Transport wody czy innych cieczy o niewielkiej lepkości zazwyczaj nie sprawia większych problemów. Sytuacja wygląda inaczej, gdy w instalacji pojawia się agresywna chemia, olej, chłodziwo, farba, klej, zawiesina albo medium zawierające cząstki stałe. Wtedy przypadkowy dobór pompy może szybko prowadzić do spadku wydajności, przyspieszonego zużycia elementów, problemów z uszczelnieniem, a nawet nieplanowanych przestojów.
Dlatego wybór pompy przemysłowej warto rozpocząć nie od konkretnego modelu urządzenia, ale od dokładnego określenia właściwości medium oraz warunków, w których będzie pracować instalacja. Dopiero na tej podstawie można zdecydować, jaka konstrukcja pompy, materiały wykonania i parametry robocze będą odpowiednie.
Najpierw medium, później pompa
Jednym z najczęstszych błędów jest dobieranie urządzenia wyłącznie na podstawie wymaganej wydajności. Informacja, ile litrów cieczy trzeba przetłoczyć w ciągu minuty lub godziny, jest oczywiście istotna, ale nie wystarcza.
Znaczenie ma przede wszystkim rodzaj samego medium. Inaczej zachowuje się rzadka ciecz technologiczna, inaczej gęsty olej, a jeszcze inaczej zawiesina, w której znajdują się drobne cząstki stałe. Trzeba też uwzględnić agresywność chemiczną substancji, jej temperaturę, lepkość, skłonność do pienienia czy ścierania elementów mających z nią kontakt.
Szczególnej uwagi wymagają media wrażliwe na ścinanie. Zbyt intensywna praca elementów pompy może wpływać na ich strukturę, dlatego w takich przypadkach ważny staje się nie tylko sam przepływ, ale także sposób przemieszczania cieczy przez urządzenie.
Lepkość może znacząco zmienić warunki pracy
Parametry katalogowe pompy najłatwiej osiągnąć podczas transportu cieczy o stosunkowo niewielkiej lepkości. Jeżeli medium jest gęste, opory przepływu wzrastają. Ma to wpływ zarówno na rzeczywistą wydajność urządzenia, jak i na straty ciśnienia w całej instalacji.
Dlatego przy doborze pompy do oleju, kleju, farby, żywicy czy innego gęstego medium nie powinno się traktować maksymalnej wydajności podanej dla urządzenia jako wartości, którą automatycznie uda się uzyskać w konkretnej instalacji.
Znaczenie ma również długość i średnica przewodów, liczba kolan, zaworów i innych elementów armatury oraz różnica wysokości pomiędzy miejscem pobierania a punktem odbioru medium. Pompa powinna więc być dobierana jako część całego układu, a nie jako osobne urządzenie.
Agresywność chemiczna a materiały wykonania pompy
Przy pompowaniu kwasów, zasad, rozpuszczalników i innych substancji chemicznych szczególnie ważna staje się odporność materiałowa.
Nie wystarczy stwierdzić, że urządzenie jest przeznaczone do przemysłu chemicznego. Trzeba sprawdzić, z jakiego materiału wykonane są elementy mające bezpośredni kontakt z medium. Dotyczy to korpusu, membran, zaworów, kul, gniazd i uszczelnień.
Materiał odpowiedni dla jednej substancji nie musi być właściwy dla innej. Co więcej, odporność chemiczna może zależeć również od temperatury oraz stężenia transportowanego związku. Z tego względu dobór materiałów powinien wynikać z rzeczywistych parametrów procesu.
Co w przypadku cieczy z cząstkami stałymi?
Osad, szlam, pigmenty czy inne zawiesiny stanowią dodatkowe wyzwanie dla układu pompowego. Cząstki znajdujące się w cieczy mogą powodować przyspieszone zużycie współpracujących ze sobą elementów albo prowadzić do blokowania kanałów przepływowych.
Przed doborem urządzenia warto więc określić nie tylko rodzaj medium, ale również wielkość i udział cząstek stałych.
W takich zastosowaniach często rozważa się pompy membranowe. Ich konstrukcja pozwala wykorzystywać je do transportu szerokiej grupy mediów, w tym cieczy zawierających cząstki stałe czy substancji o właściwościach ściernych. Nie oznacza to jednak, że każda pompa membranowa nadaje się do dowolnej zawiesiny. Nadal trzeba uwzględnić budowę konkretnego modelu oraz warunki pracy instalacji.
Kiedy warto rozważyć pompę membranową?
Pompy membranowe znajdują zastosowanie tam, gdzie standardowe rozwiązania mogą mieć problem z właściwościami transportowanego medium. W zależności od wykonania mogą być wykorzystywane do tłoczenia m.in. substancji chemicznych, olejów i smarów, chłodziw, farb, lakierów, klejów, zawiesin oraz cieczy procesowych.
Ich ważną cechą jest oddzielenie mechanizmu napędowego od transportowanego medium za pomocą membrany. W klasycznych pneumatycznych pompach dwumembranowych ruch membran powoduje naprzemienne zasysanie i tłoczenie cieczy.
Dzięki temu tego rodzaju urządzenia są stosowane w bardzo różnych gałęziach przemysłu. Przykładem są pompy Tapflo dostępne w różnych wykonaniach materiałowych, co pozwala dopasować rozwiązanie do właściwości konkretnego medium i warunków procesu.
Pompa membranowa może być szczególnie interesującym rozwiązaniem również wtedy, gdy instalacja wymaga samozasysania, regulowania wydajności albo okresowej pracy w trudniejszych warunkach. Ostateczna decyzja powinna jednak wynikać z analizy całego procesu.
Wydajność i ciśnienie trzeba rozpatrywać razem
Dwa podstawowe parametry pojawiające się przy wyborze pompy to wydajność oraz wymagane ciśnienie tłoczenia. Nie należy jednak analizować ich oddzielnie.
Pompa musi pokonać opory, które powstają w całej instalacji. Im dłuższy przewód, większa lepkość cieczy i więcej elementów powodujących miejscowe straty ciśnienia, tym trudniejsze stają się warunki pracy.
W praktyce oznacza to, że urządzenie o wysokiej maksymalnej wydajności nie zawsze będzie najlepszym wyborem. Znacznie ważniejsze jest ustalenie, czy osiągnie potrzebny przepływ przy rzeczywistych oporach konkretnego układu.
Nie warto też dobierać pompy ze zbyt dużym zapasem. Przewymiarowanie może oznaczać wyższy koszt zakupu i mniej korzystne warunki eksploatacji, nie dając w zamian realnych korzyści technologicznych.
Znaczenie ma również sposób zasilania
W wielu zakładach przemysłowych dostęp do instalacji sprężonego powietrza sprawia, że naturalnym wyborem stają się pneumatyczne pompy membranowe. Ich konstrukcja jest stosunkowo prosta, a wydajność można regulować poprzez parametry zasilania powietrzem.
Nie jest to jednak jedyna możliwość. Na rynku dostępne są również pompy membranowe z napędem elektrycznym oraz inne konstrukcje przeznaczone do konkretnych procesów.
Przy wyborze warto więc uwzględnić nie tylko właściwości medium, ale również dostępne źródła energii, przewidywany czas pracy urządzenia, wymagania dotyczące sterowania oraz koszty eksploatacyjne.
Jakich informacji potrzeba przed doborem pompy?
Im dokładniejsze dane otrzyma osoba dobierająca urządzenie, tym mniejsze ryzyko, że pompa będzie pracowała poza optymalnym zakresem. Przed wyborem warto zebrać przede wszystkim informacje o rodzaju i składzie medium, jego temperaturze i lepkości, obecności cząstek stałych oraz wymaganej wydajności.
Potrzebne będą też dane dotyczące instalacji: długość i średnica przewodów, różnica wysokości, sposób pobierania cieczy, wymagane ciśnienie na wyjściu oraz charakter pracy urządzenia. Inne wymagania może mieć pompa uruchamiana sporadycznie do opróżniania zbiornika, a inne urządzenie pracujące przez wiele godzin każdego dnia jako element procesu produkcyjnego.
Jeżeli transportowana substancja jest niebezpieczna, łatwopalna albo wymaga zachowania szczególnych warunków higienicznych, trzeba dodatkowo uwzględnić wymagania wynikające z charakteru danej aplikacji.
Dobrze dobrana pompa to element całego procesu
Dobór pompy do wymagających cieczy nie powinien sprowadzać się do porównania kilku wartości w tabeli katalogowej. W praktyce trzeba zestawić ze sobą właściwości medium, wymagany przepływ, opory instalacji, warunki środowiskowe oraz materiały, z których wykonano urządzenie.
Właśnie dlatego przy trudniejszych aplikacjach warto potraktować dobór pompy jako część projektowania procesu. Pozwala to ograniczyć ryzyko awarii, nadmiernego zużycia części i problemów z uzyskaniem zakładanej wydajności.
Pompy membranowe są jednym z rozwiązań, które warto wziąć pod uwagę przy transporcie mediów trudnych, agresywnych, lepkich czy zawierających cząstki stałe. O tym, czy będą najlepszym wyborem w konkretnej instalacji, powinny jednak zdecydować rzeczywiste parametry procesu, a nie sama nazwa technologii.
Źródło grafiki: Unsplash
Specjalistyczne konto redakcyjne dedykowane publikacjom przygotowywanym we współpracy z producentami, dostawcami oraz liderami opinii z branży. Pod tym podpisem ukazują się materiały prezentujące innowacje, rynkowe premiery oraz zaawansowane technologie bezpośrednio od podmiotów kształtujących współczesny rynek. Redakcja weryfikuje wartość informacyjną materiałów, natomiast za specyfikacje techniczne oprogramowania, wskaźniki wydajności, prawa autorskie oraz formę i legalność wytworzenia treści (w tym zgodność z przepisami dotyczącymi AI) odpowiada Partner dostarczający materiał.