У словнику можна знайти досить багато різних визначень поняття “важкий”, включно з “той, що має велику вагу” і “той, що вимагає великих зусиль”. Якщо розглядати цей термін у розрізі теми насосного обладнання, слово “важкий” має два значення: характеристика продукту, який буде перекачуватися, і умови, в яких працюватиме насос. Варто відразу зауважити, що ці поняття не виключають одне одного і досить часто ПД насоси перекачують важкий продукт у важких умовах.
Під час вибору насоса для роботи з важким продуктом або у важких умовах слід брати до уваги таке:
- Чому умови або продукт, з яким працюватиме насос, є важкими?
- Які проблеми можуть виникнути в насоса у важкій аплікації?
- Який, за типом, насос найкраще впорається з продуктом та умовами, в яких він працюватиме?
Давайте спочатку відповімо на третє запитання. Більш ніж за 50 років, одним з небагатьох типів насосів, який працює як з важкими продуктами, так і у важких умовах є пневматичний діафрагмовий насос. ПД насос є об’ємним насосом, принцип роботи якого заснований на зворотно-поступальній роботі мембран. Дуже мало частин ПД насоса контактує з продуктом під час роботи – 2 мембрани, 2 кулі, що замикають вхідний отвір, 2 кулі, що замикають вихідний отвір, та власне стінки робочої камери насоса, при цьому насос є пневматичним та не має постійно нагріваємого валу. Такі особливості конструкції дають змогу застосовувати насос для роботи в холосту, без значних ушкоджень, та дозволяє насосу всмоктувати продукт, що перебуває на відстані 21 фут (6.4 метри) від насоса, створюючи за потреби позитивні характеристики самовсмоктування та перекачуючи продукт з абразивними включеннями – 34,9 мм у діаметрі. За сукупністю характеристик, мембранні насоси багато в чому перевершують багато інших типів насосів – включно з шестеренчастими насосами з внутрішнім і зовнішнім зачепленням, кулачковими насосами, гвинтовими і поршневими – коли мова заходить про роботу у важких аплікаціях.
Давайте детальніше розглянемо показники, на які слід звернути увагу, коли мова заходить про перекачування важкого продукту. Для прикладу, якщо необхідно перекачувати токсичний біоцид, необхідно вибрати такий ПД насос, еластомери якого будуть сумісні з продуктом.
Мембрани насоса, кулі, сідла і ущільнення (о-ring) найчастіше виступають єдиними еластомерами ПД насосів. Еластомери в ПД насосах бувають 3 типів – гумові суміші, термопластик і політетрафторетилен (PTFE), більш відомий як Teflon®. Гумові суміші складаються з гуми та штучних добавок, які створені для підвищення стійкості до певного набору рідин. Термопластик є повністю штучною сумішшю, створеною спеціально для збільшення фізичної міцності еластомерів, водночас роблячи їх досить стійкими до більшості кислот і лугів. Тефлон – є найбільш інертним штучним елементом і дає змогу значно розширити кількість аплікацій для пневматичних діафрагмових насосів.
Оскільки Тефлон – нееластичний матеріал, мембрани з тефлону потрібно комплектувати додатковими еластичними мембранами, які дають змогу збільшити термін експлуатації насоса.
Більшість ПД насосів спроектовані так, що їх можна використовувати практично на будь-яких аплікаціях завдяки можливості підібрати еластомери під будь-який продукт. Для правильного підбору еластомерів необхідно знати хімічну сумісність, температуру, наявність абразиву в продукті, а також вимоги до самовсмоктувача і санітарні стандарти, яким насос має відповідати.
Під час вибору ПД насоса так само важливо знати про наявність характеристик твердих частинок у продукті. При перекачуванні високо-абразивних частинок з’являється шанс пошкодити робочу камеру насоса, з подальшим витоком продукту. У зв’язку з цим фізична зносостійкість насоса є дуже важливою характеристикою на важких аплікаціях.
Важливою характеристикою так само є тип з’єднання насоса. Насос може кріпитися на болтах або за допомогою хомутного з’єднання. Хомутне з’єднання зараз популярніше, але у випадках, коли перекачується агресивний продукт, з’єднання за допомогою болтів виходить на перший план. Необхідно так само враховувати температуру продукту, що перекачується, і знати необхідні характеристики тиску. Стандартно ПД насоси працюють у співвідношенні 1:1, тобто мембрана, що подає продукт, створює тиск, рівний розрядженню, яке створюється другою мембраною в другій робочій камері. Але в деяких аплікаціях співвідношення створюваного тиску/розрідження може бути у співвідношенні 3:1 або більше.
Зовнішні чинники
Найочевиднішим зовнішнім чинником є температура. Більшість ПД насосів застосовуються як у холодних умовах півночі, так і в спекотній Африці. ПД насоси можуть бути зроблені як з металу, так і з пластику. У той час як пластикові насоси широко поширені в контрольованому середовищі (приміщеннях), металеві насоси використовуються в умовах підвищеної або зниженої температури. Необхідно так само брати до уваги продукт, що перекачується, наприклад, при перекачуванні води взимку необхідно встановлювати теплову сорочку на насос, щоб запобігти її замерзанню всередині насоса. В умовах підвищеної температури або піщаних штормів встановлюються спеціальні захисні конструкції навколо насоса, що запобігають їхньому перегріванню або засміченню обладнання.
Крім продукту, що перекачується, температура навколишнього середовища так само впливає і на еластомери. Наприклад, використання Тефлону за екстремально низьких або високих температур, EPDM – ідеально підходить для роботи за низьких температур, а Viton – особливо ефективний за екстремально високих температур. Слід так само брати до уваги наявність хімікатів у повітрі, оскільки певні хімічні сполуки можуть негативно впливати на корпус насоса і призвести до поломки насоса.
Крім корпусу і змочуваних частин окремо варто розглядати вплив різних умов на повітророзподільну систему насоса. Що вища температура у повітря, то більше вологи воно містить. Це означає, що коли тепле повітря надходить до повітророзподільної системи з компресора, разом з ним надходить і волога, коли повітря доходить від компресора до насоса, воно охолоджується, в деяких ситуаціях температура повітря може навіть опуститися до -22ºC. За такої температури більша частина рідин кристалізується, тому необхідно завжди попередньо висушувати повітря перед подачею його в насос.
Для прикладу, типова температура в серпні в Луїзіані може доходити до 38ºC з відносною вологістю 90%. За таких умов разом із 1,000 кубічних футів повітря за хвилину насос качатиме 460,8 галонів (1,744 літра) води через повітророзподільну систему. Щоб уникнути перекачування води через повітророзподільну систему, необхідно встановлювати спеціальні системи осушення повітря.
Важливість правильного вибору насоса
Перерахувавши основні елементи важких аплікацій можна переходити до розгляду проблем, що виникають у разі неправильного підбору насоса. Під час вибору насоса, за продуктивністю, необхідно завжди обирати насос із трохи більшою витратою, бо це дасть змогу продовжити термін життя основних компонентів насоса, зменшуючи при цьому витрати на ремонт і споживання повітря. Недооцінюючи проблему, Ви автоматично зменшуєте ефективність використання насоса і його продуктивності. Так само продукт може виявитися в’язким і маленький насос не зможе створити достатній натиск, що б транспортувати його, при перекачуванні дорогих продуктів. Це може призвести до досить великих втрат, пов’язаних із простоюванням технологічної лінії.
На додаток до витрат, пов’язаних з ремонтом насоса і простоюванням лінії, неправильний підбір матеріалів еластомерів може призвести до того, що насос більшу частину часу буде перебувати на технічному обслуговуванні, оскільки змочувальні частини насоса будуть постійно ушкоджуватися.
Зрештою, технічний персонал заводу завжди націлений на те, що б встановити насос і забути про нього, до дати призначеного заздалегідь технічного обслуговування. Тому досвідчені інженери, для роботи на важких аплікаціях, найчастіше вибирають саме пневматичні діафрагмові насоси.
Перевагами ПД насосів є:
- Відсутність ущільнень.
- Можливість працювати в холосту.
- Великі терміни роботи на відмову.
- Хороший самовсмоктування.
- Перекачування відносно в’язких продуктів.
- Перекачування абразивних продуктів.
- Відносно дешевий.
- Легкий і портативний.
- Може використовуватися у вибухонебезпечних і пожежонебезпечних приміщеннях.
- Підходить для відносно дбайливого перекачування.
По совокупности характеристик ПД насосы являются идеальным решением для использования в тяжелых аппликациях.
