一軸スクリューポンプの機能は何ですか?

の 3 つのコア機能 シングルスクリューポンプ

シングル スクリュー ポンプ (プログレッシブ キャビティ ポンプとも呼ばれる) は、次の 3 つの主要な機能を実行します。 粘性流体の計量流量 、 せん断に敏感な材料の低脈動搬送 、 and 多相混合物の自吸式上昇 。遠心ポンプとは異なり、一軸スクリューポンプは回転速度に正比例する一定の線形流量を供給します。 95%を超える体積効率 広い圧力範囲にわたって。

このユニークな性能により、石油・ガスから食品加工、廃水処理に至るまでの産業に欠かせないものとなっています。以下では、測定可能なデータと実際の例を使用して各機能を詳しく説明します。

機能 1: 高粘度流体の正確な計量と投与

一軸スクリューポンプは次のように機能します。 容積式計量装置 。吐出圧力に関係なく、回転ごとに一定の容積（0.005 リットルから 2,500 リットル以上）が排出されます。通常、流量精度は以下の範囲内に留まります ±0.5%～±1% 適切なサイズの場合。

現実世界の例: 油田でのポリマー注入

石油強化回収 (EOR) では、オペレーターは最大粘度のポリマー溶液を注入します。 10,000cP 。シングルスクリューポンプが正確に投与します 2.5L/分 ～の圧力に対して 40 バール (580 psi) . 遠心ポンプは 1,000 cP を超えると効率が低下し、直線的な投与量を維持できなくなります。 結果: 一貫したポリマー注入により、化学廃棄物が最大で削減されます。 年間15% ウェルパッドあたり。

• 粘度範囲: 1 cP ～ 1,000,000 cP （例：重質原油、糖蜜、汚泥）
• 流量直線性: R² > 0.999 モーター速度 10% ～ 100%
• 圧力能力: まで 48 バール (700 psi) シングルステージ、マルチステージバージョンでは、 240 バール (3,480 psi)

機能2: 低脈動、せん断敏感マテリアルハンドリング

一軸スクリューポンプの穏やかなポンピング動作は、その最も価値のある機能の 1 つです。ピストンポンプやローブポンプとは異なり、流体は乱流や急激な圧力スパイクなしに軸方向に移動します。せん断速度は通常、 200秒未満⁻¹ —低せん断混合に匹敵します。これにより、デリケートな素材の製品の完全性が維持されます。

せん断低減に関するデータ

ヨーグルト培養物 (せん断に敏感な体液) をポンプで汲み上げる制御されたテストでは、単軸スクリュー ポンプが維持されました。 生細胞数が95%以上 10時間の再循環後。同一条件下でのローブポンプは生存率を低下させた 72% 。フードプロセッサーにとって、これは保存期間が長くなり、製品の一貫性が向上することを意味します。

機能 3: 自吸式および多相混合物の上昇

単軸スクリューポンプは、サクションリフトから液体を最高の高さまで持ち上げることができます。 8.5 メートル (28 フィート) 乾燥条件下での水柱の存在、および 9.5メートル（31フィート） 下塗りしたとき。さらに重要なのは、気体、液体、固体の混合物を同時に処理することです。この機能は 多相ポンピング 。ガス体積分率 (GVF) は最大 80% ベーパーロックなしでも可能です。

実践例：下水スカムの汲み上げ

市の処理場では、スカムに次のような成分が含まれています。 40% 空気、55% 水、5% グリース/固体 。単軸スクリュー ポンプは、この混合物を DAF (溶解空気浮選) タンクから蒸解釜に移送します。 12m3/h . 遠心ポンプは 10 分以内にプライムを失いました 、 while diaphragm pumps clogged every 2 hours. The single screw pump ran for 2,000時間 故障することなく、メンテナンスコストを削減します。 8,000ユーロ/年 .

• 最大固体粒子サイズ: まで 15mm (ステーターのエラストマー硬度に応じて)
• 自吸式ドライラン時間: 通常 30～60秒 (適切な材料を選択した場合)
• 多相 GVF 制限: 0% ～ 80% 補助装置なし

FAQ: シングルスクリューポンプの機能に関するよくある質問

1. シングルスクリューポンプは空運転できますか?

はい、ただし次の場合に限ります 短い持続時間 (30 ～ 60 秒) 。ステーター (通常はエラストマー) には流体潤滑と冷却が必要です。長時間の空運転はステーターとローターに損傷を与えます。断続的な乾燥期間があるアプリケーションの場合は、次のように指定します。 高温エラストマー製のステーター (FKM または HNBR など) または空運転保護センサーを追加します。

2. 一般的な効率範囲はどれくらいですか?

シングルスクリューポンプが提供するもの 85% ～ 98% の体積効率 通常の動作条件下では。全体的な機械効率 (モーターとギアボックスを含む) の範囲は次のとおりです。 55%～75% 、 which is 遠心ポンプよりも 10 ～ 20% 高い 1,000 cP を超える粘度を取り扱う場合。

3. 流量は粘度によってどのように変化しますか?

渦巻ポンプとは異なり、 一軸スクリューポンプの流量は、粘度が変化してもほぼ一定に保たれます。 。粘度を 1,000 cP から 2,000 cP に倍加すると、流量の減少は 1,000 cP 未満になります。 2% 一定の速度で。そのため、温度によって飼料の粘度が変化する添加剤の投与に最適です。

4. これらの機能に影響を与える一般的な故障モードは何ですか?

1. ステータの摩耗 – 体積効率が低下します。典型的な寿命 4,000～8,000時間 研磨スラリー中で。
2. ローターの腐食 – 滑りと圧力損失につながります。 pH < 4 または > 10 の場合は 316SS または二相材料を使用してください。
3. ユニバーサルジョイントの故障 – 脈動を引き起こします。ごとに交換する 10,000～15,000時間 継続的なサービス中。

5. ステージあたりの最大圧力はどれくらいですか?

単段一軸スクリューポンプは通常、 6 ～ 12 bar (87 ～ 174 psi) 差圧。ステージが追加されるたびに、同様の圧力が加わります。などの高圧用途向け 逆浸透供給 (最大 40 bar) 、 use a 4-stage or 6-stage configuration. 各ステージには、1 組のローター/ステーター キャビティが含まれています。

選択ガイド: アプリケーションのニーズに合わせた機能

機能に適した一軸スクリューポンプを選択するには、以下の表に照らして 3 つのパラメータを評価します。

ほとんどの産業用途では、一軸スクリューポンプの組み合わせは、 計量精度、低せん断、多相機能 最も汎用性の高い容積式ポンプになります。 流体が遠心ポンプには濃すぎる場合、またはピストン ポンプには繊細すぎる場合、一軸スクリュー ポンプが機能的な解決策となります。