Техника на пневматичния „мотор“ при мембранните помпи

 Не е изненада гледката на техник с гумен чук в ръцете, който удря по тялото на блокирала мембранна помпа. Такъв похват за справяне с проблема е явен индикатор за недостатъците на устройството, а несъвършената конструкция предизвикват подобни неуместни реакции, тъй като отделът по поддръжка не може да прогнозира кога помпата пак ще блокира.
Надеждността на мембранните помпи може да бъде критична за работата на предприятието, независимо дали става дума за преработвателна промишленост или производство на индустриални продукти. Въпреки това, в много заводи се гледа на мембранните помпи като на консуматив и се инвестира в ниско функционални изделия. Като се има пред вид, че покупната цена представлява само 5% от общите разноски по експлоатацията, то ползването на неподходяща помпа може да доведе до сериозни разходи.
Има много различни причини, които възпрепятстват нормалното функциониране на помпата: тежки работни условия, неподходящ избор на модел, характеристиките на флуида, лошо качество на сгъстения въздух, утечки на въздух, твърди примеси, включително износване и повреди. Все пак, трите най-често срещани проблема – обледеняване, блокиране и ниска ефективност – почти винаги се дължат на несполучливо проектиране на пневматичния разпределител, който играе ролята на мотор за помпата.

Надеждността на помпата може да е критична за работата на предприятието

ПРОБЛЕМ: ОБЛЕДЕНЯВАНЕ
Обледеняването е хроничен проблем за много приложения и често причинява спиране на помпата. Ефект на обледеняване се наблюдава когато сгъстеният въздух рязко се разширява при пад на налягането, т.е. при връщане към атмосферното налягане. Процесът предизвиква силно понижаване на температурата и замръзване на влагата във въздуха. Достигат се стойности до -30⁰C, което причинява натрупване на лед и запушване на разпределителя и шумозаглушителя. Образувалият се лед блокира помпата докато околната температура или други устройства не го разтопят. В много случаи се прилагат мерки за допълнително външно загряване, но тези усилия затрудняват екипа по поддръжката и изискват извънредни ресурси.
Доброто решение е да се изпуска въздуха възможно най-близо след работните камери. Не бива освободеният въздух да преминава през критичните компоненти на мотора, какъвто е разпределителят. В такива случаи обледеняването забавя или напълно спира помпата. Вместо това, най-ефективните конструкции на пазара днес, елиминират натрупването на лед като предпазват основния вентил от студения въздух. Използват се компоненти, с които се освобождава налягането далеч от разпределителя и значително се увеличава надеждността на помпата, като същевременно отпада необходимостта от външно загряване.

ПРОБЛЕМ: БЛОКИРАНЕ
Много от помпите на пазара днес не гарантират устойчива работа, въпреки че производителите често рекламират продуктите си като „не блокиращи“. Най-точна представа за потенциален проблем може да се получи от устройството на пневматичния разпределител. Конвенционалните вентили се характеризират с „балансирана“ конструкция, при която плунжерът е симетричен. В този случай е възможно в определен момент плунжерът да заседне в междинно положение. Когато налягането от двете страни е еднакво, силите се уравновесяват, и това причинява спиране на помпата. За доста модели този ефект се проявява и при рестартиране, понеже при спиране на помпата налягането се изравнява, и моторът трудно се привежда отново в действие.
Най-добрите мембранни помпи понастоящем елиминират засядането като прилагат „небалансиран“ механизъм. При тази конструкция плунжерът има различен диаметър на буталата от двете страни и така се създава разлика в силите при изравнено налягане. Тъй като плунжерът винаги се стреми към едното от крайните си положения, няма условия да заседне в центъра и да блокира помпата, дори и при ниско захранващо налягане. В резултат, по-отчетливото превключване на небалансираните вентили, намалява загубите от престой в производството.   

Иновативните конструкции значително подобриха надеждността на помпите

ПРОБЛЕМ: НИСКА ЕФЕКТИВНОСТ
Зле проектираните изделия обикновено имат ниска ефективност. При мембранните помпи това означава лошо работещи уплътнения и вентили. Много производители използват плунжер с о-пръстени, но тази конструкция най-често лесно се износва, получават се утечки на въздух, и в крайна сметка се намалява ефективността. Утечки има и при плунжерите с уплътняване метал в метал. Тук няма износващо се уплътнение, а плунжерът е с точно изработен размер за да пасва плътно в корпуса с минимална хлабина. Неизбежната утечка е при състояние на затворен изпускателен клапан на помпата (dead-head), и отново резултатът е ниска енергийна ефективност.
Купувачите трябва да бъдат внимателни, когато търсят продуктивни решения. Всички производители днес рекламират високо ефективни помпи, но разликите в производителността между отделните конкурентни марки може да надхвърли 40%.
За най-добрите мембранни помпи се използват плунжери с U-маншети, за предотвратяване на утечките и постигане на максимална ефективност. В допълнение, където е възможно, уплътняващите повърхности се произвеждат от твърди материали (керамика), за да се удължи живота им. Използват се и покрития от специални материали за да се намали триенето или износването на елементите. Много производители прибягват до въглеродни или силициеви добавки, за да подсилят здравината, но пълнителите създават абразивни повърхности и съкращават живота на уплътненията. За качествените изделия се използват композиции от материали за едновременно постигане на здравина и подходяща повърхност.
Добрите технически характеристики спестяват стотици левове всяка година за всяка помпа.

БЪДЕЩИ ТЕХНОЛОГИИ
До неотдавна основната грижа на производителите на помпи беше повишаване на дебита, но това започна да се променя през последните няколко години. Индустрията стана много по-чувствителна към енергийните разходи и клиентите обръщат повече внимание на производителността и консумацията на сгъстен въздух. В бъдеще по-важно ще е оптимизирането на пневматичния мотор с оглед максимално използване на ресурсите.
Мембранните помпи все повече са очертават като подходящи за продължителни натоварвания, особено в преработвателната промишленост. Новите технологии и материали, както и по-добрите технически решения промениха нагласата, че мембранните помпи не са достатъчно ефективни. Иновативните конструкции забележително увеличиха надеждността, ефективността и полезния живот, и предлагат добра химическа съвместимост и устойчивост на абразивни флуиди.

_______________________________________________________________________________________________________________
Текстът е предоставен от Ingersoll Rand, производител и доставчик на широка гама продукти, услуги и технически решения, които повишават продуктивността и ефективността на индустриалното производство. За мембранните помпите ARO (част от Ingersoll Rand), се свържете с фирма ЛД ООД – официален дистрибутор за България.