Postępująca pompa wnękowa

Pcp-thumb.gif

Postępowa pompa wnękowa jest rodzajem pompy wyporowej i jest również znana jako progresywna pompa wnękowa , progowa pompa wnękowa , mimośrodowa pompa śrubowa lub pompa wnękowa . Przenosi płyn poprzez przepływ przez pompę sekwencji małych, odrębnych wnęk o ustalonym kształcie podczas obracania się wirnika . Prowadzi to do tego, że objętościowe natężenie przepływu jest proporcjonalne do prędkości obrotowej (dwukierunkowo) i do niskiego poziomu ścinania nanoszone na pompowaną ciecz.

Pompy te mają zastosowanie do dozowania płynów i pompowania materiałów lepkich lub wrażliwych na ścinanie. Wgłębienia zwężają się ku końcom i zachodzą na siebie. Gdy jedna wnęka się zmniejsza, inna wzrasta, wielkość przepływu netto zmienia się minimalnie, ponieważ całkowite przemieszczenie jest równe. Taka konstrukcja zapewnia przepływ z niewielkim impulsem lub bez niego.

Często zdarza się, że do sprzętu odnoszą się konkretne nazwy producenta lub produktu. Dlatego nazwy mogą się różnić w zależności od branży, a nawet regionu; przykłady obejmują: Moineau (od nazwiska wynalazcy René Moineau ). Oryginalne 4 licencje produkcyjne zostały wydane dla; MOYNO [Ameryki], pompa Mono [Wielka Brytania, Europa], Gardier [Belgia] i PCM.

Wirnik i stojan z postępującą wnęką mogą również działać jako silnik ( silnik błotny ), gdy płyn jest pompowany przez jego wnętrze. Zastosowania obejmują kierunkowe wiercenie studni.

Teoria

Wirnik śrubowy i dwa przeguby uniwersalne mechanizmu napędowego.
Wycięty rysunek gumowego stojana.
Kształt wnęk pozostawionych pomiędzy wirnikiem a stojanem.

Pompa z wnęką postępową zwykle składa się ze spiralnego wirnika i podwójnej spirali, o spiralnym otworze w stojanie o długości dwukrotnie większej długości fali. Wirnik szczelnie przylega do stojana podczas jego obrotu, tworząc pomiędzy nimi zestaw wnęk o stałym rozmiarze. Wnęki poruszają się, gdy wirnik się obraca, ale ich kształt i objętość nie zmieniają się. Pompowany materiał przemieszczany jest wewnątrz zagłębień.

Zasada tej techniki pompowania jest często źle rozumiana. Często uważa się, że dzieje się tak na skutek efektu dynamicznego spowodowanego oporem lub tarciem o ruchome zęby wirnika śrubowego. W rzeczywistości jest to spowodowane uszczelnionymi wnękami, jak pompa tłokowa , a zatem ma podobne właściwości operacyjne, takie jak możliwość pompowania z bardzo niskimi prędkościami, nawet do wysokiego ciśnienia, co objawia się czysto dodatnim wyporem. Wirnik „wspina się” po wewnętrznej wnęce w sposób orbitalny (patrz pompa ).

Przy wystarczająco wysokim ciśnieniu z uszczelek ślizgowych pomiędzy wgłębieniami będzie wyciekać trochę płynu, zamiast go pompować, więc przy pompowaniu pod wysokim ciśnieniem dłuższa pompa z większą liczbą wnęk jest bardziej efektywna, ponieważ każde uszczelnienie musi sobie radzić jedynie z różnicą ciśnień pomiędzy sąsiednimi wnękami. Projekt pompy rozpoczyna się od dwóch (do trzech) wnęk na stopień. Ilość etapów (obecnie do 24) ograniczona jest jedynie możliwością obróbki oprzyrządowania.

Kiedy rotor się obraca, toczy się/wspina się po wewnętrznej powierzchni otworu. Ruch wirnika jest taki sam, jak w przypadku przekładni planetarnych w przekładni planetarnych . Gdy wirnik jednocześnie obraca się i porusza, łączny ruch mimośrodowo zamontowanego wału napędowego ma postać hipocykloidy . W typowym przypadku wirnika z pojedynczą spiralą i stojana z podwójną spiralą hipocykloida jest po prostu linią prostą. Wirnik musi być napędzany przez zestaw przegubów uniwersalnych lub innych mechanizmów, aby uwzględnić mimośrodowość.

Wirnik ma kształt podobny do korkociągu , co w połączeniu z mimośrodowym ruchem obrotowym prowadzi do alternatywnej nazwy: mimośrodowa pompa śrubowa.

Istnieją różne kształty wirników i stosunki podziałki wirnika/stojana, ale specjalizują się w tym, że na ogół nie pozwalają na całkowite uszczelnienie, a zatem zmniejszają liniowość ciśnienia przy niskiej prędkości i natężenia przepływu, ale poprawiają rzeczywiste natężenia przepływu dla danego rozmiaru pompy i/lub zdolność pompy do przenoszenia ciał stałych. [ potrzebne źródło ]

Operacja

W działaniu pompy z komorą postępową to pompy zasadniczo o stałym natężeniu przepływu, takie jak pompy tłokowe i pompy perystaltyczne , a tego typu pompy wymagają zasadniczo innego zrozumienia niż typy pomp, z którymi ludzie są częściej zapoznawani, a mianowicie te, o których można pomyśleć jako wytwarzanie ciśnienia. Może to prowadzić do błędnego założenia, że ​​natężenie przepływu wszystkich pomp można regulować za pomocą zaworu jest przymocowany do wylotu, ale w przypadku tego typu pompy założenie to jest problematyczne, gdyż taki zawór praktycznie nie będzie miał wpływu na natężenie przepływu, a jego całkowite zamknięcie będzie wiązało się z wytworzeniem bardzo wysokich ciśnień. Aby temu zapobiec, pompy często wyposaża się w wyłączniki ciśnieniowe odcinające, płytki bezpieczeństwa (celowo słabe i łatwe do wymiany) lub rurę obejściową, która umożliwia powrót zmiennej ilości cieczy do wlotu. Po zamontowaniu obejścia pompa o stałym natężeniu przepływu jest skutecznie przekształcana w pompę o stałym ciśnieniu.

W punktach styku wirnika ze stojanem powierzchnie poruszają się zwykle poprzecznie, w związku z czym występują niewielkie obszary styku ślizgowego. Obszary te wymagają smarowania pompowaną cieczą ( smarowanie hydrodynamiczne ). Może to oznaczać, że do rozruchu potrzebny jest większy moment obrotowy , a jeśli pozwoli się na pracę bez płynu, co nazywa się „pracą na sucho”, może nastąpić szybkie zniszczenie stojana.

Chociaż postępowe pompy komorowe zapewniają długą żywotność i niezawodną pracę podczas transportu gęstych lub grudkowatych płynów, płyny ścierne znacznie skracają żywotność stojana. Jednakże zawiesiny (cząstki stałe w medium) można pompować niezawodnie, jeśli medium jest wystarczająco lepkie, aby utrzymać warstwę smarującą wokół cząstek i w ten sposób chronić stojan.

Typowy projekt

Specyficzne konstrukcje obejmują wirnik pompy wykonany ze stali pokrytej gładką, twardą powierzchnią, zwykle chromem , z korpusem ( stojanem ) wykonanym z formowanego elastomeru wewnątrz korpusu z metalowej rurki. Elastomerowy rdzeń stojana tworzy wymagane złożone wnęki. Wirnik jest dociskany do wewnętrznej powierzchni stojana za pomocą kątowych ramion łączących, a łożyska (zanurzone w płynie) umożliwiają mu toczenie się po wewnętrznej powierzchni (nienapędzany). W stojanie zastosowano elastomer, aby uprościć tworzenie złożonego kształtu wewnętrznego, utworzonego za pomocą odlewu , co również poprawia jakość i trwałość uszczelek poprzez stopniowe pęcznienie w wyniku absorpcji wody i/lub innych powszechnych składników pompowanych cieczy. Należy zatem wziąć pod uwagę kompatybilność elastomeru z pompowaną cieczą.

Dwie popularne konstrukcje stojanów to „równościenne” i „nierówne ścianki”. Ten ostatni, posiadający większą grubość ścianki elastomeru na szczytach, umożliwia przejście ciał stałych o większych rozmiarach ze względu na jego zwiększoną zdolność do odkształcania się pod ciśnieniem. Te pierwsze mają stałą grubość ścianki elastomeru i dlatego przewyższają większość innych aspektów, takich jak ciśnienie na stopień, precyzja, przenoszenie ciepła, zużycie i waga. Są droższe ze względu na skomplikowany kształt dętki zewnętrznej.

Historia

W 1930 roku René Moineau , pionier lotnictwa, wynajdując sprężarkę do silników odrzutowych, odkrył, że zasada ta może również działać jako układ pompujący. Uniwersytet Paryski nadał René Moineau stopień doktora nauk ścisłych za pracę pt. „Nowy kapsulizm”. Jego pionierska rozprawa położyła podwaliny pod postępową pompę wnękową.

Typowe obszary zastosowań

Konkretne zastosowania

  • Pompowanie zaczynu lub cementu
  • Pompowanie oleju smarowego
  • Pompowanie oleju napędowego do zastosowań morskich
  • Pompowanie szlamu górniczego
  • Silniki błotne na polach naftowych

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Progressing_cavity_pump&oldid=1134046951 ”