Mijn praktische gids voor rotors en stators in progressieve caviteitspompen

Na jarenlang in de industriële sector te hebben gewerkt, kan ik dat met zekerheid zeggenprogressieve caviteitspompen(ook bekend als rotor-statorpompen, excentrische schroefpompen) zijn absolute "nietjes" voor vloeistofoverdracht. Als verdringerpompen zijn ze specifiek ontworpen voor het verwerken van stroperige vloeistoffen, bijtende stoffen en media die vaste deeltjes bevatten. Ze zijn onmisbaar bij oliewinning, chemische fabrieken, afvalwaterzuiveringsinstallaties en voedselproductielijnen.

Naar mijn mening komen hun uitstekende prestaties voort uit de nauwe samenwerking tussen de rotor en de stator. Om het werkingsprincipe, de prestaties en de stabiele werking op lange termijn van excentrische excentrische pompen echt te begrijpen, moet u deze twee kerncomponenten grondig begrijpen. Dit is niet alleen theoretische kennis; het is de zuurverdiende ervaring die ik in de loop der jaren heb opgebouwd.

I. Rotor en stator

In mijn ogen ligt de ‘levenslijn’ van elke excentrische pomp in de combinatie van rotor en stator: hoe nauwkeuriger ze passen, hoe hoger de efficiëntie van de pomp.

De rotor is een spiraalvormige metalen as, meestal gemaakt van hoogwaardig roestvrij staal, gelegeerd gereedschapsstaal of zelfs titanium. Omdat het actieve onderdeel in het pomphuis is geïnstalleerd, drijft het niet alleen de vloeistofstroom aan tijdens het draaien, maar genereert het ook de compressiekracht die nodig is voor de overdracht. Ik heb veel rotoren zien verchromen of andere oppervlakteverhardingsbehandelingen ondergaan, en eerlijk gezegd verbetert dit hun slijtvastheid aanzienlijk. Het overslaan van deze stap zal resulteren in een hinderlijk snelle slijtage van de rotor.

De stator daarentegen is een metalen buis met een gegoten binnenholte, bekleed met elastische materialen zoals nitrilrubber (NBR), fluorrubber (FKM) of EPDM. De interne vorm past perfect bij de rotor en de diameter van de rotor is iets groter dan de binnendiameter van de stator. Deze "interferentiepassing" zorgt ervoor dat de gevormde kamers luchtdicht zijn; als de afdichting defect raakt, is de pomp in wezen nutteloos.

Of het nu een pomp met enkele schroef is (rotor met enkele schroefdraad gecombineerd met een stator met dubbele schroefdraad), een pomp met dubbele schroef (twee tegengesteld draaiende en in elkaar grijpende schroeven) of een pomp met drie schroeven (één aandrijfschroef met twee aangedreven schroeven), ik heb op de harde manier geleerd dat de nauwkeurigheid van de passing tussen de rotor en de stator direct bepaalt of de pomp betrouwbaar kan werken. Zelfs een kleine afwijking kan leiden tot verminderde doorstroming, lekkage of volledige uitschakeling.

II. Werkingsprincipe: eenvoudig maar efficiënt "caviteitstransport"

Ik begreep het werkingsprincipe van excentrische excentrische pompen pas volledig toen ik twee oude pompen demonteerde; het is eigenlijk heel gemakkelijk te begrijpen.

Wanneer de rotor excentrisch in de stator roteert, vormen hun in elkaar grijpende spiraalvormige structuren een reeks afgedichte holtes. Terwijl de rotor draait, bewegen deze holtes gestaag naar het afvoeruiteinde, waardoor de vloeistof in wezen "naar voren wordt gedragen". Het is alsof er een onzichtbare transportband in de pomp zit, speciaal ontworpen voor vloeistofoverdracht.

Bij de zuigpoort zet het holtevolume uit, waardoor de interne druk afneemt, en wordt vloeistof door atmosferische druk uit het reservoir gezogen; Terwijl de rotor blijft draaien, wordt de met vloeistof gevulde holte naar de afvoerpoort geduwd, waar het volume van de holte samentrekt, waardoor de vloeistof wordt samengedrukt om de druk te verhogen, waardoor de vloeistof soepel kan worden afgevoerd.

Wat ik vooral leuk vind aan dit ontwerp is dat er helemaal geen inlaat- of drukkleppen nodig zijn. Hierdoor wordt niet alleen een stabiele overdracht met weinig pulsatie bereikt – cruciaal voor gevoelige processen – maar wordt er ook voorzichtig omgegaan met die ‘delicate’ afschuifgevoelige materialen, zoals biofarmaceutische grondstoffen die kunnen falen als ze worden blootgesteld aan ongepaste kracht. Hier is een praktische tip voor u: het omkeren van de richting van de rotor kan de zuig- en afvoerrichting veranderen. Deze kleine ingreep heeft mij de moeite bespaard om de hele apparatuur meerdere keren opnieuw te configureren.

III. Kernvoordelen (en imperfecte nadelen)

Door de jaren heen heb ik gezien dat progressieve caviteitspompen in veel scenario's beter presteren dan andere typen pompen, maar ze zijn niet almachtig. Laten we objectief hun voor- en nadelen bespreken.

(I) Onmisbare kernvoordelen

• Stabiele stroom en eenvoudige aanpassing:De strakke pasvorm tussen de rotor en de stator zorgt voor extreem uniforme veranderingen in het caviteitsvolume, met vrijwel verwaarloosbare stromingsfluctuaties. In tegenstelling tot centrifugaalpompen zijn er geen extra kleppen nodig om een ​​stabiele lineaire stroom te leveren, waardoor deze bijzonder geschikt is voor scenario's die veel precisie vereisen, zoals de productie van chemicaliën. Bovendien is het debiet rechtstreeks gekoppeld aan de rotorsnelheid; het aanpassen van de opbrengst is net zo eenvoudig als het draaien van een knop. Ik gebruikte het om de stroom tijdens batchproductie te controleren en heb nooit defecte producten gehad als gevolg van stroomafwijkingen.
• Uniforme drukopbrengst:De vloeistof wordt tijdens het overbrengen zachtjes en continu geperst, zonder plotselinge drukpieken. Ik heb er nooit problemen mee gehad om "gevoelige" drukgevoelige media zoals polymeeroplossingen met hoge viscositeit te transporteren.
• Uitstekend zelfaanzuigend vermogen:Er is geen vooraanzuiging nodig; zodra de machine eenmaal is gestart, kan deze direct vloeistof uit de container zuigen, met een maximale aanzuighoogte van maximaal 8,5 meter waterkolom. Dit is veel beter dan plunjerpompen, vooral in afvalwaterzuiveringsinstallaties waar we pompen regelmatig starten en stoppen. Na de overstap naar progressieve caviteitspompen werd de voorbereidingstijd van ons team gehalveerd.
• Veelzijdige vloeistofverwerking:Het kan gemakkelijk omgaan met vloeistoffen met een hoge viscositeit (ik heb jam en chocoladesiroop vervoerd), met zand beladen ruwe olie, schurende slurries en bijtende chemicaliën. Hij presteert beter dan membraanpompen bij het verpompen van gas-vaste stofmengsels en is geen partij voor tandwielpompen bij het transporteren van stroperige vloeistoffen. Ik heb het ooit gebruikt om slib met deeltjes ter grootte van een golfbal te transporteren zonder ook maar één verstopping.
• Low-shear overdracht om materialen te beschermen:Het ontwerp minimaliseert de schuifkracht, wat een "redder" is voor de biofarmaceutische industrie. Ik gebruikte het om eiwitoplossingen en bioactieve stoffen te transporteren, en de materiaalprestaties werden helemaal niet beïnvloed – iets wat de meeste pompen niet kunnen bereiken.
• Compacte structuur en energie-efficiëntie:Het neemt een kleine voetafdruk in beslag, waardoor installatie en onderhoud gemakkelijk zijn. Bovendien is het zeer energiezuinig; na het vervangen van oude pompen in onze chemische fabriek daalden de elektriciteitskosten met 15%.
• Dubbeldoel als doseerpomp:In tegenstelling tot plunjerpompen, membraanpompen of tandwielpompen is de nauwkeurigheid ervan voldoende voor het doseren en vullen van chemicaliën. Ik heb het eerder gebruikt om reagentia in een laboratorium te transporteren, met een nauwkeurigheid van binnen 1%, waardoor er geen extra meetapparatuur nodig was.

(II) Nadelen waar u op moet letten

• Hoge kosten:Eerlijk gezegd zijn de aanschafprijs en onderhoudskosten hoger dan die van eenvoudigere pompen. Kleine werkplaatsen vinden het misschien onrendabel, maar voor zware werkomstandigheden kan de duurzaamheid ervan de initiële investering de moeite waard maken.
• Gevoeligheid voor overmatige vaste deeltjes:Te veel vaste deeltjes in het medium veroorzaken een snelle slijtage van de rotor en stator. Ik heb het ooit gebruikt om ruwe olie met een te hoog zandgehalte te transporteren, en de stator viel na zes maanden uit. De les: controleer altijd het gehalte aan vaste deeltjes en installeer een filter als u het niet zeker weet.
• Strikt geen drooglopen:Zelfs één minuut drooglopen kan oververhitting en schade aan de rotor en stator veroorzaken. Een collega van mij maakte deze fout (het niet controleren van het vloeistofniveau voordat hij startte) en verbrandde de rotor, wat resulteerde in een volledige dag stilstand en aanzienlijke kosten voor vervangende onderdelen.
• Aanpassing vereist voor hogedrukscenario's:Het is de beste keuze voor werkomstandigheden met lage tot middelhoge druk, maar er zijn aanvullende aanpassingen nodig voor overdracht onder hoge druk. Ik heb het ooit geprobeerd te gebruiken voor overdracht onder hoge druk, maar het lekte ernstig totdat we de afdichtingen en behuizing hadden geüpgraded.
• Cavitatie risico:Als de vloeistofdruk lager is dan de dampdruk, zal er cavitatie optreden: kleine belletjes barsten en beschadigen interne onderdelen. Ik kwam dit tegen in een scenario met laag debiet en de rotor was ontpit. Later loste het installeren van een overdrukventiel het probleem op, maar het was een dure les.

IV. Hoe rotor- en statorgeometrie de prestaties beïnvloeden (mijn selectiecriteria)

Na jarenlang pompen te hebben geselecteerd, kwam ik erachter dat de geometrie van de rotor en de stator de sleutel is tot aanpassing aan de werkomstandigheden.

Classificatie van pomptypes (Mijn snelle matchinggids)

• Enkelschroefspompen:Rotor met enkele schroefdraad gecombineerd met een stator met dubbele schroefdraad. Ik geef hier prioriteit aan voor het transporteren van vloeistoffen met een hoge viscositeit of media die vaste deeltjes bevatten. Bijvoorbeeld de overdracht van slib in afvalwaterzuiveringsinstallaties, waar het antiverstoppingsvermogen uitstekend is.
• Dubbelschroefspompen:Twee tegengesteld draaiende en in elkaar grijpende schroeven werken extreem soepel en met weinig geluid. Ik gebruik het om schone of licht vervuilde oliën en chemicaliën te vervoeren, waardoor de materiaalzuiverheid wordt gewaarborgd, wat cruciaal is voor farmaceutische of voedselveilige toepassingen.
• Drievoudige schroefpompen:Eén aandrijfschroef met twee aangedreven schroeven: de stroom is zo uniform als een doseerpomp. Het is bijzonder geschikt voor het transport van schone vloeistoffen met een lage viscositeit, zoals hydraulische olie en smeerolie; Ik gebruik het vaak in smeersystemen voor werktuigmachines en heb nog nooit problemen gehad met onvoldoende smering.

Geometriesubtypen (kleine details die de prestaties beïnvloeden)

Naast de basispomptypen kunnen subtiele aanpassingen aan de geometrie van de rotor en stator aanzienlijke veranderingen met zich meebrengen:

• S-type: Ultrastabiele overdracht, compacte rotorinlaat en lage eisen aan de netto positieve zuighoogte (NPSH). Ik kies hier altijd voor als ik stroperige materialen of media met grote deeltjes vervoer, geen last meer van cavitatie en verstopping.

• L-type: Langere afdichtingslijn tussen rotor en stator, wat resulteert in een hoger rendement en een langere levensduur. Het heeft een compacte structuur maar een grote stroomcapaciteit, geschikt voor scenario's met hoog rendement waarbij de kosten voor downtime hoog zijn.

• D-type: compacte structuur, vrijwel pulsatievrije overdracht en extreem hoge meetprecisie. Ik gebruik het in nauwkeurige chemische doseringsscenario's: stel de parameters in en laat het met een gerust hart achter, ik hoef me helemaal geen zorgen te maken over stroomfluctuaties.

• P-type: Combineert een grote stroomcapaciteit met een compacte structuur en neemt de lange afdichtingslijn van het L-type over. Het is mijn ‘pomp voor alle doeleinden’, die zowel een hoog debiet als nauwkeurige dosering mogelijk maakt.

Bovendien kunnen parameters zoals de helixhoek, de spoed en het tandprofiel niet worden genegeerd. Uit mijn ervaring: hoe groter de spiraalhoek, hoe groter de stroomsnelheid maar hoe lager de druk; hoe kleiner de spiraalhoek, hoe hoger de druk maar hoe lager de stroomsnelheid. Dit is een afweging die afhangt van de prioriteit van de arbeidsomstandigheden. Moet u een grote hoeveelheid stroperige vloeistof transporteren? Kies een grote spiraalhoek; hogedrukoverdracht over lange afstand nodig? Kies een kleine spiraalhoek.

V. Selectie- en onderhoudstips (mijn ‘valkuilengids’ uit ervaring)

(I) Kies de juiste pomp om omwegen te vermijden

Het selecteren van een pomp (inclusief bijpassende rotor en stator) is cruciaal voor het afstemmen van de werkomstandigheden. Dit is de ervaring die ik heb opgedaan nadat ik in talloze valkuilen was gevallen:

• Media met hoge viscositeit:Kies een pomp met enkele schroef en de rotor moet zijn gemaakt van verchroomd roestvrij staal of een slijtvaste legering. Geloof me, het kiezen van gewone materialen om geld te besparen zal later resulteren in frequente vervanging van onderdelen, wat hoofdpijn zal opleveren.
• Media die vaste deeltjes bevatten:Enkelschroefspomp gecombineerd met een speciale rubberen stator (slijtvast en corrosiebestendig). Ik gebruikte voorheen een gewone rubberen stator voor de sliboverdracht, die binnen 3 weken mislukte; het overschakelen naar een speciale formule één duurde 8 maanden voordat het werd vervangen.
• Hoge eisen aan stromings-/drukstabiliteit:Kies voor een dubbelschroefspomp of een drievoudig-schroefspomp. Voor gevoelige processen is het voordeel van lage pulsatie de extra kosten waard.

De keuze van het statormateriaal is ook cruciaal: nitrilrubber (NBR) voor op olie gebaseerde media, EPDM voor omgevingen met hoge temperaturen en fluorrubber (FKM) voor corrosieve media. Als u zeer corrosieve vloeistoffen vervoert, zoals sterke zuren of oplosmiddelen, aarzel dan niet om voor een Hastelloy-rotor te kiezen. Hoewel duur, is deze veel duurzamer dan gewone metalen en gaat hij meerdere jaren langer mee.

(II) Goed onderhoud voor een langere levensduur

Adequaat onderhoud is de sleutel tot de lange levensduur van een pomp. Dit is mijn dagelijkse onderhoudsroutine:

• Regelmatige slijtage-inspectie:Stators zijn na verloop van tijd gevoelig voor elastische vermoeidheid. Als u een verminderde zuigkracht van de pomp, meer lekkage of een luidere werking opmerkt, vervang dan onmiddellijk de stator. Wacht niet tot deze volledig defect is, aangezien de rotor dan ook aangetast kan worden. Voor hoogfrequente pompen inspecteer ik maandelijks de stator.
• Drooglopen en overbelasting zijn strikt verboden:Bij het opstarten en afsluiten moeten de procedures gevolgd worden. We hebben vergrendelingssystemen op de pompen geïnstalleerd, die automatisch uitschakelen als het vloeistofpeil te laag is, en er zijn geen gevallen meer geweest van doorbranden van de rotor.
• Houd media schoon:Installeer een filter van minimaal 20 mesh bij de inlaat en maak deze wekelijks schoon. Zelfs fijne deeltjes kunnen na verloop van tijd de rotor en stator verslijten.
• Verlaag de snelheid bij het transporteren van stroperige vloeistoffen:Het gebruik van hoge snelheid om media met een hoge viscositeit te transporteren, "ruïneert" de stator. Over het algemeen verlaag ik de snelheid met 30%-40%, hoewel langzamer, het bespaart veel geld op het vervangen van onderdelen.
• Installeer beschermende apparaten:Drukschakelaars, vloeistofniveausensoren en trillingsmonitors zijn allemaal de moeite waard om te installeren. Ik had ooit een pomp met abnormale trillingen; de monitor waarschuwde me van tevoren en ik heb de versleten rotor op tijd vervangen, waardoor ik ernstigere schade kon voorkomen.

VI.Teffiko: Een betrouwbaar pompmerk dat ik vertrouw

Na al die jaren begrijp ik heel goed dat de rotor en de stator de kern vormen van excentrische excentrische pompen – en Teffiko begrijpt dit beter dan de meeste merken.

Als betrouwbare leverancier van industriële producten en technische diensten richten zij zich uitsluitend op kernpompcomponenten. Als u op zoek bent naar een excentrische excentrische pomp die u niet in de steek zal laten, dan raad ik Teffiko van harte aan.Klik hier voor meer informatie over hun serie progressieve caviteitspompen