新型蠕动泵正快速成为腐蚀性化学品领域的主要选择

内容提示:正排量泵仍然是高腐蚀性化学品计量的首要选择,蠕动泵在降低生命周期本钱方面要胜过隔膜泵和单螺杆泵,新型蠕动泵正快速成为腐蚀性化学品领域的主要选择。

  盐酸、氢氧化钠、次氯酸钠、硫酸等化学品在很多行业都有应用。在泵出现故障时,这些化学品添加的中断都可能使生产过程中断。


  在为生产工艺的核心选择机械泵,进行腐蚀性化学品的计量时,工程师们需要寻找同时满足下列三个要求的泵:


  ◆能够承受化学品腐蚀且运转稳定的泵。


  ◆能够进行精确计量的泵,用**少的化学品获得**大的产量。


  ◆能够快速且方便维护和运转的泵。


  工艺工程师越来越多地采用蠕动泵来解决这三个题目,同时降低生命周期本钱,进步工艺效率。


蠕动泵工作原理


  据说,蠕动泵是全球发展**快的一种技术,在化学品计量方面正取代复杂且维护频繁的其他正排量泵。酸、碱和溶剂腐蚀着隔膜泵和单螺杆泵(**常用的两种正排量泵)的阀门、密封、转子和运动部件,从而导致泵的破坏,引起停机,增加生命周期本钱。


  相反,蠕动泵的工作原理可以降低这些本钱。蠕动泵是没有阀门的,不会泄漏,在产品线上没有机械部件。流体仅仅与软管内壁或管道相接触,而管子的本钱是很低的,且维护少,非常耐用。


  在生理学中,“蠕动”是指管状器官(例如喉管和食道)四周的肌肉交替收缩和放松,从而推动内部流体的活动。蠕动泵的运转原理非常简单。一段软管或管子沿着固定的泵壳放置,并由辊子或突块(软管泵)(见图4)从外面压缩。当辊子或突块沿着管子的外部运动时,流体就被推向出口;而突块后面的软管或管子恢复原形时,就将更多的流体吸进泵中。


  泵的核心是软管或管子,它们可用不同的弹性体材料制成,可具有较长的使用寿命,并且耐浓酸、浓碱和溶剂的腐蚀。蠕动泵“湿端”的简单性与隔膜泵的复杂性正好相反,隔膜泵的泵壳、隔膜、球阀和密封材料必须经过谨慎选择,以防止泵在腐蚀性液体的腐蚀下出现故障。


  正排量泵通常用于计量或添加精确数目的化学品。对于蠕动泵,流量与转速成正比,一直完全密封着的软管或管子使泵不断做正排量运动,防止逆流造成的流量降低。蠕动泵没有止回阀,也就消除了造成计量不正确的根源,因此不会发生汽锁现象。


  隔膜泵内有阀门,也就有可能发生卡住、堵塞(由于阀球或阀座的腐蚀),引起流量变化,从而破坏**产品的一致性或导致产品质量的差异。另外,能够产生气体的化学品(例如次氯酸钠)可能会导致隔膜泵的汽锁,完全阻止流体的通过。


  蠕动泵的调节比(**大流量/**小流量)或流量范围是其他泵无法相比的。通过简单地控制转子速度,高质量蠕动泵的调节比可以达到2000:1。通过配备不同尺寸的管子,调节比可以扩大到100万。隔膜泵在常规控制器的控制下通常只能达到20:1的转速比。固然隔膜的冲程长度可以调节,从而增大调节比,但短冲程情况下计量精度会大大下降。在需要大的流量范围时,通常要用两三台或更多台隔膜泵来控制流量,而这通过一台蠕动泵就可以解决了。


生命周期本钱


  蠕动泵的初始投资本钱可能略高于其他正排量泵,但其他泵的相关辅助设备、安装、维护和备件本钱可能非常大,就生命周期本钱而言,蠕动泵更胜一筹。


  在蠕动泵中,管子或软管是**的湿部件,几乎无需维护,也没有需要替换的昂贵的密封,没有会发生堵塞的止回阀,也没有会发生磨损的转子或定子。当然,软管或管子需要定期更换。即便如此,在软管疲惫失效前,产业级蠕动泵可实现数千小时的可靠运转。而更换软管的过程花费的时间还不到1小时,某些情况下只需要几分钟。此外,无需任何特殊工具,软管就可以快速安全的换好。


  这比隔膜泵或单螺杆泵所需的4-6小时的修复时间要少得多,这还不包括它们在移动、转移和重新安装时所占用的额外时间。相比隔膜泵或单螺杆泵的修复,软管的本钱是非常低的,后者的湿端替换部件(例如球阀、转子和定子)可以占到泵的初始采购本钱的75%。


  蠕动泵不需要安装辅助设备。隔膜泵需要背压阀和排气阀来保证内部止回阀的正确运转。单螺杆泵通常需要双机械密封、冲洗系统、干运转保护和内置止回阀。而使用蠕动泵,这些辅助元件的本钱都可以免除了。


  工艺控制的需要和化学相容性通常使蠕动泵的本钱低于其他正排量泵。例如,当单螺杆泵只能采用昂贵的金属来达到耐腐蚀性要求时,其价格可能会呈指数增加。


  很多正排量泵需要额外购买独立的控制板或变频器,以实现可变的流量计量。假如需要增大流量范围,本钱和复杂性也会增加。但是,蠕动泵本身就具有高流量范围、闭环转速控制能力以及可连接到DCS,SCADA和PROFIBUS系统的可扩展I/O接口(图7)。

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