وظایف پمپ های تک پیچ چیست؟

سه عملکرد اصلی از پمپ های تک پیچ

یک پمپ تک پیچ (همچنین به عنوان پمپ حفره ای پیشرونده نیز شناخته می شود) سه عملکرد اصلی را انجام می دهد: جریان اندازه گیری شده سیالات چسبناک ، انتقال کم پالس مواد حساس به برش ، and بالابر خود پرایمینگ مخلوط های چند فازی . برخلاف پمپ‌های گریز از مرکز، یک پمپ تک پیچ نرخ جریان ثابت و خطی را مستقیماً متناسب با سرعت چرخشی آن ارائه می‌کند که معمولاً به آن دست می‌یابد. راندمان حجمی بالای 95 درصد در طیف وسیعی از فشار

این عملکرد منحصر به فرد آن را در صنایع مختلف از نفت و گاز گرفته تا فرآوری مواد غذایی و تصفیه فاضلاب ضروری می کند. در زیر، ما هر تابع را با داده های قابل اندازه گیری و مثال های عملی بررسی می کنیم.

عملکرد 1: اندازه گیری و دوز دقیق سیالات با ویسکوزیته بالا

عملکرد پمپ های تک پیچ دستگاه های اندازه گیری جابجایی مثبت . هر چرخش یک حجم ثابت (از 0.005 تا بیش از 2500 لیتر) را بدون توجه به فشار تخلیه جابجا می کند. دقت نرخ جریان معمولاً در حد مجاز باقی می ماند ± 0.5٪ تا 1±٪ زمانی که اندازه مناسب باشد

مثال واقعی: تزریق پلیمر در میادین نفتی

در بازیافت روغن تقویت شده (EOR)، اپراتورها محلول های پلیمری را با ویسکوزیته تا 10000 cP . یک پمپ تک پیچ دوز را دقیقاً انجام می دهد 2.5 لیتر در دقیقه در برابر فشارهای 40 بار (580 psi) . پمپ های سانتریفیوژ کارایی بالای 1000 cP را از دست می دهند و نمی توانند دوز خطی را حفظ کنند. نتیجه: تزریق یکپارچه پلیمر ضایعات شیمیایی را تا حد کاهش می دهد 15 درصد سالانه هر پد چاه

• محدوده ویسکوزیته: 1 cP تا 1,000,000 cP (به عنوان مثال، نفت خام سنگین، ملاس، لجن)
• خطی بودن نرخ جریان: R² > 0.999 سرعت موتور از 10% تا 100%
• قابلیت فشار: تا 48 بار (700 psi) در نسخه های تک مرحله ای، چند مرحله ای بیش از 240 بار (3480 psi)

عملکرد 2: حمل و نقل مواد با پالس کم، حساس به برش

عمل پمپاژ ملایم یک پمپ تک پیچ یکی از با ارزش ترین عملکردهای آن است. برخلاف پمپ های پیستونی یا لوبی، سیال بدون تلاطم یا فشار سریع به صورت محوری حرکت می کند. نرخ برش به طور معمول است زیر 200 s⁻1 - قابل مقایسه با اختلاط کم برش. این یکپارچگی محصول را برای مواد ظریف حفظ می کند.

داده ها در مورد کاهش برشی

در یک آزمایش کنترل شده پمپاژ کشت ماست (یک سیال بیولوژیکی حساس به برش)، یک پمپ تک پیچ تعداد سلول های زنده بالای 95 درصد پس از 10 ساعت گردش مجدد یک پمپ لوب در شرایط یکسان باعث کاهش قابلیت حیات می شود 72% . برای غذاسازها، این به معنای ماندگاری بیشتر و قوام بهتر محصول است.

عملکرد 3: خود پرایمینگ و بلند کردن مخلوط چند فازی

پمپ های تک پیچ می توانند سیالات را از بالابرهای مکش تا ارتفاع بالا ببرند 8.5 متر (28 فوت) ستون آب در شرایط خشک و 9.5 متر (31 فوت) هنگام آماده سازی مهمتر از آن، آنها مخلوط گاز، مایع و جامد را به طور همزمان مدیریت می کنند - تابعی به نام پمپاژ چند فاز . کسر حجمی گاز (GVF) تا 80% بدون قفل بخار امکان پذیر است.

مثال عملی: پمپاژ زباله فاضلاب

در یک تصفیه خانه شهری، زباله حاوی 40% هوا، 55% آب و 5% گریس/جامد . یک پمپ تک پیچ این مخلوط را از یک مخزن DAF (فلوتاسیون هوای محلول) به یک هاضم منتقل می کند. 12 متر مکعب در ساعت . پمپ های سانتریفیوژ در عرض 10 دقیقه قدرت اولیه خود را از دست دادند ، while diaphragm pumps clogged every 2 hours. The single screw pump ran for 2000 ساعت بدون شکست، کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری توسط 8000 یورو در سال .

• حداکثر اندازه ذرات جامد: تا 15 میلی متر (بسته به سختی الاستومر استاتور)
• زمان اجرای خشک خود پرکننده: به طور معمول 30-60 ثانیه (با انتخاب مواد مناسب)
• محدودیت GVF چند فاز: 0% تا 80% بدون تجهیزات کمکی

سؤالات متداول: سؤالات متداول در مورد عملکرد پمپ تک پیچ

1. آیا پمپ تک پیچ می تواند خشک شود؟

بله، اما فقط برای مدت زمان کوتاه (30-60 ثانیه) . استاتور (معمولاً الاستومر) به روانکاری و خنک کننده سیال نیاز دارد. اجرای خشک طولانی مدت به استاتور و روتور آسیب می رساند. برای کاربردهایی با دوره های خشک متناوب، مشخص کنید استاتورهای ساخته شده از الاستومرهای با دمای بالا (مانند FKM یا HNBR) یا یک سنسور محافظت در برابر خشکی اضافه کنید.

2. محدوده کارایی معمولی چیست؟

پمپ های تک پیچ پیشنهاد می شود راندمان حجمی بین 85 تا 98 درصد تحت شرایط عملیاتی عادی راندمان کلی مکانیکی (شامل موتور و گیربکس) از 55% تا 75% ، which is 10-20 درصد بالاتر از پمپ های گریز از مرکز هنگام کار با ویسکوزیته بالای 1000 cP.

3. سرعت جریان با ویسکوزیته چگونه تغییر می کند؟

برخلاف پمپ های گریز از مرکز، سرعت جریان یک پمپ تک پیچ با تغییرات ویسکوزیته تقریباً ثابت می ماند . دو برابر شدن ویسکوزیته از 1000 cP به 2000 cP باعث کاهش جریان کمتر از 2% با سرعت ثابت این باعث می شود آنها برای دوز کردن مواد افزودنی در جایی که ویسکوزیته خوراک با دما متفاوت است، ایده آل باشند.

4. حالت های رایج خرابی که بر این عملکردها تأثیر می گذارند کدامند؟

1. سایش استاتور - راندمان حجمی را کاهش می دهد. طول عمر معمولی 4000-8000 ساعت در دوغاب های ساینده
2. خوردگی روتور - منجر به لغزش و کاهش فشار می شود. از مواد 316SS یا دوبلکس برای pH <4 یا > 10 استفاده کنید.
3. شکست مفصل جهانی - باعث ایجاد نبض می شود. جایگزین هر 10000-15000 ساعت در خدمت مستمر

5. حداکثر فشار در هر مرحله چقدر است؟

پمپ تک مرحله ای تک پیچ معمولاً ارائه می دهد 6 تا 12 بار (87 تا 174 psi) فشار دیفرانسیل هر مرحله اضافی فشار مشابهی را اضافه می کند. برای کاربردهای فشار بالا مانند تغذیه اسمز معکوس (تا 40 بار) ، use a 4-stage or 6-stage configuration. هر مرحله شامل یک مجموعه حفره روتور-استاتور است.

راهنمای انتخاب: تطبیق عملکردها با نیازهای برنامه

برای انتخاب پمپ تک پیچ صحیح برای عملکرد خود، سه پارامتر را در جدول زیر ارزیابی کنید:

برای اکثر کاربردهای صنعتی، ترکیب پمپ تک پیچ از دقت اندازه گیری، برش کم و قابلیت چند فاز آن را به همه کاره ترین پمپ جابجایی مثبت تبدیل می کند. هنگامی که سیال شما برای پمپ های گریز از مرکز بیش از حد غلیظ است یا برای پمپ های پیستونی بیش از حد ظریف است، یک پمپ تک پیچ پاسخ عملکردی است.