Wprowadzenie do pomp śrubowych Pompy śrubowe – zasada działania Najważniejsze cechy pomp śrubowych Zalety i wady pomp śrubowych Zastosowanie pomp śrubowych w przemyśle Na co zwrócić uwagę przy doborze pompy śrubowej Od czego zależy cena pompy dwuśrubowej higienicznej? Konserwacja i czyszczenie pomp dwuśrubowych higienicznych Podsumowanie
|
|
Autor artykułu: specjalista ds. produktów higienicznych |
Wprowadzenie do pomp śrubowych
Bezzaworowa konstrukcja, proporcjonalność przepływu do prędkości obrotowej silnika oraz możliwość zmiany kierunku przepływu medium, są to niewątpliwe zalety pomp śrubowych. Technologia pomp śrubowych została wynaleziona przez francuskiego profesora Rene Moineau w latach 30-stych XX wieku. Był to również założyciel firmy PCM, która po dziś dzień specjalizuje się w produkcji pomp tego typu. Technologia ta była sukcesywnie udoskonalana przez dziesięciolecia by dziś występować w wielu przemysłach – od oczyszczalni ścieków, chemii, petrochemii, po produkcję żywności i farmację.
Pompy śrubowe higieniczne PCM HyCare oraz PCM MF
Częścią normalnie zużywającą się w pompie śrubowej jest rotor wykonany ze stali nierdzewnej, uszczelnienie mechaniczne oraz elastomerowy stator wykonany z wytrzymałych materiałów NBR (kauczuk nitrylowo-butadienowy), EPDM (terpolimer etylenowo-propylenowo-dienowy), CSM (kauczuk chlorosulfonopolieterowy), Viton czy CR (chloropren). Pompy ślimakowe posiadają również komplet certyfikatów niezbędnych do produkcji żywności, leków czy kosmetyków na rynku europejskim.
Pompy śrubowe – zasada działania
Pompy śrubowe działają na zasadzie obracania się nierdzewnego rotora w gumowym, odpowiednio uformowanym statorze. Rotor jest produkowany z wysoką precyzją ze stali nierdzewnej lub hartowanej, a stator jest formowany ze sprężystego elastomeru. Geometria i wymiary tych części są zaprojektowane do współpracy ze sobą w taki sposób, że gdy rotor zostaje zamontowany w statorze, powoduje to utworzenie podwójnego łańcucha zamkniętych przestrzeni. Obrót rotora wewnątrz statora sprawia, że zamknięte przestrzenie przemieszczą się po śrubowej linii rotora wzdłuż osi pompy bez zmian w kształcie czy pojemności. Ten proces przemieszcza medium z części wlotowej pompy do części wylotowej. Charakterystyczna konstrukcja pomp śrubowych zapewnia bezpulsacyjny przepływ medium.
Szukasz pompy śrubowej? Zapoznaj się z naszą ofertą
Najważniejsze cechy pomp śrubowych
Delikatne przetłaczanie cieczy
Pompy śrubowe higieniczne nadają się idealnie do produktów o delikatnej strukturze, które ulegają uszkodzeniu podczas gwałtownego tłoczenia przy użyciu innych technologii pompowych. Siły ścinające powstające podczas pracy pompy śrubowej są niezwykle niskie. Oznacza to zdolność pomp śrubowych do pompowania mediów wrażliwych na to zjawisko, takich jak majonezy czy jogurty.
Wszechstronność
Pompy śrubowe potrafią pompować ciecze o skrajnie różnych lepkościach (zarówno ciecze o niskiej lepkości, jak i ciecze o wysokiej lepkości), co wpływa na ich wysoką wszechstronność. Dzieje się tak z uwagi na bezustanny kontakt nierdzewnego rotora z gumowym statorem, minimalizujący przepływ wsteczny w pompie – zwłaszcza jeżeli chodzi o tłoczenie cieczy o niskich lepkościach.
Niska pulsacja
W przeciwieństwie do pomp wyporowych innego typu, pompy śrubowe charakteryzują się niską pulsacją, co sprawdza się idealnie przy dozowaniu cieczy. Wysokie pulsacje wpływają negatywnie na aparaturę pomiarową, np. zmniejszając dokładność pomiaru. Pulsacja wpływa również negatywnie na drgania rurociągów oraz prawidłową pracę innych komponentów linii procesowej, takich jak płytowe wymienniki ciepła lub filtry. Ze względu na niską pulsację przepływu pompy śrubowe są częściej wybierane w aplikacjach, w których należy unikać powyższych problemów.
Przepływ proporcjonalny do obrotów
Podczas doboru pompy śrubowej możemy łatwo przewidzieć wydajność w zależności od obrotów, co przekłada się na dokładne dostosowanie pracy pompy do zapotrzebowania produkcyjnego lub przetłoczonej ilości cieczy w aplikacjach dozowania.
Higieniczna konstrukcja
Pompy ślimakowe przeznaczone do zastosowań higienicznych zbudowane są z materiałów dopuszczonych do kontaktu z żywnością – w przypadku stali nierdzewnej jest to szeroko stosowana AISI 316L. Uszczelnienia mechaniczne oraz uszczelki elastomerowe (gumowe) są dobierane aby zapewnić pełną kompatybilność z przetłaczanym medium. W przypadku uszczelnienia mechanicznego, materiały używane najczęściej to SiC (węglik krzemu) lub WC (węglik wolframu) oraz grafit. Gama elastomerów do wyboru obejmuje cztery główne typy: Biały FKM (Viton); Biały NBR; EPDM; CR (chloropren); IR (izopren); CSM (Hypalon). Pompy ślimakowe są przystosowane do procesów mycia CIP (Cleaning In Place). Materiały zastosowane w pompach śrubowych higienicznych powinny spełniać wymagania dyrektywy europejskiej EC 1935/2004. Renomowani producenci dostarczają również certyfikaty: FDA, (Food and Drug Administration) oraz USP (United States Pharmacopoeia).
Zalety i wady pomp śrubowych
Zalety pomp śrubowych:
delikatny transport medium – delikatny transport medium zapewniony jest przez zastosowanie rotora o linii śrubowej, precyzyjnie wytaczanego ze stali nierdzewnej oraz statora, formowanego ze sprężystego elastomeru. Współpraca tych elementów wprowadza bardzo niskie siły ścinające, co przekłada się na minimalny wpływ na strukturę pompowanego produktu.
bezpulsacyjny i równomierny przepływ – konstrukcja pompy gwarantuje równomierne podawanie medium przy minimalnej pulsacji.
wysoka zdolność samozasysania – maksymalna teoretyczna zdolność samozasysania w pompach śrubowych dochodzi do 8,5 m słupa wody.
przepływ wprost proporcjonalny do prędkości obrotowej silnika – proporcjonalność wydajności pompy do jej prędkości obrotowej upraszcza proces regulacji parametrów pompy.
możliwość zmiany kierunku przepływu – pompy śrubowe charakteryzują się pełną odwracalnością kierunku przepływu.
wysoka wydajność tłoczenia – pompy śrubowe mogą osiągać wydajności tłoczenia do 500 m3/h. Dobra szczelność pomiędzy rotorem i statorem podczas transportu cieczy pozwala na osiągnięcie dużej sprawności zarówno mechanicznej jak i objętościowej. Większość pomp śrubowych może pracować z maksymalnym ciśnieniem do 24 barów, co zapewnia odpowiednią wysokość podnoszenia.
prosta konstrukcja – pompa śrubowa składa się z zaledwie trzech głównych elementów, są to: stator, rotor w kształcie śruby oraz uszczelnienie mechaniczne. Takie uproszczenie konstrukcji pozwala na ułatwienie polityki magazynowej dotyczącej przechowywania części zamiennych oraz sporządzanie harmonogramu konserwacyjnego.
konstrukcja bezzaworowa – jedną z zalet pomp śrubowych jest konstrukcja, w której nie występują dodatkowe zawory umożliwiające przepływ cieczy w pompie. Przekłada się to na wysoką kulturę pracy pompy, bezpulsacyjny przepływ i dużą niezawodność.
oszczędności – pompy śrubowe charakteryzują się atrakcyjnym poziomem cenowym w porównaniu z innymi technologiami pompowymi, co pozwala na zmniejszenie nakładów inwestycyjnych.
Wady pomp śrubowych:
obniżona żywotność gumowych statorów – przy temperaturze medium powyżej 80 °C.
„puchnięcie” statora podczas mycia pompy – przemysły higieniczne muszą liczyć się z wydłużonymi przestojami związanymi z myciem pompy, co związane jest „puchnięciem” gumowego statora pod wpływem podwyższonej temperatury mycia. Przed ponownym rozruchem pompy, często konieczne jest odczekanie od 1 do 2 godzin aby stator wrócił do swoich wymiarów optymalnych i umożliwił prawidłowe przetłaczanie produktu.
dłuższe wymiary montażowe – w porównaniu z innymi typami pomp wyporowych, takich jak pompy z elastycznym wirnikiem, krzywkowe, zębate czy sinusoidalne. Przy projektowaniu instalacji zawsze należy uwzględnić wolną przestrzeń, która pozwoli na demontaż rotora i statora pompy.
Szerokie zastosowanie pomp śrubowych w przemyśle
Przemysł mleczarski – produkcja masła, jogurtów, śmietany, serków twarogowych. Produkty w tym przemyśle, często charakteryzują się delikatną strukturą co czyni idealnym wyborem właśnie pompy śrubowe.
Przemysł chemiczny – pompowanie żywic, utwardzaczy, polimerów, farb na bazie wody, oleje, kwasy.
Przemysł petrochemiczny – wydobywanie surowej ropy naftowej ze złóż roponośnych. Pompowanie produktów ropopochodnych w rafineriach i innych zakładach związanych z przemysłem petrochemicznym.
Przemysł kosmetyczny i farmaceutyczny – pompowanie olejków, kremów, szamponów oraz mydła w płynie, transport żeli, kremów, emulsji, rozpompowywanie pojemników transportowych, transport produktów i półproduktów.
Browarnictwo i gorzelnictwo – pompowanie wina, piwa, soków, syropów, barwników i aromatów oraz drożdży. Pompy te będą również idealnym rozwiązaniem do transportu odwodnionych osadów poprodukcyjnych.
Przemysł spożywczy – transport produktów lepkich, zwierających cząstki stałe, dozowanie, pompowanie moszczu fermentacyjnego, pulpy owocowej, miodu. Dozowanie majonezu, przecieru pomidorowego, ketchupu, musztardy, sosów, tłuszczów oraz soków, produkcja żywności dla zwierząt (PET Food).
Oczyszczanie wody – dozowanie polimerów, flokulantów, wody demineralizowanej, polielektrolitów oraz różnego rodzaju chemikaliów w oczyszczalniach ścieków. Pompy ślimakowe znajdują również zastosowanie jako zasilanie pras filtracyjnych.
Przemysł oczyszczania ścieków – transport mediów o małej i dużej lepkości, transport ścieków, osadów, polimerów
Przemysł papierniczy i celulozowy – pompowanie szlamów mineralnych (kaolin, talk, bentonit, dwutlenek tytanu), spoiw (AKD, PVA, CMC, lateks), dodatków (dyspersanty, rozjaśniacze optyczne), barwniki, dwutlenek tytanu, polimery.
Przemysł mięsny – mięso mielone, żywność dla zwierząt, MSM, tłuszcze, enzymy.
Przemysł cukierniczy – miody, glukoza, sacharoza, syropy, likiery, skrobia.
Przemysł farbiarski – pompowanie półproduktów i farb gotowych.
Nie jesteś pewien, która pompa jest dla Ciebie odpowiednia? Skontaktuj się z naszymi ekspertami!
Na co zwrócić uwagę przy doborze pompy śrubowej
Aby prawidłowo dobrać pompę śrubową należy rozważyć kilka kwestii. W pierwszej kolejności należy obliczyć spadki ciśnienia na rurociągu ssawnym i tłocznym dla podanej lepkości medium oraz wydajności pompy. Do obliczeń niezbędne będą w tym przypadku informacje o średnicy rurociągów, liczby kolan i przewężeń, dodatkowych urządzeniach zamontowanych w instalacji jak filtry, wymienniki ciepła i inne. W każdym z powyższych aspektów firma Tapflo służy wsparciem, aby zagwarantować prawidłową pracę pompy. Na dobór prawidłowej prędkości obrotowej wpływają również własności reologiczne cieczy – jak to czy medium zachowuje się jak ciecz newtonowska, tiksotropowa czy pseudoplastyczna.
W każdym z powyższych aspektów eksperci z Tapflo służą wsparciem – dobierzemy odpowiednie urządzenie i zapewnimy prawidłową pracę pompy.
spadki ciśnienia na rurociągu ssawnym i tłocznym,
rodzaj medium – przede wszystkim jego lepkość,
docelowa wydajność pompy,
informacje dotyczące armatury w instalacji.
Akcesoria do pomp ślimakowych
Akcesoria do pomp śrubowych dobieramy zależnie od wymogów klienta. Najczęściej stosowane są:
dodatkowe czujniki zabezpieczające – oraz inna automatyka sterująca przepływem lub ciśnieniem.
wózki – pozwalające na przemieszczanie agregatu pompowego w różne miejsca zakładu produkcyjnego.
zbiorniki buforowe – dodatkowa opcja stosowana w przypadku uszczelnień podwójnych. Pozwala na rezygnację z dodatkowych rurociągów serwisowych. Zapewnia dopływ cieczy buforowej w miejscu instalacji pompy.
przemienniki częstotliwości – zwane potocznie falownikami, niezbędne w zastosowaniu przy chęci osiągnięcia szerokich zakresów prędkości obrotowych pompy.
zawory – przekierowujące przepływ CIP (Clening in Place) podczas procedury mycia pompy śrubowej.
Od czego zależy cena pompy śrubowej?
Im trudniejsza aplikacja, tym większe wymagania jakie są stawiane pompie. Dostosowanie konstrukcji pompy do mediów abrazyjnych będzie wymagało zastosowania stali specjalnych do produkcji rotora, jak również utwardzanie jego powierzchni, co bezpośrednio przekłada się na cenę. Media krystalizujące przy kontakcie z atmosferą lub niebezpieczne, stwarzają konieczność zastosowania podwójnych uszczelnień mechanicznych. Podwójne uszczelnienia podwyższają nie tylko inwestycyjny koszt pompy, ale również wymagają zapewnienia dopływu cieczy buforowych, a wraz z nimi doprowadzenia dodatkowych rurociągów z cieczą serwisową.
Dla zagwarantowania kompatybilności chemicznej z pompowanym medium, konieczny jest odpowiedni dobór elastomerowego statora. Różne wykonania materiałowe różnią się od siebie cenowo, ale z zasady, im pompowane medium jest bardziej agresywne chemiczne, tym droższy będzie stator, aby zagwarantować jego optymalną żywotność. Cena samej pompy będzie również zależna od dodatkowej automatyki i wymaganych akcesoriów.
Konserwacja i czyszczenie pomp śrubowych
Czyszczenie i mycie ma zastosowanie głównie do pomp śrubowych higienicznych. Konstrukcja pomp śrubowych higienicznych pozwala na ich łatwą konserwację, wymianę części zamiennych oraz czyszczenie. Podczas procedur konserwacyjnych należy zawsze upewnić się, że Operator nie wejdzie w kontakt z pompowanym medium lub innymi substancjami niebezpiecznymi.
Standardowe części ulegające normalnemu zużyciu to:
- uszczelnienia mechaniczne,
- rotor,
- stator.
Należy pamiętać o stosowaniu oryginalnych części, gwarantujących odpowiednią certyfikację do przemysłu produkcji żywności, farmaceutycznego lub kosmetycznego. Jeśli urządzenie jest w użyciu nieprzerwanie przez 8 godzin dziennie, 5 dni w tygodniu, należy sprawdzić:
- całkowitą szczelność pompy i zewnętrznych systemów (smarowanie) (raz w tygodniu),
- dopasowanie połączeń elektrycznych (raz na miesiąc),
- zakotwiczenie (raz na rok),
- zasilanie silnika i czystość kratki wentylacji napędu (raz na miesiąc),
- stan przewodów źródła zasilania (raz na rok),
Ważne aby codziennie sprawdzać uszczelnienie mechaniczne pod kątem wykrycia potencjalnego wycieku. Jakiekolwiek ślady cieczy w okolicy uszczelnienia mechanicznego powodują konieczność jego wymiany.
Zaleca się przechowywanie wszystkich gumowych elementów w chłodnym miejscu, z dala od światła, w celu uniknięcia uszkodzenia promieniowaniem UV.
Podsumowanie
Pompy śrubowe mają swoje zasłużone miejsce w wielu gałęziach przemysłu i są szeroko rozpowszechnione na całym świecie z uwagi na ich zdolność do pompowania trudnych mediów i szeroką gamę zalet, którymi się charakteryzują. Wybór tego pomp ślimakowych pozwala nie tylko na optymalizację procesu produkcji, ale także na obniżenie kosztów operacyjnych i zwiększenie bezpieczeństwa procesu. Firma Tapflo służy pomocą na każdym etapie doboru i zakupu pomp, jak również obsługą gwarancyjną i pogwarancyjną.
