαδικασία εργασίας
Η διαδικασία μπορεί να ερμηνευθεί ως εξής:
- Εισαγωγή: Η αντλία δημιουργεί μια αναρρόφηση μέσα στην κοιλότητα, με αποτέλεσμα να εισέρχεται υγρό.
- Παγίδευση του υγρού: Αφού εισέλθει, το κινούμενο ρευστό παγιδεύεται εντός του θαλάμου από πρόσθετα κινούμενα μέρη ή από την προαναφερθείσα λειτουργία του εμβόλου.
- Μετατόπιση: Αυτό το παγιδευμένο ρευστό ωθείται στη συνέχεια προς τα έξω μέσω του σωλήνα εκροής από την αντλία με μείωση του όγκου του θαλάμου που περιέχει το ρευστό.
Αυτή η κυκλική ή συνεχής διαδικασία καθιστά τις αντλίες θετικής εκτόπισης ιδανικές για περιπτώσεις στις οποίες πρέπει να παραδίδεται ελεγχόμενος όγκος υγρού σε συγκεκριμένο χρόνο.
Τύποι αντλιών θετικής εκτόπισης
Σήμερα, υπάρχουν διάφορα είδη αντλιών θετικής εκτόπισης, τα οποία περιλαμβάνουν:
Αντλίες εργαλείων
Τα σχεδόν παράλληλα σχήματα κόβουν μια διαδρομή μέσα από τους αδένες άντλησης και περιλαμβάνουν έναν αριθμό προεξοχών που μοιάζουν με καρφίτσες ή παγίδες υγρού που συλλαμβάνουν υγρό μεταξύ των αντίθετων θέσεων των δοντιών. Τέτοιες αντλίες χρησιμοποιούνται συχνά όταν υπάρχει υψηλή απαίτηση για ακρίβεια στην ποσότητα του παρεχόμενου υγρού, π.χ. σε συστήματα κυκλοφορίας λαδιών.
Αντλίες με λοβούς
Οι αντλίες αξονικής ροής με λοβούς λειτουργίας αποτελούνται από 2 λοβωτούς ρότορες που λειτουργούν σε πολύ μικρό διάκενο για να χειρίζονται τη μεταφορά υγρού. Οι ρότορες εδώ μεταφέρουν το υγρό μόνο από την είσοδο στην έξοδο με ελάχιστη έως καθόλου επαφή, οι αντλίες αυτές χρησιμοποιούνται επίσης σε εφαρμογές υγιεινής, όπως η επεξεργασία τροφίμων και ποτών.
Αντλίες διαφράγματος
Χρησιμοποιούν ένα εύκαμπτο διάφραγμα για τη δημιουργία εναλλασσόμενου κενού και πίεσης για τη μετακίνηση ενός υγρού. Χρησιμοποιούνται ευρέως στη χημική επεξεργασία και την επεξεργασία λυμάτων, καθώς έχουν την ικανότητα να αντλούν διαβρωτικά ρευστά.
Περισταλτικές αντλίες
Σε αυτόν τον τύπο αντλίας, ένας εύκαμπτος σωλήνας περιορίζεται από κυλίνδρους ή παπούτσια, προκειμένου να προωθηθεί ένα υγρό στο εσωτερικό του. Αυτή η αντλία είναι ιδιαίτερα επωφελής στην ιατρική χρήση, δεδομένου ότι αποτρέπει τη μόλυνση οποιουδήποτε υγρού, καθώς το υγρό έρχεται σε επαφή μόνο με τον σωλήνα.
Αντλίες εμβόλου
Σε αυτούς τους τύπους αντλιών, το έμβολο χρησιμοποιείται ως στοιχείο για τη μετακίνηση μιας ποσότητας ρευστού από τη μία θέση στην άλλη με κίνηση προς τα εμπρός και προς τα πίσω μέσα σε έναν κύλινδρο. Οι εμβολοφόρες αντλίες είναι γνωστό ότι έχουν δυνατότητες παραγωγής υψηλής πίεσης και, ως εκ τούτου, μπορούν να βρεθούν σε υδραυλικά συστήματα πορώδους μέσου.
Οφέλη των αντλιών θετικής εκτόπισης
Οι αντλίες θετικής εκτόπισης έχουν μια σειρά από πλεονεκτήματα, τα οποία είναι οι λόγοι για τους οποίους ζητούνται στους περισσότερους τομείς. Συγκεκριμένα, τα πλεονεκτήματα αυτά περιλαμβάνουν:
- Σταθερός ρυθμός ροής: Ένα από τα σημαντικότερα θετικά στοιχεία των αντλιών θετικής εκτόπισης είναι ότι μπορούν να διατηρούν σταθερή παροχή σε ένα εύρος πίεσης εκροής. Αυτή η ικανότητα είναι πολύτιμη σε αρκετές διεργασίες, συμπεριλαμβανομένης της διανομής ή της δοσομέτρησης ορισμένων ρευστών.
- Ικανή να αντέχει σε υψηλές πιέσεις: Το μόνο μειονέκτημα των αντλιών θετικής εκτόπισης είναι η παραγωγή πίεσης μιας αντλίας θετικής εκτόπισης που μπορεί να ξεπεράσει τα 4000 psi, γι' αυτό και χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές που περιλαμβάνουν την προώθηση υγρών σε μεγάλες αποστάσεις ή με σημαντική πίεση.
- Χειρισμός ιξωδών ρευστών: Σε αντίθεση με τις φυγοκεντρικές αντλίες, οι οποίες είναι αναποτελεσματικές στην κίνηση παχύρρευστων ή ιξωδών υγρών, οι αντλίες θετικής εκτόπισης έχουν σχεδιαστεί για την αποτελεσματική άντληση πολύ ιξωδών ή παχύρρευστων υγρών. Αυτό τις καθιστά κατάλληλες για την άντληση ελαίων, σιροπιών, πολτών, μεταξύ άλλων εφαρμογών.
- Self Priming: Η πλειονότητα των αντλιών θετικής εκτόπισης είναι αυτοαντλούμενες και, ως εκ τούτου, μπορεί κανείς να ξεκινήσει την άντληση χωρίς να τροφοδοτήσει την αντλία με το χέρι. Αυτό το χαρακτηριστικό είναι απαραίτητο σε περιοχές όπου απαιτείται αξιοπιστία και ευκολία στη λειτουργία της αντλίας.
- Ενεργειακή απόδοση: Οι αντλίες αυτές τείνουν επίσης να είναι πιο αποδοτικές σε σύγκριση με τις φυγοκεντρικές αντλίες όταν λειτουργούν σε συστήματα με υγρά υψηλού ιξώδους ή υψηλών πιέσεων, εξ ου και η υψηλή απόδοση. Υπάρχει δυνατότητα εξοικονόμησης δαπανών μακροπρόθεσμα, καθώς καταναλώνεται λιγότερη ενέργεια για τη λειτουργία των αντλιών.
Χρήση αντλιών θετικής εκτόπισης
Η ίδια η φύση των αντλιών θετικής εκτόπισης επιτρέπει την εφαρμογή τους σε πολλές βιομηχανικές δραστηριότητες, με αποτέλεσμα την επαναλαμβανόμενη χρήση τους σε πολλές βιομηχανίες. Μερικά από τα σημεία χρήσης περιλαμβάνουν τα εξής: - Οι αντλίες που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή και την παραγωγή ενέργειας:
- Πετρέλαιο και φυσικό αέριο: Οι αντλίες θετικής εκτόπισης εφαρμόζονται για τη μεταφορά αργού πετρελαίου, λιπαντικών, ελαίων και άλλων προϊόντων πετρελαίου ή παχιών ρευστών ή υπό υψηλή πίεση, όπως συνηθίζεται στις εργασίες πετρελαίου και φυσικού αερίου.
- Τρόφιμα και ποτά: Ακόμη και στη βιομηχανία τροφίμων και ποτών που απαιτεί συνθήκες υγιεινής για την άντληση παχύρρευστων υλικών όπως σάλτσες, σιρόπι, γαλακτοκομικά προϊόντα. Για την άντληση υγιεινής επένδυσης χρησιμοποιούνται λοβοειδείς αντλίες.
- Φαρμακευτικά προϊόντα: Οι αντλίες θετικής εκτόπισης είναι εξαιρετικά εργαλεία στη φαρμακευτική βιομηχανία για τη δοσομέτρηση και τη διανομή ευαίσθητων ή αποστειρωμένων υγρών χωρίς να επιτρέπεται η μόλυνση κατά τη διάρκεια της διαδικασίας.
- Χημική επεξεργασία: Οι αντλίες διαφράγματος και εμβόλου είναι οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενοι τύποι εξοπλισμού αντλιοστασίου σε εγκαταστάσεις που διακινούν επιθετικά ή διαβρωτικά υγρά.
- Επεξεργασία λυμάτων: Μεταξύ των διαφόρων κατηγοριών αντλιών θετικής εκτόπισης, οι αντλίες διαφράγματος έχουν κάνει αξιοσημείωτη πρόοδο στη διαχείριση υγρών αποβλήτων αντλώντας γρήγορα παχύρρευστες κόλλες και πολτούς.
Κοινές εφαρμογές των αντλιών θετικής εκτόπισης και των φυγοκεντρικών αντλιών
Ίσως να σκέφτεστε το ίδιο, "ποια είναι η αναγκαιότητα αυτής της αντλίας θετικής εκτόπισης αν υπάρχει φυγοκεντρική αντλία;". Η απάντηση βασίζεται απλώς στα χαρακτηριστικά της εφαρμογής. Ακολουθούν μερικά βασικά σημεία που πρέπει να σημειώσετε:
- Συνέπεια στον ρυθμό ροής: Οι αντλίες θετικής εκτόπισης είναι πρακτικά όλες η πίεση στον κύλινδρο παράγει μια σχεδόν σταθερή ροή, επομένως ανεξάρτητα από τυχόν αλλαγές στην πίεση η παροχή παραμένει αμετάβλητη, ενώ οι φυγοκεντρικές αντλίες οι παροχές του συστήματος περιστρέφονται ανάλογα με την πίεση του συστήματος.
- Πίεση: Οι αντλίες θετικής εκτόπισης είναι προτιμότερες όταν το σύστημα λειτουργεί υπό υψηλή πίεση, ενώ οι φυγοκεντρικές αντλίες έχουν αυξανόμενες απώλειες απόδοσης με την αύξηση της πίεσης.
- Ιξώδες υγρού: Οι αντλίες θετικής εκτόπισης χρησιμοποιούνται καλύτερα για την άντληση παχύρρευστων υγρών, καθώς οι φυγοκεντρικές αντλίες είναι αναποτελεσματικές κατά την άντληση πολύ ιξωδών υγρών.
Συμπεράσματα
Πολλά συστήματα βασίζονται σε αντλίες θετικής εκτόπισης επειδή εγγυώνται σταθερό ρυθμό ροής σε διαφορετικά επίπεδα πίεσης και επιτρέπουν την άντληση υγρών υψηλού ιξώδους. Σε κάθε έργο που απαιτεί τη μετακίνηση ελαίων, χημικών, τροφίμων ή ακόμη και λυμάτων, είναι πολύ πιθανό να βρει κανείς μια αντλία θετικής εκτόπισης κατάλληλη για το έργο. Η γνώση του τρόπου λειτουργίας των αντλιών, των διαφόρων τύπων και των πολλών χρήσεών τους θα σας προετοιμάσει κατάλληλα για να επιλέξετε την καλύτερη αντλία για τις ανάγκες σας.
Όταν επιλέγετε μια αντλία, λάβετε υπόψη το ιξώδες του υγρού, τις απαιτήσεις πίεσης των υγρών και τους ρυθμούς ροής. Στις περισσότερες δύσκολες εφαρμογές άντλησης, οι αντλίες θετικής εκτόπισης θα παρέχουν επαρκείς και σωστές ενεργειακές λύσεις, καθιστώντας τες απαραίτητη ανάγκη σε βιομηχανικές και εμπορικές χρήσεις.
