Одновинтовой насос
Что такое одновинтовой насос?
Одновинтовой насос также известен как насос с прогрессивной полостью. Это один из видов ротационных объемных насосов. Производители одновинтовых насосов выпускают их для транспортировки шлама и жидкостей. Эти насосы также могут работать с многофазными жидкостями, содержащими газовые пробки, которые часто встречаются при добыче сырой нефти. Конструкция одновинтового насоса позволяет ему перекачивать жидкость пропорционально своей скорости, что обеспечивает линейную предсказуемую скорость перекачки в разных диапазонах давления. Технология, используемая производителями одновинтовых насосов, позволяет этим насосам обеспечивать высокое давление около 48 бар и расход 600 м3 /ч, а также высокий КПД в диапазоне от 55% до 75%. Эти насосы наиболее подходят для работы с очень вязкими жидкостями.
Рисунок: Одновинтовой насос.
Как работает одновинтовой насос?
Конструкция одновинтового насоса включает в себя, помимо прочих компонентов, тяговый электродвигатель. Первичным двигателем является источник энергии, используемый для работы насоса. В качестве движущей силы используется либо двигатель внутреннего сгорания (ДВС), либо асинхронный электродвигатель. Тяговый электродвигатель соединен с коробкой передач. Редуктор предназначен для уменьшения скорости вращения первичного двигателя, поскольку одновинтовые насосы работают на низких оборотах в минуту (RPM) по сравнению с другими насосами, например центробежными. Мощность передается от редуктора через выходной вал. Этот вал используется для соединения ротора с помощью универсального шарнира, чтобы вращать ротор в резиновом статоре. Статор содержит полости. Ротор при вращении выталкивает жидкость через полости. Способность насоса создавать давление зависит от количества полостей насоса. Конструкции одновинтовых насосов высокого давления часто состоят из нескольких статоров. Одновинтовой насос работает по принципу объемного вытеснения. У этого насоса есть входная часть, которая подает жидкость в длинный корпус. В корпусе установлены ротор и статор. Когда ротор начинает вращаться, в нем образуются полости. Полости втягивают транспортируемую среду и продвигают ее вместе с корпусом до выхода через нагнетательный патрубок.
Работа одновинтового насоса.
Типы одновинтовых насосов
Одновинтовые насосы могут быть классифицированы по различным признакам, таким как конструкция, применение, ориентация и т.д. Учитывая эти факторы, существует несколько типов одновинтовых насосов.
Бункерный одновинтовой насос
Это одновинтовой насос с установленным на нем бункером. Этот тип одновинтового насоса предназначен для перекачивания очень вязких жидкостей, сред с большим количеством сухого вещества, пластичных материалов и крупных твердых частиц, которые необходимо разбить. Бункер используется для подачи перекачиваемой среды в насос. В некоторых случаях длина бункера может быть изменена для подачи большего количества материалов или жидкостей в соответствии с требованиями пользователя.
Одношнековый насос с бункером
Пищевой одновинтовой насос
Это модель одновинтового насоса, разработанная для обеспечения высокого уровня гигиены. Производители одновинтовых насосов разрабатывают их из материалов, соответствующих требованиям EHEDG или 3A, что облегчает их очистку и повышает уровень гигиены. Такие модели одновинтовых насосов для пищевого применения иногда устанавливаются на тележки, чтобы облегчить перемещение.
Одновинтовой насос пищевого класса (кредит: Nova Rotors)
Одновинтовой насос Macerator
Это одновинтовой насос с мощной фрезой, используемой для измельчения и резки твердых частиц перед их попаданием в насосный элемент. Таким образом, перекачиваемая среда может эффективно транспортироваться без сбоев и засорения до места назначения. Этот тип одновинтового насоса подходит как для коммерческого, так и для бытового применения, например, для канализации, где он может измельчать твердые частицы, которые могут засорить насос. Он также может использоваться для измельчения частиц пищи, перекачиваемых в нужную точку.
Рисунок: Одношнековый насос Macerator (с бункером и режущей частью).
Вертикальный погружной одновинтовой насос
Это одновинтовые насосы, предназначенные для погружения в жидкость, например, в резервуары. Это помогает устранить проблемы с положительным напором всасывания (NPSH), так как они могут принимать NPSH 0,5 м. Это делает данные насосы пригодными для применения в системах с закрытым или открытым дренажем.
Рисунок: Вертикальный погружной одновинтовой насос (кредит: Nova Rotors).
Многофазный одновинтовой насос
Это одновинтовой насос с опорной плитой для многофазного наддува. Такая многофазная форсировка помогает оператору насоса подобрать насос таким образом, чтобы он мог работать с различными жидкостями и твердыми частицами, такими как нефть, вода, песок и газовые пробки, с помощью автоматического дистанционного управления.
Области применения одновинтовых насосов
- Одновинтовые насосы используются для дозирования и дозировки.
- Они используются для перекачки сточных вод, например, в городских канализационных линиях.
- Одновинтовые насосы используются для перекачивания химических веществ в процессе производства.
- Одновинтовые насосы используются для перекачивания нефти и нефтепродуктов в процессе производства.
- Они используются при переработке продуктов питания и напитков.
- Они используются в производстве бумаги и целлюлозы.
- Они используются при производстве цемента.
- Они используются для перекачивания смазочного масла.
- Одновинтовые насосы используются для перекачивания шлама и осадка.
Преимущества одновинтовых насосов
- Одновинтовые насосы имеют низкий уровень пульсации потока. Это происходит потому, что у таких насосов низкие обороты, что заставляет поток пульсировать медленно, создавая низкий уровень ускоренного напора. Насосы также оснащены статорами и роторами с длинным шагом, которые еще больше снижают пульсацию.
- Одновинтовые насосы имеют низкий сдвиг. Благодаря этому насосы могут работать с любыми сложными средами, такими как вязкие продукты, смолы, водные эмульсии и масла, не изменяя консистенции жидкости. Это также делает их полезными при разделении масла и воды, поскольку они обеспечивают сохранность капель масла.
- Одновинтовые насосы являются реверсивными с пониженным выходным давлением. Таким образом, можно прочистить шланги или, если насос заблокирован, изменить направление вращения для устранения засорения. Эта реверсивная характеристика помогает одновинтовым насосам в таких ситуациях, как разгрузка и погрузка танкеров.
- Одновинтовые насосы могут работать с широким спектром жидкостей. Эти насосы могут перекачивать вязкие жидкости, абразивные материалы, крупные твердые частицы, газовые пробки, волокнистые твердые частицы.
- Самовсасывание. Производители одновинтовых насосов изготавливают их с жесткими допусками, благодаря чему они обладают высокой всасывающей способностью и могут самовсасывать при низком NPSH.
- Высокая точность. Скорость этих насосов пропорциональна расходу. Благодаря конструкции полости, очень легко предсказать величину потока. Это делает их пригодными для использования в системах дозирования и дозирования.
- Они обладают высокой производительностью. Одновинтовые насосы могут достигать скорости потока около 600 м3 /час благодаря конструкции с принудительным вытеснением.
- Возможность работы при высоком давлении. Одновинтовые насосы могут создавать высокое давление, подходящее для транспортировки сред под большим напором.
- Одновинтовые насосы работают тихо, так как имеют низкий уровень вибрации.
- Эти насосы можно устанавливать и эксплуатировать в вертикальном положении.
Недостатки одновинтовых насосов
- Одновинтовые насосы нуждаются в пленке жидкости для поддержания соприкасающихся (скользящих) поверхностей в хорошем состоянии.
- Эти насосы движутся медленно по сравнению с другими насосами.
- Эти насосы могут перекачивать жидкости только на небольшие расстояния.
- Одновинтовые насосы имеют высокий коэффициент проскальзывания, возникающий из-за сопряжения статора и ротора, что снижает эффективность насоса.
- Эффективность одновинтового насоса может пострадать, если насос работает с вязкой жидкостью, если жидкость не поступает в насос быстро. Поэтому для повышения производительности насоса необходимо определить предельные значения скорости для данных жидкостей.
Факторы, которые следует учитывать при покупке одновинтового насоса
Перекачиваемые среды
Как и в случае с другими насосами, выбор одновинтового насоса лучше всего осуществлять после рассмотрения перекачиваемой среды. В этом случае необходимо проанализировать несколько характеристик перекачиваемой среды, а именно:
- Соотношение твердого и жидкого. По сути, это соотношение твердых и жидких частиц в жидкости. Количество твердых частиц влияет на характеристики суспензии.
- Характер перекачиваемой жидкости. Перекачиваемая жидкость может быть вязкой или невязкой, абразивной или коррозионной. Уточните характер жидкости, чтобы выбрать лучший и наиболее экономичный одновинтовой насос для данного применения.
- Характеристики твердых частиц во взвешенном состоянии. Некоторые жидкости могут содержать твердые частицы, большие по размеру и имеющие непостоянную форму. Они могут быть твердыми, круглыми, мягкими, легкими, плотными, непупырчатыми, мякотными или волокнистыми. Поэтому очень важно убедиться, что выбранный одновинтовой насос имеет достаточный размер полости, чтобы обеспечить прохождение твердых частиц различных размеров.
Температура
Очень важно сначала определить минимальный и максимальный температурные диапазоны перекачиваемой жидкости. Это связано с тем, что очень высокие температуры могут повредить некоторые материалы насоса, например статор, изготовленный из резины. Поврежденный статор выведет насос из строя. Кроме того, если температура очень низкая, это может повлиять на вязкость жидкости, что скажется на потребляемой мощности, а также на таких характеристиках потока, как скорость течения.
Давление
Для обеспечения бесперебойной работы насоса необходимо знать давление, необходимое для перемещения рабочей среды по трубам. Это также влияет на дифференциальное давление, которое представляет собой разницу давлений между входной и выходной секциями насоса. Насос может проскальзывать, если он работает при большем давлении, чем может выдержать. Проскальзывание насоса - это когда насос для перекачки жидкости теряет свою производительность, в результате чего жидкость начинает возвращаться с напорной стороны на входную. Если требуется высокое давление, то можно установить дополнительный статор или ротор. Кроме того, давление влияет на износ насоса, так как при высоком перепаде давления наблюдается высокий абразивный износ.
Вязкость
Вязкость перекачиваемой жидкости влияет на рабочую температуру. В некоторых случаях некоторые жидкости очень вязкие, поэтому их нагревают, чтобы уменьшить вязкость. Вязкость уменьшается с повышением температуры и наоборот.
Абразия
Абразивный износ - одна из основных причин, по которым ваш одновинтовой насос может выйти из строя. Характеристики абразивного износа зависят от природы перекачиваемых твердых частиц. Существуют различные типы абразивных материалов, которые могут помочь вам выбрать подходящий одновинтовой насос. К ним относятся:
- Легкие абразивы. Речь идет о твердых частицах в жидкости, таких как щель, почва или грязь.
- Без абразивов. Имеется в виду случай, когда перекачиваемая жидкость не содержит твердых частиц, например, чистая вода, бензин, смазочное масло и бензин.
- Средние абразивы. При этом в перекачиваемой жидкости присутствуют такие твердые частицы, как глинистый шлам, древесная пыль, шлам, фритта и фарфоровая эмаль.
- Тяжелые абразивы. К ним относятся твердые частицы, загруженные песком, наждачной пылью, притирочными составами, окалиной, а также затиркой и кровельным гипсом.
Установка и экологические соображения
Одновинтовые насосы используются в широком диапазоне условий окружающей среды. Поэтому важно учитывать условия эксплуатации и установки насоса. Это включает в себя такие факторы, как опасная среда и другие факторы, такие как портативность, реверсивный поток, погружные условия и т.д. Также важно учитывать требуемое пространство и ориентацию установки.
Поиск и устранение неисправностей одновинтового насоса
Насос не запускается
- На роторе и статоре имеется налипание. Смажьте статор и ротор инертным маслом или глицерином.
- Повышенное давление на выходе. Увеличьте размер двигателя или насоса. Измените конфигурацию трубопровода или настройку системы, чтобы снизить давление на выходе.
- Удалите твердые частицы в смотровых отверстиях. Если проблема сохраняется, разберите насос, чтобы его можно было легко очистить.
- Температура жидкости. Проверьте температуру жидкости, чтобы убедиться, что она соответствует требованиям производителя.
- Крупные твердые частицы. Установите фильтр на стороне всасывания или уменьшите скорость насоса.
- Кристаллизация/седиментация. Промойте насос или разберите его, чтобы его можно было правильно очистить.
- Замерзшая жидкость. Установите систему сопутствующего обогрева или защитите насос от воздействия элементов и сливайте воду, когда он не используется.
- Статор несовместим с жидкостью. Проверьте химическую совместимость статора и жидкости.
- Неправильная частота вращения насоса. Проверьте скорость вращения насоса. Убедитесь, что обороты, напряжение, частота и мощность насоса соответствуют требуемым.
- Слишком высокая вязкость. Проверьте соответствие спецификациям производителя насоса.
Неправильная скорость потока
- Чрезмерное давление на выходе. Увеличьте размер двигателя или размер насоса. Измените конфигурацию трубопровода или настройку системы, чтобы снизить давление на выходе.
- Попадание воздуха через впускной трубопровод или уплотнение. Замените уплотнение и затяните болты соединения.
- Удалите твердые частицы из смотрового отверстия. Демонтируйте насос для эффективной очистки.
- Изношенный статор. Замените статор.
- Изношенный ротор. Замените ротор.
- Неисправная или сломанная трансмиссия. Отремонтируйте сломанную или неисправную трансмиссию.
Неравномерный поток
- Чрезмерное давление на выходе. Используйте более мощный двигатель или насос. Измените конфигурацию трубопровода или системы.
- Слишком высокая скорость всасывания. Проверьте входной фильтр, проверьте давление на входе и полностью откройте линию всасывания.
Повышенная вибрация насоса
- Изношенные подшипники. Замените подшипники.
- Большой размер твердых частиц. Установите фильтр на входе или уменьшите скорость насоса.
Резюме
Одновинтовые насосы, также известные как насосы с прогрессивной полостью, являются роторными объемными насосами. Этот насос работает за счет использования энергии от электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания. Электродвигатель передает свою мощность на редуктор через вал. Редуктор снижает скорость, так как одновинтовые насосы работают на низких оборотах. Мощность от редуктора передается на ротор и статор. При вращении ротора он проталкивает жидкость через полости на статоре.
Одновинтовые насосы используются во многих отраслях промышленности, среди которых бумажная и целлюлозная, цементная и глиняная, судостроительная, сельскохозяйственная, нефтехимическая, очистка сточных вод и другие. Одновинтовые насосы используются во многих отраслях промышленности благодаря своим превосходным свойствам, таким как постоянный и непульсирующий поток, реверсивность, низкий уровень шума, способность работать с жидкостями высокой вязкости и др.
Существует несколько типов одновинтовых насосов, которые называются в зависимости от их функций: пищевой одновинтовой насос, винтовой насос с измельчителем, вертикальный погружной одновинтовой насос и многофазный одновинтовой насос. Прежде чем купить одновинтовой насос, необходимо учесть такие технические факторы, как тип перекачиваемой среды, температурная вязкость, давление, абразивность, условия окружающей среды и монтажа.