У цій статті ми поговоримо про ексцентрикові гвинтові насоси, одну з найвідоміших і найпоширеніших насосних груп. Принцип дії гвинтового насоса був знайдений ще в тридцятих роках попереднього століття у Франції, коли французький вчений д-р Рене Муано запатентував свій винахід редуктора, що використовує гвинтовий ротор всередині спіральної порожнини. Надалі принцип роботи редуктора ліг в основу цих насосних агрегатів. На сьогодні, коли термін дії патенту Муано закінчився, безліч компаній використовують і допрацьовують технології виробництва гвинтових насосних агрегатів. Цей тип насосів знайшов своє застосування в найрізноманітніших галузях промисловості: хімічна, нафтогазова, фармацевтика, харчове виробництво.
Принцип дії гвинтового насоса.
Гвинтовий насос складається з гвинтового ротора, який обертається всередині гвинтового статора. Металевий ротор виготовляється з високим ступенем точності, а статор відливається з пружного еластомеру. Геометрія і розміри цих частин такі, що під час встановлення ротора в статор створюється подвійний ланцюг герметичних порожнин (комірок). Під час обертання ротора в статорі осередки переміщаються по спіралі вздовж осі насоса, не змінюючи ні форми, ні об’єму. Елементи гвинтової пари щільно прилягають один до одного, що забезпечує рівномірне пропорційне перекачування з мінімальним зворотним потоком. Контакт ротора і статора також визначає одну з найважливіших особливостей гвинтових насосів – здатність одного і того ж агрегату видавати постійний тиск за різної швидкості обертання. Ця риса зробила гвинтові насоси дуже популярними в процесах дозування і пропорційної подачі. Схематичне зображення основних вузлів гвинтового насоса показано на малюнку №1.
Особливості конструкції та варіанти виконання
Залежно від вимог технологічного процесу гвинтові насоси можуть мати найрізноманітніший дизайн. На основі модельного ряду нашого італійського партнера компанії Sydex Srl нижче наведено можливі варіанти виконання гвинтових насосів:
K-серія. Найпоширеніша загальнопромислова серія, висока ефективність і безліч варіантів матеріального виконання.
H-серія. Серія, яка спеціально адаптована під потреби харчової промисловості, де дуже важливими є гігієна та санітарне виконання. Можливість адаптації для СІП мийки, відповідність вимогам FDA та EHEDG.
E-серія. Особливий дизайн, призначений для вертикального монтажу та відкачування продуктів із контейнерів і бочок.
М-серія. Спеціальна серія для точного дозування і пропорційної подачі. Може працювати в діапазоні швидкостей від 0 до 1000 об/хв, з вбудованим частотним перетворювачем.
W-серія. Призначена для особливо в’язких, таких, що містять велику кількість зважених часток або нетекучих продуктів. Для таких завдань передбачено спеціальний накопичувальний бункер на всмоктувальному боці насоса, а також живильний шнек, який примусово захоплюватиме і подаватиме продукт у камеру ротора і статора.
Крім дизайну самого насосного агрегату, одним із найважливіших моментів є геометрія гвинтової пари. Від неї залежить тиск, об’ємна витрата, а також призначення для роботи з тим чи іншим продуктом. Нижче наведено варіанти можливих конфігурацій гвинтової пари:
Геометрія “S”:
- дуже плавна подача
- компактні габарити незважаючи на велику кількість ступенів
- велика площа перерізу входу
- низька швидкість потоку/висока всмоктувальна здатність
- можливе перекачування спресованих частинок
- перекачування великих частинок
Геометрія “L”:
- хороші об’ємні характеристики при тривалому міжремонтному періоді завдяки довгій лінії контакту між ротором і статором
- компактні габарити за високої продуктивності
- менша швидкість тертя
Геометрія “D”:
- дуже малі габарити при високому тиску і продуктивності
- майже безпульсаційне перекачування
- висока точність дозації
Геометрія “P”
- компактні розміри за дуже високої продуктивності
- майже відсутня пульсація
- висока точність дозації
- хороші об’ємні показники, тривалий міжремонтний період завдяки довгій контактній лінії між ротором і статором.
Гвинтові насоси в молочному виробництві.
Можливості гвинтових насосів не могли залишитися непоміченими для молочної промисловості, яка сповнена завдань у процесах перекачування. Найпопулярнішими продуктами, які можна транспортувати гвинтовим насосом, є йогурт, сметана, вершки, фруктові наповнювачі, плавлений сир, сироватка, згущене молоко та інші. Однією з найважливіших якостей шнекового насоса є можливість дбайливої роботи з в’язкими продуктами. Рівень гідравлічного зсуву в гвинтовому насосі мінімальний – середовище, що перекачується, м’яко і лінійно проштовхується вздовж гвинтової пари. Для деяких молочних продуктів зайвий динамічний вплив є згубним і погано впливає на їхній подальший функціонал у технологічному процесі. Крім того, дизайн гвинтового насоса дає змогу бути гігієнічним, тобто адаптація до СІП мийки, використання харчових матеріалів, відсутність застійних зон. Також гвинтові насоси дуже зручні у використанні та контролі процесу, в якому беруть участь. Усе це завдяки пропорційності подачі та стабільному тиску.
Підбиваючи підсумки, можна виділити такі переваги гвинтових насосів для молочного виробництва:
- гігієнічний дизайн
- можливість роботи в СІП контурі
- легке миття та очищення
- легке розбирання та демонтаж
- стабільний тиск подачі незалежно від швидкості обертання ротора
- робота з в’язкими продуктами
- дбайливе перекачування чутливих і делікатних продуктів
Але, незважаючи на всі вищевказані позитивні якості, є і кілька мінусів – габаритні розміри і відносно швидкий знос статора. Останнє є проблемою, яка безпосередньо залежить від умов експлуатації, якості статора і точності та якості складання насоса. Якщо агрегат підібраний правильно і він належної якості, проблеми обіцяють бути мінімальними.
Цей невеликий огляд можливо допоможе у виборі рішення для перекачування Ваших молочних продуктів.
Фахівці компанії Штайнер Україна із задоволенням допоможуть Вам вирішити завдання з проблематичними процесами перекачування.
