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蠕动泵转速的思考--怎样的蠕动泵转速才是更合理的
发布时间:2014-07-10 15:23

当我们在选择一款泵时,泵的转速必定是一个重要的考虑因素。一台蠕动泵运转得过快对用户是不利的。目前市场上有很多种蠕动泵,其中包括滑靴式、双滚轮式和单滚轮式,哪种形式可以更好的为用户节约运行成本呢?

滑靴式

滑靴式蠕动泵一般有2个滑靴,滑靴滑过并挤压橡胶软管而产生吸取能力,这是一种较早的设计。但是,正是由于滑动会产生大量的摩擦热,从而导致在泵壳和橡胶软管内产生很高的温度。这种类型的泵一般需要大量的润滑油(通常使用甘油)来降温和减轻滑靴对橡胶软管产生的摩擦。

即使利用甘油润滑剂来冷却蠕动泵及其内部构件,泵的运转速度还是会受到限制。如果是个口径较大的蠕动泵(2.5~4in),那么其转速会由于运行中产生的热量而受到限制。最大口径的滑靴式蠕动泵的上限转速为40r/min左右。

如果用户需要泵速大于40r/min,那么蠕动泵只能间歇式运转。例如,用户可以60r/min的泵速运行1h,然后停止2h进行冷却。若用户以较高泵速运行超过1h,那么软管的平均故障间隔时间会降低到一个难以接受的程度。

另外,甘油的需求量也是极高的。一个3in的滑靴式蠕动泵大概需要10gal(0.038m3)的甘油,1gal甘油成本约为100美元。由于运转速度过快导致的维修,用户不得不处理10gal的废油,另外还要花费高达1000美元来更换软管。

由于要通过滑靴挤压软管,所以还需要一定的起动扭矩来拖动滑靴。如果低速运转泵,变频器可能会因为发动机一直是在高负荷运转而跳闸。

图1描述了滑靴式蠕动泵在不同流量下运转的限制。泵运转速度越快,就越不能承受连续负荷,且必须间歇式运转。这种泵需要在运转一段时间后,停机等待相同或更久的时间使之冷却。此外,料浆的温度也会让泵间歇式运转。

或许会有人建议以较慢的速度使这种泵保持在可连续运转的范围内。如果这样的话,用户将不得不减少泵的输送量或者把泵的尺寸增大1~2号,使之保持在可连续运转的范围内;同时,起动扭矩也需要加大。这在滑靴式泵里是很普遍的,因为在启动阶段,滑靴要滑动挤压橡胶管。如果把泵的转速降低的话,那么变频器可能会频繁跳闸。在很多情况下,滑靴式泵的电机都要比单滚轮式泵的电机大。

图2为一款滑靴式蠕动泵,每旋转一圈,软管都会被2个滑靴挤压2次。

单滚轮式

图3 为单滚轮挤压的蠕动泵。这种泵能够以其最大转速连续运转,而不会产生过多的热量,也不会磨损软管。当泵以最大转速运转时,唯一产生的影响是对软管挤压次数增加。但是与双滑靴式或双滚轮式泵相比,这种泵每旋转一圈对软管所产生的挤压次数也只是前者的50%。单滚轮式泵即使以2倍于其他泵的速度运转时,也能够在大多数情况下维持更久的软管寿命。

滑靴式或多滚轮式蠕动泵的软管寿命不到单滚轮式蠕动泵的50%。由于单滚轮式泵可以按2倍于其他泵的泵速进行连续运转,所以当保持速度相同时,一般可以选用比其他泵小一号。例如,双滑靴式泵制造商或许会推荐一款4in(100mm)的泵来以150gal/min(0.568m3/min)的速度泵送料浆。然而,一款3in(80mm)单滚轮式泵可以连续按176gal/min(0.666m3/min)的流量泵送物料,这样一来,不但能用较小的设备来工作,还降低了备件的消耗,也节省了备件的成本和减少了能源的消耗。

此外,4in滑靴式泵最高的不间断流量是200gal/min(0.757m3/min)。但是,一台4in单滚轮式泵可以达到440gal/min(1.514m3/min)不间断流量——用单滚轮式可实现超过2倍多的流量。

图4为一款1.5in(40mm)单滚轮式泵的流量情况。它描述了泵的连续负荷能力。泵体、软管和甘油在任何一个关键进程都不会产生热量,所以该款泵能一直保持高转速运作。

一台泵的寿命周期成本,包含采购价格和七年运转费用。双滑靴式或多滚轮式蠕动泵的维护成本高的惊人,而使用单滚轮式泵,每年成本可以节省高达70%。

表1比较了2.5in(65mm)单滚轮式泵和被替代的4in(100mm)滑靴式泵在同一家发电厂里的运转成本。两台泵的料浆都是石灰浆。节省下来的这部分费用是非常可观的,发电厂用9个月节省的运转成本就可再买一台单滚轮式泵,以替换掉另一台双滑靴式泵。

蠕动泵的用户习惯于以较慢的泵速来运转,以此确保软管拥有最长的使用寿命。如果是以泵的正常运行时间最大化为最终目标的话,这么做是明智的。但是,如果用户必须以高泵速、无间断地来运转,那么较小的单滚轮式泵会是更好的选择。可能很多客户震惊于蠕动泵竟能以这么高的转速运行,我们会告诉他们使用了新一代技术的蠕动泵旋转可以达到很高。

软管的挤压

多滑靴式和多滚轮式设计的蠕动泵,每旋转一圈,橡胶软管会被挤压2次或多次。在大多数蠕动泵的应用中,最影响软管使用寿命的决定因素就是软管被挤压的次数,而泵送的介质及其磨损性并非影响软管寿命的重要因素。所以滑靴式和双、多滚轮式蠕动泵的软管寿命至少要比单滚轮式的短2倍。由于摩擦产生的热量,双滑靴式或双滚轮式的软管寿命还要下降很多。在很多情况下,单滚轮式的软管寿命是双滑靴式或多滚式的3~5倍。

总结

速度快不一定总是好的,通过慢速运行蠕动泵来使软管寿命最大化是可行的。然而,当用户在比较一款4in滑靴式和一台2.5in单滚轮式的价格,并且当两种泵都能达到相同流量时,他们会欣然选择单滚轮式以实现运行时间最长和损耗最小。用户可以实现低能耗,降低备件成本,减少甘油消耗和长时间的运行时间,增加泵送的有效性。一些客户使用4in的双滑靴式泵连续运转,他们每年需要为该泵额外支付15000~20000美金的甘油费用。然而,单滚轮式泵则完全不需要这笔昂贵的甘油费用。因此,使用新一代单滚轮式技术,可以让用户的泵运转得更快。

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