容積式ポンプガイド: シングルスクリューポンプ、選択とメンテナンス

江蘇省の下水処理場では、摩耗した遠心ポンプのインペラを 8 週間ごとに交換していました。スラッジは 4% ～ 6% の固形分を含み、ポリマー添加後に粘度が急激に上昇しました。メンテナンス チームが容積式ポンプ、特にシングル スクリュー プログレッシブ キャビティ ユニットに切り替えたとき、交換間隔は数週間から数か月になりました。これが、流体を速度によって動かすことと、閉じ込められた体積によって動かすことの実際的な違いです。容積式ポンプは一定量の液体を捕捉し、回転またはストロークごとにシステム内に押し出すため、粘度、圧力、または固形分含有量が変化しても流量はほぼ一定に保たれます。

容積式ポンプとは何ですか?またその仕組みは何ですか?

容積式ポンプは、チャンバー内に一定の容積をトラップし、その容積を吐出ラインに押し込むことによって流体を移動させます。チャンバーは拡張して液体を引き込み、入口を密閉してから、収縮または回転して液体を押し出します。ポンプは遠心力に依存しないため、その流量は吐出圧力にほとんど依存しません。吐出ラインが部分的に詰まった場合、圧力解放装置が作動するかコンポーネントが故障するまで、ポンプはその抵抗に抗おうとします。このため、容積式ポンプにはリリーフバルブ、トルク制限カップリング、または圧力フィードバックを備えた可変周波数ドライブが必要です。

2 つの主要なファミリーは、往復ポンプと回転ポンプです。往復ポンプは、前後に動くピストン、プランジャー、またはダイヤフラムを使用します。ロータリー ポンプは、回転するギア、ローブ、ネジ、ベーン、またはプログレッシブ キャビティを使用します。一軸スクリュー ポンプはプログレッシブ キャビティ ポンプと呼ばれることがあり、回転容積式ポンプに属します。ヘリカルゴムステーターの内側で回転するヘリカルローターを使用して、吸入から吐出まで連続的に移動する密閉キャビティを作成します。この設計は、他の多くの容積式タイプよりも脈動が少なく、研磨スラリー、高粘度ペースト、せん断に敏感なエマルジョンを処理します。

容積式ポンプの種類と単軸スクリューポンプが適合する場所

往復ポンプには、ダイヤフラム モデル、ピストン モデル、およびプランジャ モデルが含まれます。これらは、計量、計量、高圧洗浄で一般的です。ロータリー ポンプには、ギア ポンプ、ローブ ポンプ、ベーン ポンプ、蠕動ポンプ、およびスクリュー ポンプが含まれます。それぞれの圧力、流量、固形物耐性、メンテナンスコストのバランスが異なります。ギアポンプはコンパクトで清浄な潤滑液に適していますが、研磨粒子は嫌います。ローブポンプは固体を優しく扱いますが、タイミングギアとより厳しいクリアランスが必要です。蠕動ポンプは滅菌液体や腐食性液体の処理に優れていますが、ホースは消耗品です。

一軸スクリューポンプは、有用な中間点を占めます。これらは繊維状および研磨性のスラリーを処理し、比較的低速で動作し、滑らかで脈動のない流れを生成します。プログレッシブキャビティポンプでは、ローターとステーターが一連の密閉キャビティを形成し、ローターが回転するにつれて軸方向に進みます。この形状により、ポンプは製品を乳化したり損傷したりすることなく、濃厚なスラッジ、紙パルプ、食品ペースト、化学スラリーを移動させることができます。ステータの壁の厚さをより均一にする必要があるアプリケーションの場合、 等肉厚設計 熱放散を改善し、要求の厳しいデューティサイクルでの耐用年数を延ばすことができます。

H型プログレッシブキャビティポンプ H タイプのプログレッシブ キャビティ ポンプは、精密な製造技術と高度な構造設計を採用しており、使用中に非常に高い安定性を維持できます。 製品を見る→

H タイプのプログレッシブ キャビティ ポンプは、中程度の圧力と信頼性の高い固体処理が必要な一般的な産業用移送によく選択されます。一般的なプラントのレイアウトに適合するフランジ、ドライブ、ベースプレートとうまく連携します。流体に微細な固体が含まれている場合や、丁寧な取り扱いが必要な場合には、T 型または W 型のねじ形状の方がフィット感が優れている場合があります。重要なのは、パイプ サイズだけで選択するのではなく、ローターとステーターの形状を実際の粒子サイズ、粘度、温度に一致させることです。

容積式ポンプの選択基準

選択はポンプ曲線ではなく流体から始まります。ポンプ温度での粘度、比重、固形分含有量、粒径と形状、pH、温度範囲、製品がせん断に敏感かどうかが必要です。次に、流量、吸引揚程、吐出圧力、連続使用または断続使用、洗浄方法などのプロセス要件を追加します。圧力に対して大きすぎるポンプはコストが高くなり、摩耗が早くなる可能性があります。一方、小さすぎるポンプは高速で動作し、ステータの寿命が短くなります。

下の表は、一般的なポンプ技術の一般的な粘度取り扱い範囲を比較したものです。実際の制限はポンプのサイズ、速度、温度、材料の選択によって異なるため、これは最終的な選択ツールではなく出発点として意図されています。

このグラフは明確な傾向を示しています。粘度が上昇すると遠心ポンプの効率は急速に低下しますが、容積式設計では流体が移動し続けます。ダイヤフラムポンプとギアポンプは広い中間範囲をカバーしますが、プログレッシブキャビティポンプはさらにペースト状で高粘度の製品まで拡張します。これは、シングル スクリュー ポンプが常に最良の答えであるという意味ではありません。高流量のクリーンで低粘度の流体の場合は、遠心ポンプの方が経済的である可能性があります。大きな固体を含む研磨スラリーの場合は、異なるローター/ステーター形状またはローブ ポンプが適切な場合があります。実際的な結論は、モデルを比較する前に、最初に流体を定義し、次に粘度と固体データを使用してポンプ ファミリを絞り込むことです。

容積式ポンプのアプリケーションシナリオ

環境水処理は最大の応用分野の 1 つです。一軸スクリューポンプにより、一次汚泥、二次汚泥、濃縮汚泥、薬品スラリーを目詰まりすることなく移送します。化学プラントでは、ポリマーを注入し、懸濁液を移動し、標準的な遠心羽根車に損傷を与える可能性のある液体を処理します。製紙工場やパルプ工場では、原料、コーティング、廃水の流れにこれらを使用しています。食品および医薬品の生産では、ソース、シロップ、クリーム、発酵ブロスを丁寧に取り扱うことが重要です。石油化学およびエネルギー用途には、油スラッジ、掘削泥水、燃料移送などがあります。

移動式の現場やスペースに制約のある現場では、トラックに搭載されたプログレッシブ キャビティ ポンプがよく使用されます。これらのユニットはトレーラーまたはトラックの荷台に組み込まれているため、ラグーン、タンク、一時保管場所の間を移動できます。プロセスでバルク移送ではなく正確な投与が必要な場合は、ディスペンスバルブを追加できます。等しい肉厚のスクリューポンプの場合、アプリケーションの焦点は高圧または高温の用途に集中する傾向があり、そうしないとステーターの変形や熱の蓄積により耐用年数が短くなる可能性があります。典型的な産業には、化学処理、石油とガス、産業廃水の濃縮などがあります。

等肉厚スクリューポンプ このスクリューポンプは優れた自吸能力を備えており、水を媒体として、最大3〜5メートルまで吸引します。固体粒子液体の搬送：固体粒子を含む液体を搬送できます。 製品を見る→

これらの環境向けに指定する場合は、エラストマーの選択、ローターのコーティング、シールの配置に注意してください。ニトリル、EPDM、フルオロエラストマーのステーターは、油、酸、熱水中では異なる動作をします。ハードクロムまたはセラミックコーティングされたローターは、研磨作業での摩耗を軽減します。メカニカル シール、パックド グランド、リップ シールには、それぞれ圧力、温度、空運転に対する許容差が異なります。

容積式ポンプのメンテナンスおよびスペアパーツ

プログレッシブキャビティポンプの摩耗パターンは予測可能です。ゴムは回転するたびに曲がり、しまりばめが徐々に失われるため、通常、ステータは性​​能の低下を示す最初の部品です。症状としては、流量の低下、同じ速度でも吐出圧力の上昇、滑り、振動の増加などがあります。ローターは、特に研磨スラリー中でクロム表面が摩耗する可能性があります。エクステンションシャフト、カップリングロッド、ユニバーサルジョイントにもトルクがかかるため、疲労や緩みがないか検査する必要があります。

スペアパーツの計画は、カレンダー時間だけではなく、デューティ サイクルに基づいて行う必要があります。研磨スラッジで 1 日 24 時間稼働するポンプでは、数か月ごとにステータ検査が必要になる場合がありますが、クリーンな化学物質移送用途では、シールチェックのみで何年も稼働する場合があります。ダウンタイムのコストが高い場合は、予備のステータ、ローター、延長シャフトを現場に保管してください。交換部品が元の性能と一致するように、ポンプのシリアル番号、ローターとステーターの形状、エラストマーの種類を記録します。

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再組み立て中は、ローターとステーターの潤滑が重要です。多くの取り付け業者は、数秒以内にゴムが破れてしまう可能性がある乾燥始動を避けるために、互換性のあるグリースまたは石鹸溶液を使用しています。吸入ラインに漏れがないか、吐出リリーフバルブが正しく設定されているかを確認してください。ポンプに可変周波数ドライブが搭載されている場合は、最低速度でも適切な冷却が提供されること、および最大圧力がステーター定格を超えていないことを確認してください。流量、圧力、振動の測定値を含む簡単なメンテナンス ログにより、部品が故障する前に摩耗傾向が明らかになります。

容積式ポンプのメーカーまたはサプライヤーの選び方

すべてのプロジェクトにカスタム ポンプが必要なわけではありませんが、ほとんどの産業用バイヤーは、カタログ ページを超えてアプリケーションを理解しているメーカーから恩恵を受けています。優良な容積式ポンプのサプライヤーは、見積もりの​​前に流体データ、デューティ サイクル、および現場の条件を尋ねます。卸売業者や商社は標準モデルに競争力のある価格を提供する場合がありますが、多くの場合、技術サポートとスペアパーツの入手可能性が総所有コストを決定します。一軸スクリューポンプの場合は、社内でゴム配合、ローター加工、テスト能力を備えたメーカーを探してください。

中国の江蘇省に本拠を置くJingjiang Meia Pump Industryは、水処理、化学薬品、紙パルプ、食品、製薬、石油化学、エネルギー用途向けの一軸スクリューポンプと互換性のあるスペアパーツを製造しています。同社は、G タイプ、H タイプ、K タイプ、P タイプ、S タイプ、T タイプ、W タイプ、B タイプの直結式、等肉厚、トラック搭載型のプログレッシブ キャビティ ポンプと、ステータ、ローター、エクステンション シャフトを提供しています。そのサービスには、江蘇、浙江、上海では 24 時間のオンサイト対応、その他の地域では 72 時間のオンサイト対応が含まれます。海外からのバイヤーにとって、港に近い立地は輸出物流とコンテナ積み込みをサポートします。

サプライヤーを比較する場合は、材料証明書、寸法レポート、および実行テスト データを要求してください。ステーター エラストマーが化学薬品や温度への曝露に適合していることを確認します。ローター表面がハードクローム、ステンレス、または摩耗コーティングされているかどうかを確認してください。サプライヤーが保証請求をどのように処理するか、販売するモデルのスペアパーツを在庫しているかどうかを尋ねてください。完全なポンプと交換部品の両方を提供できるサプライヤーは、ステーターまたはローターが摩耗寿命に達したときに長いダウンタイムが発生するリスクを軽減します。

容積式ポンプに関するよくある質問

容積式ポンプは何に使用されますか?

容積式ポンプは、遠心ポンプでは粘度が高すぎる流体、せん断の影響を受けやすい流体、または固形物が多すぎる流体に使用されます。一般的な用途には、スラッジの移送、化学薬品の投与、食品ペーストの処理、紙の原料、油スラッジなどがあります。吐出圧力が変化しても流量を一定に保つ必要がある場合にも使用されます。

一軸ネジポンプは容積式ポンプですか?

はい。一軸スクリュー ポンプはプログレッシブ キャビティ ポンプとも呼ばれ、回転式容積式ポンプです。らせん状のローターとステーターの間に形成されたキャビティ内に流体を捕捉し、それらのキャビティを軸方向に移動させて排出します。このため、研磨性の高い媒体や高粘度の媒体に最適です。

容積式ポンプと遠心ポンプの違いは何ですか?

遠心ポンプは流体に運動エネルギーを加え、圧力に変換します。流量は粘度とシステム抵抗によって変化します。容積式ポンプは一定の容積を捕捉して押し出すため、圧力に関係なく流量はほぼ一定です。通常、遠心ポンプはクリーン、低粘度、高流量の用途に適しています。容積式ポンプは、粘性のある流体、せん断に敏感な流体、または固体を含む流体に適しています。

自分のプロセスに容積式ポンプを選択するにはどうすればよいですか?

まずは粘度、固形分、粒径、温度、pH、せん断感度から始めます。次に、流量、吸引条件、吐出圧力、デューティ サイクルを定義します。これらのデータを使用してポンプ ファミリを選択し、ローターとステーターの形状、エラストマー、ローター コーティング、シール、ドライブを適合させます。アプリケーションの経験があるメーカーまたはサプライヤーは、サイズの過大または過小を回避するのに役立ちます。

容積式ポンプは遠心ポンプの汎用的な代替品ではありませんが、遠心設計では効率的に処理できない問題を解決します。流体が濃厚、摩耗性、せん断に敏感、または呼び水が難しい場合、トラップボリューム操作により安定した流れと予測可能なメンテナンスが実現します。シングルスクリュープログレッシブキャビティポンプは、特に適切なステーターエラストマー、ローターコーティング、およびスペアパーツプランと組み合わせた場合、そのファミリー内で最も多用途なオプションの 1 つです。プラント エンジニア、メンテナンス マネージャー、調達スペシャリストのいずれであっても、同じルールが適用されます。つまり、流体を定義し、材料を検証し、ポンプの耐用年数全体をサポートするメーカーまたはサプライヤーを選択する必要があります。