Vertikalūs išcentriniai siurbliai chemiškai agresyvioms terpėms

TYPHOON vertikalūs išcentriniai siurbliai išsiskiria aukštu efektyvumu ir yra skirti stacionariam montavimui, kai siurblio hidraulinė dalis panardinama į rezervuare esančią siurbiamą terpę. Šie siurbliai idealiai tinka greitam skysčio išpumpavimui, o jų našumas svyruoja nuo 6 iki 40 m³/val. Dėl specialios pusiau atviro tipo sparnuotės konstrukcijos, TYPHOON siurbliai gali nuolat siurbti net ir nešvarius skysčius, kurių klampumas siekia iki 500 cP ir kuriuose yra mažų kietų dalelių.

TYPHOON siurbliai naudoja elektrinę transmisiją, kurioje elektros variklis per lanksčią movą perduoda sukimąsi į veleną. Išcentrinio poveikio dėka sparnuotė įsiurbia terpę per apatinę įleidimo angą arba centrinį kanalą, o išleidžia ją per periferinį/šoninį vamzdį.

IŠCENTRINIO SIURBLIO VEIKIMO PRINCIPAS

Kai sparnuotė/darbo ratas (sukamoji dalis) yra varoma, ji suteikia skysčiui sukimąsi (kinetinę energiją) ir sukuria įsiurbimą įleidimo angoje. Šis siurbimas kartu su atmosferos slėgio jėga įtraukia skystį į išcentrinį siurblį. Siurblio viduje skystis praeina nuo sparnuotės centro iki jos periferijos, varomas išcentrinių jėgų. Jis eina per didėjančio skerspjūvio kanalus, sudarytus iš lenktų menčių. Šio praėjimo metu dalis kinetinės energijos paverčiama slėgio energija. Išėjus iš sparnuotės, skystis patenka į spiralę, kurios skerspjūvis taip pat didėja. Čia likusi kinetinė energija paverčiama slėgio energija, padidinant siurblio slėgio aukštį (arba slėgį). Kuo daugiau slėgio energijos perduodama skysčiui, tuo didesnis siurblio kėlimo aukštis ir tuo toliau darbinis skystis gali būti stumiamas. Išcentrinio siurblio veikimo diapazoną griežtai riboja jo hidraulinės charakteristikos kreivė/darbo kreivė. Ši kreivė apibrėžia santykį tarp slėgio, srauto/našumo ir energijos suvartojimo įvairiomis eksploatavimo sąlygomis.

IŠCENTRINIO SIURBLIO PARINKIMAS

• Išcentrinis siurblys tinka naudoti, kai reikalingas greitas ir nuolatinis skysčio transportavimas. Tačiau prieš pasirenkant, būtina įvertinti visas eksploatavimo sąlygas.

• Pumpuojamas skystis: išcentrinis siurblys yra didelio našumo, tačiau subtilus įrenginys. Todėl darbinis skystis turi būti mažo arba vidutinio klampumo, o savitasis tankis iki 1,9 kg/l. Didesnės vertės padidins mechaninių dalių ir sparnuotės apkrovą, o variklio veikimas pablogės dėl galios absorbcijos už diapazono ribų. Nepaisant atviro tipo sparnuotės, leidžiančios prasiskverbti nešvariems skysčiams, nerekomenduojama siurbti skysčių su ilgomis kietosiomis dalelėmis, kurių skersmuo didesnis nei vienas milimetras. Naudojant išcentrinį siurblį labai nešvariems skysčiams galima pažeisti sparnuotę arba mechaninį sandariklį.

• Temperatūra: Fluimac išcentrinius siurblius galima naudoti skysčiams: nuo -5°C iki +65°C, jei jie pagaminti iš polipropileno (PP), kitu atveju: nuo -20°C iki +95°C, jei išcentrinis siurblys pagamintas iš PVDF. Labai svarbu, kad skystis visada išliktų skystos būsenos.

• Darbo sąlygos: Kiekvienas išcentrinis siurblys yra susietas su specifine charakteristikų kreive, kuri rodo pakėlimo aukštį [m], kurią siurblys gali pasiekti esant tam tikram srautui/našumui [m³/h]. Žinodami savo sistemos sąlygas prieš pasirenkant išcentrinį siurblį išvengsite netinkamo veikimo ir sistemos bei mašinos sugadinimo rizikos.

• Konfigūracija: Fluimac siūlo tiek horizontalius, tiek vertikalius išcentrinius siurblius. Pirmieji statomi už rezervuaro, žemiau laisvo skysčio lygio, o ašis lygiagreti žemei; vertikalūs yra iš dalies panardinti į skystį ir yra įrengiami su vertikalia ašimi žemės atžvilgiu.

• Variklio galia: „Fluimac“ išcentriniai siurbliai pirmiausia skirti varyti elektros varikliu, tačiau yra konfigūracijų su oro varikliais. Sistema turi būti tinkamo dydžio ir galios, kad būtų užtikrintas nuolatinis maitinimo šaltinis.

PAGRINDINIAI TYPHOON SERIJOS  SIURBLIO KONSTRUKCIJOS KOMPONENTAI

Išcentrinis siurblys yra hidraulinė „turbomašina”, galinti pumpuoti skystį išcentrinio poveikio būdu per fiksuotus ir besisukančius kanalus, visada atvirus, nekeičiant paties skysčio suspaudžiamumo. Iš čia kilo išcentrinio siurblio pavadinimas. Mechaninis variklio sukimasis sparnuotei suteikia srautui kinetinę energiją (pagreitis radialine kryptimi), kuri vėlesniuose išsiskiriančiuose kanaluose paverčiama slėgio energija.

Pagrindiniai TYPHOON serijos vertikalaus išcentrinio siurblio komponentai yra šie:

1. Korpusas pagamintas iš PP arba PVDF;
2. Išcentrinė sparnuotė iš PP arba PVDF; pusiau atviro tipo skysčiams su dalelėmis arba uždaro, kad būtų galima pumpuoti tirpalus aukštoje temperatūroje. Ašinį savaiminį balansavimą užtikrina galinės priešpriešinės mentės;
3. Statinė kreipiamoji įvorė iš PTFE CG (SiC galima įsigyti pagal užsakymą);
4. Besisukanti kreipiamoji įvorė iš Al2O3 (SiC galima įsigyti pagal užsakymą);
5. Termoplastinis išleidimo vamzdis;
6. Siurblio kolona pagaminta tik iš termoplastinės medžiagos;
7. Subalansuotas velenas, pagamintas iš 42CrMo4 anglinio plieno, sukonstruotas taip, kad lengvai atlaikytų sukimosi ir radialines jėgas; Pagamintas tik iš ištisinio strypo, naudojant mechaninio apdirbimo procesus, ir visiškai padengtas termoplastine medžiaga;
8. Itin stora PP plokštė;
9. Trifazis asinchroninis elektros variklis, atitinkantis IEC (NEMA galima užsisakyti).

• Darbaratis yra pagrindinis išcentrinio siurblio komponentas ir judanti dalis, su kuria skystis keičia energiją. Pagaminta iš plastikinės medžiagos, sutvirtintos pluoštais (PP + FRP arba PVDF + CF, priklausomai nuo išcentrinio siurblio ir siurbiamo skysčio naudojimo), jis susideda iš lenktų menčių, kurios, didėjant spinduliui, sudaro vis didesnius kanalus. Atvira sparnuotė leidžia pratekėti šiek tiek nešvariems skysčiams, o skysčių, kurių klampumas iki 500 CPS arba savitasis svoris iki 1,9 kg/l, pumpavimą užtikrina vientisas ir koncentrinis sparnuotės judėjimas variklio atžvilgiu, sujungtu per veleną ir transmisijos movą. Reguliuojant sparnuotės skersmenį, kreivumą, aukštį ir menčių skaičių, galima pasiekti skirtingus tūrinius srautus [m³/h] ir pakėlimo aukštį [m]. Kiekvienai sparnuotei/darbo ratui bus būdinga išcentrinio siurblio kreivė, t.y. koks aukštis gali būti pasiektas esant tam tikram srautui, veikimo diapazonui ir darbo taškui.

• Siurblio korpusas arba spiralė, sraigės formos, su didėjančia pjūviu išleidimo kryptimi. Skysčio įsiurbimas ašinis vertikalus su radialiniu išmetimu į šoną, nukreiptą aukštyn per išleidimo vamzdį. Be srauto nukreipimo, jis taip pat yra esminis išcentrinio siurblio veikimui: didėjantis plotas atitinkamai sulėtina skysčio srautą, todėl kinetinė energija paverčiama slėgio energija.

• Dėvėjimosi įvorė yra komponentas, veikiamas trinties. Jis išlaiko veleną tobulai koncentrinėje padėtyje variklio atžvilgiu, kuris priešingu atveju dėl sparnuotę veikiančių jėgų suktųsi ekscentriškai. Ją sudaro besisukanti dalis, integruota su sparnuotės ratu, ir fiksuota dalis, užfiksuota statinių išcentrinio siurblio komponentų atžvilgiu. Paprastai išcentrinis siurblys pasiekia apie 3000 aps./min. sukimosi greitį, todėl per labai trumpą laiką pasiekia labai aukštą temperatūrą. Labai svarbu, kad įvorė visada būtų aušinama (pačiu darbiniu skysčiu) ir kad išcentrinis siurblys niekada nebūtų eksploatuojamas sausas, nes priešingu atveju kyla pavojus, kad fiksuotos dalys perkais ir išsilydys. Įvorė pagaminta iš silicio karbido ir teflono, kurie garantuoja mažesnį susidėvėjimą, didesnį mechaninį ir cheminį atsparumą bei geriau atlaiko terminius smūgius, leidžia dirbti aukštesnėje temperatūroje.

• Vamzdyje yra sukimosi perdavimo elementai: velenas ir guolis, sujungti su varikliu per perdavimo movą. Jis turi užtikrinti puikų koncentriškumą tarp fiksuotų ir besisukančių dalių. Prie jo per atraminę plokštę prijungiama dengiamoji koloną, kuri liečiasi su pumpuojamu skysčiu. Bendra konstrukcija turi būti kiek įmanoma tvirtesnė ir stabilesnė, kad būtų sumažinta vibracija, kuri sklistų per visą vertikalaus išcentrinio siurblio ilgį.

• Variklis perduoda sukimo judesį į veleną. Dažniausiai tai yra 2 polių elektros variklis (apie 3000 aps./min.). Atsižvelgiant į apsisukimų skaičių, galima gauti skirtingas išcentrinio siurblio charakteristikas.

Vertikalūs išcentriniai siurbliai palaiko sukimosi koncentriškumą per dėvėjimosi įvorę, esančią virš sparnuotės. Ji visada turi būti aušinama. Įvorė suprojektuota taip, kad šią užduotį visada atliktų darbinis siurbiamas skystis, nenaudojant papildomų priemonių, tačiau svarbu atminti, kad vertikalus išcentrinis siurblys turi būti įjungtas tik panardinus į skystį bent iki minimalaus lygio, niekada nedirbti sausos eigos sąlygomis, kad nesilydytų nejudantys komponentai.

ESMINIAI VEIKSNIAI, ĮTAKOJANTYS PASIRINKIMĄ 

• Vertikalūs išcentriniai siurbliai idealiai tinka, kai reikalingas nenutrūkstamas srautas, tačiau dėl didelio apsisukimų greičio ir jėgų, pageidautina vengti skysčių, kuriuose gausu kietųjų dalelių arba labai korozinių, nes jie gali pažeisti sparnuotės ratą ir užblokuoti srauto kanalus.

• Padidinus variklio galią, galima siurbti skysčius, kurių klampumas iki 500 cps arba savitasis svoris iki 1,9 kg/l. Esant tokiam pačiam apsisukimų skaičiui [rpm], variklio galios didinimas neturi įtakos išcentrinio siurblio srautui/našumui ir kėlimo aukščiui, bet taip kompensuojamos padidėjusios pumpavimo pastangos dėl sunkesnių/didesnio tankio skysčių.

• Norint pasirinkti tinkamą įrenginį, būtina žinoti įrenginio ir darbinio skysčio charakteristikas.

– Dėl savo veikimo principo išcentriniai siurbliai sukuria siurbimo vakuumą. Jei absoliutus slėgis sparnuotės įleidimo angoje yra mažesnis už darbinio skysčio garų slėgį, gali atsirasti kavitacija (išgaravusio skysčio burbuliukų susidarymas ir sprogimas sparnuotės paviršiuje). Fluimac vertikalūs išcentriniai siurbliai visada turi būti montuojami esant slėgiui, iš dalies panardinti.
– Be siurbimo sąlygų, svarbu žinoti išmetimo vamzdžių charakteristikas, nes jos turi įtakos kėlimo aukščio apskaičiavimui. Prieš renkantis vertikalų išcentrinį siurblį, būtina žinoti sistemos reikalaujamą aukštį: esant geodeziniam aukščiui (apatinio ir viršutinio rezervuaro, kuriuo juda skystis, aukščių skirtumas), reikia susumuoti visus nuostolius sistemoje dėl trinties ir vietinių veiksnių. Nuostolius galime skirstyti į du tipus: paskirstytuosius ir lokalizuotus. Pirmasis tipas priklauso nuo skysčio srauto vamzdžiuose ir reikalauja žinių apie vamzdžių skersmenį/ilgį/medžiagą ir būklę, o antrasis tipas priklauso nuo sistemoje esančių veiksnių, tokių kaip alkūnės, vožtuvai ar filtrai.
– Galiausiai reikalingos žinios apie darbinį skystį. Klampumas ir tankis taip pat turi įtakos slėgio nuostolių skaičiavimui ir variklio galios pasirinkimui.