軟管泵

決定軟管壽命的首要因素是壓縮軟管的次數;第二位因素是壓縮軟管的方式、力度和磨擦熱。 以上種種優勢,,使得HPP軟管泵的軟管壽命在相同轉速下是傳統U形軟管泵的4—5倍。 滿足同一流量下,HPP泵占用的安裝面積約為傳統軟管泵的1/4—1/3。

簡介

軟管泵套用於工業領域已經很多年了,軟管泵最早的原始設計甚至可追溯到半個多世紀前。 軟管泵最早在美國康尼迪克州的消防員使用這種泵輸送石灰漿料。
軟管泵屬於蠕動泵的範疇。蠕動泵是轉子式容積泵的一種,因其工作原理類似消化道以蠕動方式輸送氣、固、液三相介質而得名。軟管泵與蠕動泵之間沒有嚴格的區分。一般而言,蠕動泵指小流量(以毫升/分計)、低出口壓力(不超過3kg/cm2),多用於衛生領域及實驗室計量。而軟管泵是指大流量(最大可達80立米/小時)、高輸出壓力(最大可達16kg/cm2),多用於工業場合大流量輸送及計量。
軟管泵的設計者和使用者首要看重的是它輸送強研磨性介質的能力。它無閥、無密封,同介質接觸的唯一部件是橡膠軟管的內腔,壓縮軟管的轉子完全獨立於介質之外。
此外,軟管泵還有許多獨到之處:沒有其它泵種比軟管泵具有更好的自吸能力,幾乎可以產生完美的真空來吸液;輸送含氣液、泡沫液而無氣阻;輸送高粘度、剪下敏感性介質也是強項;每轉固定的排量而與出口壓力無關,是天生的計量泵。
種種優勢,使軟管泵越來越廣泛套用於黃金冶煉、有色冶煉、化工、採礦、食品加工、釀造、陶瓷、水處理等行業。
一台高質量的軟管泵壽命在7-10年,最大的挑戰在於軟管泵的軟管,它是軟管泵的核心部件,其壽命直接關係到泵的使用成本。可以這么說,軟管泵的設計是圍繞軟管壽命最大化來進行的。
一些人直覺地認為,介質的研磨性決定了軟管的使用壽命,這是一種誤解。研磨性介質確實對軟管內壁有磨損,使已知的軟管壁厚變薄,從而因壓縮不嚴產生內泄或倒流及流量下降;內泄進一步增大了內壁的磨損速度;但高質量的軟管泵都應具備軟管壓縮的調節裝置,在泵的使用過程中需不斷地調整以阻止內泄和流量下降。在不考慮輸送介質和軟管材料相容性的前提下,輸送強研磨性介質和非研磨性粘液,軟管的壽命是相同的。實際上,除了軟管本身的膠種及製造質量外,決定軟管壽命的首要因素是壓縮軟管的次數;第二位因素是壓縮軟管的方式、力度和由此產生的磨擦熱。換句話說,軟管的失效是由於壓縮次數的累積及磨擦熱引起的疲勞老化。使軟管壽命最大化及延長停工期間隔的最好辦法是減少壓縮軟管的次數、採用對軟管最小損害的壓縮方式及精確的壓縮力度。

分類

軟管泵的設計多種多樣,但從壓縮軟管的方式來區分只有三種:
第一種是滑靴式設計(滑靴式軟管泵)。軟管在泵腔中成U形或弓形;兩個或兩個以上的滑靴(滑塊)被固定安裝在轉輪(轉臂)上,以滑動的方式壓縮軟管。轉輪每鏇轉一周壓縮軟管二次或多次(取決於滑靴數量)。這種滑動壓縮方式對軟管的損傷是最大的,如同高速行駛的車輛突然急剎車,以滑動方式前行,對輪胎和路面的損傷可想而知。因為產生大量的磨擦熱,為保證正常運行,泵腔中約一半充滿著潤滑劑,一方面為了降低磨擦係數,更主要的是為了將產生的磨擦熱傳遞到泵體從而排出泵外,以保證泵的正常運轉。這種滑靴式設計對泵速有極大的限制。例如,一台2寸泵只能以40-50轉/分左右的轉速連續工作,速度稍高運行一段時間,不得不停泵進行冷卻。這種設計的軟管泵需較大的啟動扭矩和運轉扭矩,需匹配更大功率的電機,這意味著更大的能耗。但優點是可以達到更高的出口壓力(最高可達1.6Mpa)。
第二種設計是在滑靴式設計的基礎上,將滑靴改為小直徑壓輥(多壓輥式軟管泵)。轉臂鏇轉一周,壓輥也同樣壓縮軟管2次或多次(取決於壓輥數量)。這種壓輥式設計同滑靴式設計相比,降低了對軟管的損害,也產生少得多的磨擦熱;延長了軟管壽命,最高可達百分之二十(以轉數計)。相應降低了啟動扭矩和運轉扭矩,降低了能耗。但每轉依然二次或二次以上的壓縮次數和磨擦熱依然限制了轉速。一台二寸泵在高壓下最高只能以40——50轉/分連續運行。
綜合以上兩種設計,雖然泵速越低對延長軟管壽命越有利,但低速限制了流量。使得用戶為取得相應的流量不得不選擇較大的規格,同時也意味著更大的占地面積。
第三種設計是軟管在泵腔中圍成一個整圓,利用一個大直徑壓輥來壓縮軟管。這可以說是軟管泵發展史上的一個重大突破。貝斯特HPP軟管泵採用的就是這種設計。其優勢如下:
一、最低的能量消耗——在所有軟管泵中,HPP軟管泵能量消耗是最低的
滑靴式泵自不必說,現比較一下多壓輥泵與單壓輥泵。舉個例子,推一台小軲轆車與推一台大軲轆車行進在充滿軟泥的路上,那個更省力?多壓輥泵由於結構限制,壓輥直徑最大只能為泵腔直徑的20—30%左右;而單壓輥泵壓輥直徑可達泵腔直徑的60——70%。毫無疑問,大直徑壓輥壓縮軟管需更小的扭矩,消耗更小的功率。
就我公司的試驗及用戶現場實測,HPP泵可比滑靴式泵功耗降低一半以上;可比多壓輥式泵降低10-20%。如多壓輥泵匹配4KW電機,實際消耗功率滿荷的話,HPP泵同樣配4KW電機,實際消耗功率也就是3KW左右。
大多數用戶在選擇軟管泵時更注重泵的價格和軟管壽命,實則是個誤區。細算一筆帳,使用HPP軟管泵1—2年或2-3年節省的電費就可買一台泵。
二、超長的軟管壽命
決定軟管壽命的首要因素是壓縮軟管的次數;第二位因素是壓縮軟管的方式、力度和磨擦熱。使軟管壽命最大化的最好辦法是減少壓縮軟管的次數、採用對軟管最小損害的壓縮方式及精確的壓縮力度。
1、 HPP軟管泵壓輥每轉只壓縮軟管一次——這決定性地延長了軟管壽命。
2、 從對軟管的損害程度來看,大直徑壓輥無疑要強於小直徑壓輥和滑靴。傳統U形泵軟管壽命之所以低的一個很重要的因素之一就是壓輥或滑靴對軟管進出口部的衝擊造成的。軟管的其它部分還遠未疲勞老化,但進出口處和轉子接觸的部位,卻因轉子強烈的衝擊而破損、爆裂,從而使整根軟管報廢。
HPP泵的大直徑壓輥開啟和閉合軟管內腔時比較緩和;在進出口處切換時,減輕了對軟管的衝擊,降低了脈動的強度。並且,每轉只進行一次切換,只產生一次脈動。3、 消除了滑動磨擦——HPP軟管泵的大直徑壓輥同軟管接觸的面積比多壓輥泵小直徑壓輥大二倍以上,就象大直徑的寬輪胎抓地性能更好一樣,完全消除了滑動磨擦,即使高壓、高速運轉也僅產生微量的滾動磨擦熱。在同等條件下,HPP軟管泵的泵體溫度比多壓輥泵低5度。
4、 最小的壓縮力度——壓輥或滑靴壓縮軟管必須有一定的過盈量,使軟管內腔完全閉合,才能保證抗得住出口的高壓力而不內泄。壓縮不足,會產生倒流,容積效率下降、自吸能力下降、流量下降;同時介質中的雜質會劇烈地沖刷、磨損壓縮處的軟管內壁,使軟管壽命急速下降。而過度壓縮,會使軸承負載加大,能量消耗加大。即使多過盈壓縮1毫米,軟管壽命也會降低25%。所以正確的壓縮力度是延長軟管壽命的一個重要因素。
在同等壓縮過盈量的情況下,HPP泵的大直徑壓輥壓在軟管上,使軟管內腔形成的密封面幾倍於傳統U形泵。這樣,在保證介質不內泄的前提下,大直徑壓輥壓縮軟管的過盈量只為其它壓縮方式的1/2 ——1/3足夠了;這意味著更長的軟管壽命、更低的磨擦熱和更長的軟管壽命。
以上種種優勢,,使得HPP軟管泵的軟管壽命在相同轉速下是傳統U形軟管泵的4—5倍。
三、更大的流量——產生同規格傳統泵兩倍的最大流量(連續運行)
1、同等條件下,HPP單壓輥泵每轉產生的流量要比傳統U形泵大50%左右,這意味著在同等流量下,單壓輥泵可以取得更低的轉速;或者在相同轉速下取得更大的流量。
2、高轉速連續運行的能力——HPP軟管泵因只產生極微量的磨擦熱,可以高速連續地運轉,而無泵過熱的隱患,沒有間歇與連續運轉之分。
傳統U形軟管泵(無論是多壓輥泵還是多滑靴式泵)由於大量磨擦熱的產生,對泵的轉速有極大的限制。例如,一台一寸半口徑的傳統軟管泵可連續運轉的最高轉速不超過50轉/分,否則就會因過熱產生嚴重的問題。而HPP軟管泵一寸半口徑泵最高可連續運行的轉速可達110轉/分。
與傳統U形泵參數強烈的對比可知,O型軟管泵產生同規格傳統泵約二倍的流量(可連續運行的最大流量)。在多數情況下,小規格的HPP泵可以取代更大規格的傳統U形泵。例如,要取得7立方/小時的可持續流量,傳統U形泵則需選二寸(50)甚至二寸半(65)的規格;而我公司的一寸半規格(HPP40)(40口徑)就可以了。
四 更少的潤滑劑消耗
因只產生微量的磨擦熱,壓輥與軟管之間僅需輕度潤滑。單次潤滑劑的消耗僅為傳統滑靴式泵的1/5——1/10;加之軟管的長壽命,使潤滑劑的消耗總量更顯得微乎其微。降低了用戶的使用成本。
五、HPP泵結構設計緊湊——更小的占地空間北京科力通軟管泵1、減速機與泵直聯,取消外部聯軸器。
2、小地腳設計——泵座與泵體一體鑄造
滿足同一流量下,HPP泵占用的安裝面積約為傳統軟管泵的1/4—1/3。
綜合起來,第三種設計,即單輥軟管泵可以取得更長的軟管壽命、更低的能量消耗和潤滑劑消耗、更長的停工期間隔、更少的人工維護費、更小的占地面積。
隨著使用與維護成本的增加,用戶在選擇設備前越來越多地考慮全壽命周期成本。對軟管泵來講,全壽命周期成本包括初置費、電費、維護費(含軟管和潤滑劑的消耗)、停工造成的間接損失等。實際上,一台傳統軟管泵的初置費在全壽命周期成本中只占很小的比例,一般在百分之十左右。而電費和維護費合計往往約占百分之八十。

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