Mitkä ovat yksiruuvipumppujen toiminnot?

Kolme ydintoimintoa Yksiruuvipumput

Yksi ruuvipumppu (tunnetaan myös progressiivisena ontelopumpuna) suorittaa kolme päätoimintoa: viskoosien nesteiden mitattu virtaus , leikkausherkkien materiaalien matala pulssisiirto , ja monivaiheisten seosten itseimevä nosto . Toisin kuin keskipakopumput, yksi ruuvipumppu tuottaa vakion, lineaarisen virtausnopeuden, joka on suoraan verrannollinen sen pyörimisnopeuteen – tyypillisesti saavuttaen tilavuushyötysuhde yli 95 % laajalla painealueella.

Tämä ainutlaatuinen suorituskyky tekee siitä välttämättömän teollisuudessa öljystä ja kaasusta elintarvikejalostukseen ja jätevesien käsittelyyn. Alla tutkimme jokaista toimintoa mitattavissa olevien tietojen ja käytännön esimerkkien avulla.

Toiminto 1: Korkeaviskositeettisten nesteiden tarkka mittaus ja annostelu

Yksiruuvipumput toimivat mm positiivisen siirtymän mittauslaitteet . Jokainen kierros siirtää kiinteän tilavuuden (0,005 - yli 2 500 litraa) poistopaineesta riippumatta. Virtausnopeuden tarkkuus pysyy tyypillisesti sisällä ±0,5 % - ±1 % kun se on oikean kokoinen.

Tosimaailman esimerkki: Polymeerin ruiskutus öljykentillä

Tehostetussa öljyn talteenotossa (EOR) käyttäjät ruiskuttavat polymeeriliuoksia, joiden viskositeetti on enintään 10 000 cP . Yksi ruuvipumppu annostelee tarkasti 2,5 l/min paineita vastaan 40 bar (580 psi) . Keskipakopumput menettäisivät tehonsa yli 1 000 cP:ssä eivätkä pysty ylläpitämään lineaarista annostelua. Tulos: tasainen polymeeriruiskutus vähentää kemiallista jätettä jopa 15% vuodessa per kuoppatyyny.

• Viskositeettialue: 1 cP - 1 000 000 cP (esim. raskas raakaöljy, melassi, liete)
• Virtausnopeuden lineaarisuus: R² > 0,999 10 %:sta 100 %:iin moottorin nopeus
• Painekyky: Jopa 48 bar (700 psi) yksivaiheisissa, monivaiheisissa versioissa ylittää 240 bar (3480 psi)

Toiminto 2: Matala pulssi, leikkausherkkä materiaalinkäsittely

Yhden ruuvipumpun hellävarainen pumppaus on yksi sen arvostetuimmista toiminnoista. Toisin kuin mäntä- tai keilapumput, neste liikkuu aksiaalisesti ilman turbulenssia tai nopeita painepiikkejä. Leikkausnopeudet ovat tyypillisesti alle 200 s⁻¹ – verrattavissa matalan leikkausvoiman sekoitukseen. Tämä säilyttää tuotteen eheyden herkille materiaaleille.

Leikkausvähennystiedot

Jogurttiviljelmien (leikkausherkkä biologinen neste) pumppauskokeessa ylläpidettiin yksiruuvipumppua elävien solujen määrä yli 95 % 10 tunnin kierrätyksen jälkeen. Keilapumppu identtisissä olosuhteissa heikensi elinkelpoisuutta 72 % . Monitoimikoneille tämä tarkoittaa pidempää säilyvyyttä ja parempaa tuotteen koostumusta.

Toiminto 3: Itseimeytyvä ja monivaiheinen seoksen nosto

Yksiruuvipumput voivat nostaa nesteitä imunostimista jopa korkealle 8,5 metriä (28 jalkaa) vesipatsaasta kuivissa olosuhteissa, ja 9,5 metriä (31 jalkaa) pohjustettuna. Vielä tärkeämpää on, että ne käsittelevät kaasua, nestettä ja kiinteitä seoksia samanaikaisesti - toiminto, jota kutsutaan monivaiheinen pumppaus . Kaasun tilavuusosuudet (GVF) enintään 80 % ovat mahdollisia ilman höyrylukkoa.

Käytännön esimerkki: Jätevesivaahdon pumppaus

Kunnallisessa puhdistuslaitoksessa vaahto sisältää 40 % ilmaa, 55 % vettä ja 5 % rasvaa/kiintoaineita . Yksi ruuvipumppu siirtää tämän seoksen DAF-säiliöstä (dissolved air flotation) keittimeen klo 12 m³/h . Keskipakopumput menettivät tehonsa 10 minuutissa , kun taas kalvopumput tukkeutuivat 2 tunnin välein. Yksiruuvipumppu käytti 2000 tuntia ilman vikoja, mikä vähentää ylläpitokustannuksia 8000 €/vuosi .

• Suurin kiinteiden hiukkasten koko: enintään 15 mm (riippuen staattorin elastomeerin kovuudesta)
• Itseimeytyvä kuivakäyntiaika: tyypillisesti 30-60 sekuntia (oikealla materiaalivalinnalla)
• Monivaiheinen GVF-raja: 0 % - 80 % ilman apulaitteita

FAQ: Yleisiä kysymyksiä yksiruuvipumpun toiminnoista

1. Voiko yksiruuvipumppu toimia kuivana?

Kyllä, mutta vain varten lyhyet kestoajat (30-60 sekuntia) . Staattori (tyypillisesti elastomeeri) vaatii nestevoitelua ja jäähdytystä. Pitkäaikainen kuivakäynti vaurioittaa staattoria ja roottoria. Määritä sovelluksissa, joissa on ajoittainen kuivausjakso korkean lämpötilan elastomeereistä valmistetut staattorit (esim. FKM tai HNBR) tai lisää kuivakäyntisuoja-anturi.

2. Mikä on tyypillinen hyötysuhde?

Yksiruuvipumppuja tarjolla tilavuushyötysuhde 85-98 % normaaleissa käyttöolosuhteissa. Kokonaismekaaninen hyötysuhde (mukaan lukien moottori ja vaihteisto) vaihtelee 55 % - 75 % , mikä on 10-20 % korkeampi kuin keskipakopumput käsiteltäessä viskositeettia yli 1000 cP.

3. Miten virtausnopeus muuttuu viskositeetin mukaan?

Toisin kuin keskipakopumput, yhden ruuvipumpun virtausnopeus pysyy lähes vakiona viskositeetin muuttuessa . Viskositeetin kaksinkertaistaminen 1 000 cP:stä 2 000 cP:iin vähentää virtausta vähemmän kuin 2% vakionopeudella. Tämä tekee niistä ihanteellisia lisäaineiden annosteluun, jossa rehun viskositeetti vaihtelee lämpötilan mukaan.

4. Mitkä ovat yleiset vikatilat, jotka vaikuttavat näihin toimintoihin?

1. Staattorin kuluminen – vähentää tilavuustehokkuutta; tyypillinen elinikä 4000-8000 tuntia hankaavissa lietteissä.
2. Roottorin korroosio – johtaa luistoon ja painehäviöön; Käytä 316SS- tai duplex-materiaaleja pH:lle < 4 tai > 10.
3. Yleisnivelen vika – aiheuttaa pulsaatiota; vaihda jokainen 10 000-15 000 tuntia jatkuvassa palvelussa.

5. Mikä on suurin paine per vaihe?

Yksivaiheinen yksiruuvipumppu tyypillisesti toimittaa 6-12 bar (87-174 psi) paine-ero. Jokainen lisävaihe lisää samanlaista painetta. Korkeapainesovelluksiin, kuten käänteisosmoosisyöttö (jopa 40 bar) , käytä 4- tai 6-vaiheista kokoonpanoa. Jokainen vaihe sisältää yhden sarjan roottori-staattori-onteloita.

Valintaopas: Toimintojen sovittaminen sovellusten tarpeisiin

Valitse toimintoosi sopiva yksiruuvipumppu arvioimalla kolmea parametria alla olevasta taulukosta:

Useimpiin teollisiin sovelluksiin yksiruuvipumpun yhdistelmä mittaustarkkuus, pieni leikkausvoima ja monivaihekyky tekee siitä monipuolisimman iskutilavuuspumpun. Kun neste on liian paksua keskipakopumpuille tai liian herkkää mäntäpumppuille, yksi ruuvipumppu on toimiva ratkaisu.