Informații utile despre pompele volumetrice

Ce este o pompă volumetrică?

O pompă volumetrică (PD) deplasează un fluid prin închiderea repetată a unui volum fix și deplasarea mecanică a acestuia prin sistem. Acțiunea de pompare este ciclică și poate fi acționată de pistoane, șuruburi, roți dințate, role, diafragme sau palete.

Cum funcționează o pompă volumetrică?

Deși există o mare varietate de modele de pompe, majoritatea pot fi încadrate în două categorii: cu piston și rotative.

Pompele volumetrice cu piston alternativ

O pompă volumetrică cu piston alternativ funcționează prin mișcarea repetată înainte și înapoi (curse) fie a unui piston, a unui piston sau a unei diafragme (figura 1). Aceste cicluri se numesc reciprocitate.

Într-o pompă cu piston, prima cursă a pistonului creează un vid, deschide o supapă de admisie, închide supapa de evacuare și aspiră fluidul în camera pistonului (faza de aspirație). Pe măsură ce mișcarea pistonului se inversează, supapa de admisie, acum sub presiune, se închide, iar supapa de ieșire se deschide, permițând evacuarea fluidului conținut în camera pistonului (faza de compresie). Pompa de bicicletă este un exemplu simplu. Pompele cu piston pot fi, de asemenea, cu acțiune dublă, cu supape de admisie și de evacuare pe ambele părți ale pistonului. În timp ce pistonul este în aspirație pe o parte, pe cealaltă parte este în compresie. Versiuni mai complexe, radiale, sunt adesea folosite în aplicații industriale.

Pompele cu piston funcționează într-un mod similar. Volumul de fluid deplasat de o pompă cu piston depinde de volumul cilindrului; la o pompă cu piston depinde de dimensiunea pistonului. Etanșarea din jurul pistonului sau pistonului este importantă pentru a menține acțiunea de pompare și pentru a evita scurgerile. În general, garnitura de etanșare a unei pompe cu piston este mai ușor de întreținut, deoarece este staționară în partea superioară a cilindrului pompei, în timp ce garnitura din jurul pistonului se deplasează în mod repetat în sus și în jos în interiorul camerei pompei.

O pompă cu membrană utilizează o membrană flexibilă în locul unui piston sau al unui piston pentru a deplasa fluidul. Prin extinderea diafragmei, volumul camerei de pompare este mărit și fluidul este atras în pompă. Comprimarea diafragmei micșorează volumul și expulzează o parte din fluid. Pompele cu membrană au avantajul de a fi sisteme închise ermetic, ceea ce le face ideale pentru pomparea fluidelor periculoase.

Acțiunea ciclică a pompelor alternative creează impulsuri în refulare, fluidul accelerând în timpul fazei de compresie și încetinind în timpul fazei de aspirație. Acest lucru poate provoca vibrații dăunătoare în instalație și adesea se utilizează o anumită formă de amortizare sau de netezire. Pulsațiile pot fi, de asemenea, minimizate prin utilizarea a două (sau mai multe) pistoane, plonjoane sau diafragme, cu unul în faza de compresie, în timp ce celălalt este în faza de aspirație.

Acțiunea repetabilă și previzibilă a pompelor alternative le face ideale pentru aplicațiile în care este necesară o măsurare sau o dozare precisă. Prin modificarea vitezei sau a lungimii cursei este posibil să se furnizeze cantități măsurate de fluid pompat.

Pompele volumetrice rotative

Pompele volumetrice rotative folosesc acțiunile unor roți dințate sau angrenaje rotative pentru a transfera fluidele, mai degrabă decât mișcarea înainte și înapoi a pompelor cu mișcare alternativă. Elementul rotativ dezvoltă o etanșare a lichidului cu carcasa pompei și creează aspirație la intrarea în pompă. Fluidul, aspirat în pompă, este închis între dinții roților dințate sau ai angrenajelor rotative ale acesteia și transferat la refulare. Cel mai simplu exemplu de pompă rotativă cu deplasare pozitivă este pompa cu roți dințate. Există două modele de bază de pompe cu roți dințate: externe și interne (figura 2).

O pompă cu roți dințate externe constă din două roți dințate care se blochează între ele, susținute de arbori separați (unul sau ambii arbori pot fi acționați). Rotirea angrenajelor prinde fluidul între dinți deplasându-l de la intrare, la refulare, în jurul carcasei. Niciun fluid nu este transferat înapoi prin centru, între angrenaje, deoarece acestea sunt blocate între ele. Toleranțele strânse dintre angrenaje și carcasă permit pompei să dezvolte aspirație la admisie și să împiedice scurgerea fluidului înapoi pe partea de refulare. Scurgerea sau „alunecarea” este mai probabilă în cazul lichidelor cu vâscozitate scăzută.

O pompă cu angrenaje interne funcționează pe același principiu, dar cele două angrenaje care se întrepătrund sunt de dimensiuni diferite, unul dintre ele rotindu-se în interiorul celuilalt. Cavitățile dintre cele două angrenaje sunt umplute cu lichid la intrare și transportate în jurul orificiului de refulare, unde este expulzat prin acțiunea angrenajului mai mic.

Pompele cu angrenaje trebuie să fie lubrifiate de lichidul pompat și sunt ideale pentru pomparea uleiurilor și a altor lichide cu vâscozitate mare. Din acest motiv, o pompă cu angrenaje nu trebuie să funcționeze în gol. Toleranțele strânse dintre angrenaje și carcasă înseamnă că aceste tipuri de pompe sunt susceptibile la uzură atunci când sunt utilizate cu fluide abrazive sau cu alimentări care conțin solide antrenate.

Alte două modele similare cu pompa cu angrenaje sunt pompa cu lobi și pompa cu palete.

În cazul pompei cu lobi, elementele rotative sunt lobi în loc de angrenaje. Marele avantaj al acestui design este că lobii nu intră în contact unul cu celălalt în timpul acțiunii de pompare, reducând uzura, contaminarea și forfecarea fluidului. Pompele cu palete utilizează un set de palete mobile (fie cu arc, sub presiune hidraulică, fie flexibile) montate într-un rotor descentrat. Paletele mențin o etanșare strânsă față de peretele carcasei, iar fluidul reținut este transportat la orificiul de refulare.

O altă clasă de pompe rotative utilizează unul sau mai multe șuruburi cu ochiuri pentru a transfera fluidul de-a lungul axei șurubului. Principiul de bază al acestor pompe este cel al șurubului lui Arhimede, un design folosit pentru irigații de mii de ani.

Care sunt principalele caracteristici și beneficii ale unei pompe volumetrice?

Există două familii principale de pompe: volumetrice și centrifuge. Pompele centrifuge sunt capabile de debite mai mari și pot lucra cu lichide cu vâscozitate mai mică. În unele uzine chimice, 90% din pompele utilizate vor fi pompe centrifugale. Cu toate acestea, există o serie de aplicații pentru care sunt preferate pompele volumetrice. De exemplu, acestea pot manipula lichide cu vâscozitate mai mare și pot funcționa mai eficient la presiuni ridicate și la debite relativ mici. Ele sunt, de asemenea, mai precise atunci când dozarea este un aspect important.

Care sunt limitările unei pompe volumetrice?

În general, pompele volumetrice sunt mai complexe și mai dificil de întreținut decât pompele centrifuge. De asemenea, ele nu sunt capabile să genereze debitele mari caracteristice pompelor centrifuge.

Pompele volumetrice sunt mai puțin capabile să gestioneze fluidele cu vâscozitate scăzută decât pompele centrifuge. Pentru a genera aspirație și a reduce alunecările și scurgerile, o pompă rotativă se bazează pe etanșarea dintre elementele sale rotative și carcasa pompei. Aceasta se reduce considerabil în cazul fluidelor cu vâscozitate scăzută. În mod similar, este mai dificil să se prevină alunecarea supapele dintr-o pompă alternativă cu o alimentare cu vâscozitate scăzută din cauza presiunilor ridicate generate în timpul acțiunii de pompare.

O descărcare pulsatorie este, de asemenea, o caracteristică a modelelor de pompe volumetrice și, în special, a celor alternative. Pulsațiile pot cauza zgomot și vibrații în sistemele de conducte și probleme de cavitație care pot duce în cele din urmă la deteriorări sau defecțiuni. Pulsațiile pot fi reduse prin utilizarea mai multor cilindri de pompare și amortizoare de pulsații, dar acest lucru necesită o proiectare atentă a sistemului. Pompele centrifuge, pe de altă parte, produc un debit constant și neted.

Mișcarea de du-te-vino a unei pompe cu piston poate fi, de asemenea, o sursă de vibrații și zgomot. Prin urmare, este important să se construiască fundații foarte puternice pentru acest tip de pompă. Ca o consecință a presiunilor ridicate generate în timpul ciclului de pompare, este, de asemenea, vital ca fie pompa, fie conducta de refulare să dispună de o formă de eliberare a presiunii în cazul unui blocaj. Pompele centrifuge nu au nevoie de protecție la suprapresiune: lichidul este pur și simplu recirculat în această eventualitate.

Alimentele care conțin un nivel ridicat de solide abrazive pot provoca o uzură excesivă a componentelor tuturor tipurilor de pompe și în special a supapelor și garniturilor. Deși componentele pompelor volumetrice funcționează la viteze considerabil mai mici decât cele ale pompelor centrifuge, ele rămân predispuse la aceste probleme. Acesta este în special cazul pompelor cu piston și plonjor de tip piston alternativ și al pompelor rotative cu angrenaje. Cu acest tip de alimentare, o pompă cu lobi, cu șuruburi sau cu diafragmă poate fi potrivită pentru aplicații mai solicitante.

Tabelul următor rezumă capacitățile pompelor centrifuge și ale pompelor volumetrice.

Comparare pompe: Centrifugă vs. volumetrică

.

Proprietăți	Centrifugă	Pompă volumetrică
Gama vâscozității efective	Eficiența scade odată cu creșterea vâscozității (max. 200 Cp)	Eficiența crește odată cu creșterea vâscozității
Toleranță la presiune	Debitul variază odată cu schimbarea presiunii	Debitul este insensibil la schimbarea presiunii
	Eficiența scade atât la presiuni mai mari, cât și la presiuni mai mici	Eficiența crește odată cu creșterea presiunii
Priming	Recomandat	Nu este necesar
Curgere (la presiune constantă)	Constantă	Pulsare
Shearing (separarea emulsiilor, suspensii, fluide biologice, produse alimentare)	Motorul de mare viteză deteriorează mediile sensibile la forfecare	Viteză internă redusă. Ideal pentru pomparea fluidelor sensibile la forfecare

Care sunt principalele aplicații pentru pompele volumetrice?

Pompele volumetrice sunt utilizate în mod obișnuit pentru pomparea fluidelor cu vâscozitate ridicată, cum ar fi uleiul, vopselele, rășinile sau produsele alimentare. Ele sunt preferate în orice aplicație în care este necesară o dozare precisă sau o presiune de ieșire ridicată. Spre deosebire de pompele centrifuge, debitul unei pompe volumetrice nu este afectat de presiune, astfel încât acestea tind, de asemenea, să fie preferate în orice situație în care alimentarea este neregulată. Majoritatea sunt autoamorsante.

Tip de pompă PD	Aplicație	Caracteristici
Pompă cu piston	Apă – spălare de înaltă presiune; alte lichide cu vâscozitate redusă; producția de ulei; pulverizarea vopselelor	Acțiune de recirculare cu piston(uri) sigilat(e) cu garnitură de etanșare
Pompă cu piston		Acțiune de recirculare cu piston(uri) sigilat(e) cu garnitură de etanșare
Pompă cu membrană	Utilizată pentru dozare sau distribuire; pulverizare/curățare, tratarea apei; vopsele, uleiuri; lichide corozive	Fără garnitură, autoamorsantă, cu debite mici și capabilă de presiuni ridicate
Pompă cu roți dințate	Pomparea fluidelor cu vâscozitate ridicată în industria petrochimică, chimică și alimentară: petrol, vopsele, produse alimentare	Angrenajele angrenate asigură o acțiune de pompare rotativă
Pompă cu lobi	Industria chimică și alimentară; aplicații sanitare, farmaceutice și biotehnologice	Ceasare și uzură reduse. Ușor de curățat sau sterilizat
Pompă cu șuruburi	Producție de ulei, transfer și injecție de combustibil; irigații	Fluidul se deplasează axial reducând turbulența; capabil de debite mari
Pompă cu palete	Fluide cu vâscozitate redusă; sisteme de transmisie pentru automobile; încărcare și transmitere de combustibil; distribuitoare de băuturi	Rezistent la solidele antrenate și rezistă la uzura paletelor. Designul permite un debit variabil

Rezumat

O pompă volumetrică deplasează un fluid prin închiderea repetată a unui volum fix, cu ajutorul garniturilor sau supapelor, și deplasarea mecanică a acestuia prin sistem. Acțiunea de pompare este ciclică și poate fi acționată de pistoane, șuruburi, angrenaje, lobi, diafragme sau palete. Există două tipuri principale: alternative și rotative.

Pompele volumetrice sunt preferate pentru aplicații care implică fluide foarte vâscoase, cum ar fi uleiurile groase și nămolurile, în special la presiuni ridicate, pentru alimentări complexe, cum ar fi emulsiile, alimentele sau fluidele biologice, precum și atunci când este necesară o dozare precisă.

Vezi gama noastră completă de pompe

Întoarceți-ne cererea dvs. de informații

Contactați-ne

.