Дозувальні плунжерні насосні агрегати: точність і надійність
Дозувальні плунжерні насосні агрегати (часто позначаються як НД) являють собою тип об’ємних насосів, що гарантують високу точність і стабільність регульованого дозування рідин, включно з агресивними та нейтральними середовищами, у технологічних процесах.
Принцип роботи та регулювання подачі
Ключовим робочим елементом насоса-дозатора є плунжер — жорсткий стрижень, який здійснює зворотно-поступальний рух всередині робочої камери (дозувальної головки).
Об’ємна подача (швидкість подачі) регулюється двома основними способами:
- Зміною довжини ходу плунжера (поршня). Це здійснюється механічно, наприклад, за допомогою мікрометричного гвинта або спеціальних дільників.
- Зміною частоти (числа) ходів (робочих циклів). Регулювання в цьому випадку відбувається через налаштування електричної схеми керування насосом.
Як привід насосів-дозаторів найчастіше використовується механічний тип, що передає обертальний момент двигуна на зворотно-поступальний рух плунжера через кривошипно-шатунні механізми. Агрегати можуть бути обладнані запобіжними клапанами та пристроями для стравлювання повітря.
Сфери застосування плунжерних насосів
Завдяки здатності забезпечувати високу точність дозування при високому тиску, плунжерні насоси незамінні у критично важливих промислових процесах.
| Галузь | Приклади застосування |
|---|---|
| Нафтогазова та нафтопереробна | Дозування присадок (інгібіторів корозії, деемульгаторів) у трубопроводи, свердловини, дизельне паливо та бензин. |
| Хімічна промисловість | Точна подача реагентів, каталізаторів, токсичних або отруйних розчинів, кислот і лугів. |
| Водопідготовка та очищення стічних вод | Дозування флокулянтів, коагулянтів, дезінфікуючих засобів (гіпохлорит натрію). |
| Енергетика | Подача реагентів для обробки котлової води та мастильних масел. |
| Фармацевтика та харчова промисловість | Дозування в'язких середовищ, ароматизаторів і добавок. |
Відмінності плунжерних насосів від мембранних (діафрагмових)
Насоси-дозатори за конструкцією робочого органу поділяються на плунжерні та діафрагмові. Ключова відмінність між ними полягає у принципі герметизації та здатності працювати під тиском.
| Характеристика | Плунжерний насос | Мембранний насос |
|---|---|---|
| Герметичність | Неповна. Забезпечується ущільненнями плунжера; можливий зовнішній витік. | Повна. Робоче середовище відділене еластичною мембраною, витік виключено. |
| Абразивні середовища | Ущільнення схильні до зносу при роботі з абразивними частинками. | Стійкий, оскільки немає ущільнень, схильних до тертя. |
| Основне застосування | Високий тиск, висока точність, великий об'єм дозування. | Токсичні, високочисті, агресивні середовища, де критична повна герметичність. |
| Обслуговування | Потрібна регулярна заміна сальників/ущільнень плунжера. | Потрібна заміна мембрани. |
Переваги та недоліки дозувальних насосів НД
| Переваги (переваги) | Недоліки (обмеження) |
|---|---|
| Найвища точність дозування. | Потенційний зовнішній витік дозувальної рідини через сальникові ущільнення. |
| Здатність розвивати дуже високий тиск (незамінні в системах з високим протитиском). | Знос ущільнень при роботі з абразивними середовищами, що вимагає регулярного обслуговування. |
| Високий ККД та енергоефективність при дозуванні. | Непридатність для стерильних середовищ через ризик контакту рідини, що перекачується, з ущільненням. |
| Ефективна робота з в'язкими середовищами | Нерівномірність подачі (для одноплунжерних), яка усувається встановленням демпферів або використанням багатоплунжерних насосів. |
Особливості застосування двигунів: Загальнопромислові /Вибухозахищені
Насосний агрегат включає насосну частину, привід (двигун і передавальний механізм) та установчі елементи (раму, муфти). Вибір електродвигуна критично залежить від умов експлуатації та характеристик середовища, що перекачується (займистість, токсичність).
Загальнопромислові двигуни (IP54/IP55)
- Застосовуються в середовищах, де відсутній ризик утворення вибухонебезпечних концентрацій парів, газів або пилу.
- Можуть використовуватися, якщо насосний агрегат знаходиться в зоні, класифікованій як безпечна, або якщо середовище, що перекачується, не є вибухонебезпечним.
В умовних позначеннях дозувальних агрегатів загальнопромисловий двигун позначається буквою А (Приклад: НД 1,0- 40/630 К 14 А).
Вибухозахищені двигуни (Ex-виконання)
- Обов’язкові для встановлення на агрегати, що працюють у потенційно вибухонебезпечних зонах (за класифікацією ПУЕ-2017 або ATEX/IECEx), наприклад, на нафтопереробних або хімічних виробництвах.
- Мають спеціальну конструкцію (наприклад, вибухонепроникну оболонку Ex d), що виключає контакт вибухонебезпечної суміші з іскристими або нагрітими частинами.
- Потрібні, навіть якщо рідина, що перекачується, не небезпечна, але сам насос встановлений у зоні, де можуть накопичуватися пари або гази від інших джерел.
- Застосування такого двигуна є суворою вимогою безпеки, що визначається класифікацією зони.
В умовних позначеннях дозувальних агрегатів вибухозахищений двигун позначається буквою В (Приклад: НД 2,5- 63/400 К 24В).