Типы дозирующих насосов

Главные характеристики дозировочных насосов

Дозировочные насосы — это устройства, предназначенные для точного дозирования жидкостей в различных промышленных процессах. Их главной особенностью является высокая точность дозировки, что делает их незаменимыми в таких областях, как химическая промышленность, пищевые технологии, косметика и нефтехимия.

Основные характеристики дозировочных насосов:

1. Высокая точность дозировки:

• Дозировочные насосы обеспечивают точную подачу жидкости в заданных объёмах, что критично в процессах, требующих строгого соблюдения пропорций, например, при добавлении химических реагентов или в производстве косметики.
• Благодаря технологии, которая позволяет контролировать длину хода поршня или число рабочих циклов, достигается минимальная погрешность в дозировании.

1. Маленькое рабочее пространство камеры нагнетания:

• Рабочая камера дозировочного насоса имеет небольшой объём, что позволяет снизить расход химических веществ и дозировать их более точно.
• Это также помогает избежать ненужных потерь реагентов и повышает эффективность использования.

1. Изменяемость рабочего пространства камеры нагнетания:

• Рабочее пространство камеры может регулироваться с помощью изменения длины хода поршня. Этот механизм позволяет точно дозировать жидкости, настраивая насос под конкретные потребности.
• Регулировка длины хода поршня обычно осуществляется с помощью микрометрического винта или механического делителя.
• Количество циклов подачи также может быть изменено через настройки в электронных контроллерах, что позволяет адаптировать насос под динамичные условия работы.

Применение дозировочных насосов:

Дозировочные насосы широко применяются в различных отраслях, требующих точного и регулируемого дозирования жидкостей:

• Косметическая и пищевая промышленность: Для точного дозирования ароматизаторов, добавок, красителей, консервантов и других жидких компонентов.
• Химическая промышленность: Для добавления химических реагентов в реакционные ёмкости с точным контролем дозировки.
• Нефтеперерабатывающие заводы: Для точной подачи химикатов, добавок и других жидкостей в процесс переработки нефти и газа.

Конструкция дозировочных насосов:

• Рабочая камера: Изготавливается из устойчивых к химическим воздействиям материалов, таких как кислотоупорная сталь, фторопласт, ПВХ или полиэтилен.
• Плунжер: В большинстве дозировочных насосов применяется плунжер, изготовленный из стали или керамики, что обеспечивает долговечность и износостойкость.
• Мембрана: В насосах с диафрагменной конструкцией мембрана, как правило, изготавливается из фторопласта.

Способы регулировки подачи реагентов:

• Изменение длины хода поршня: Это основной метод регулировки подачи, при котором длина хода поршня изменяется с точностью до миллиметра.
• Число полных рабочих циклов: Подача жидкости может регулироваться через изменение числа циклов работы плунжера или диафрагмы. Частота этих циклов регулируется в блоке управления насосом.

Дополнительные устройства:

• Предохранительный клапан: Этот механизм защищает насос от избыточного давления и позволяет избежать поломок, особенно при высоких нагрузках.
• Устройство для стравливания воздуха: Это устройство обеспечивает удаление воздуха из рабочей камеры, что важно для поддержания точности дозировки и предотвращения образования воздушных пробок в системе.

Современные функции:

Современные дозировочные насосы часто оснащены электронными контроллерами, которые позволяют автоматизировать процесс дозирования. Системы управления могут адаптировать подачу реагентов в зависимости от показаний контрольно-измерительных приборов (например, датчиков уровня или давления), что позволяет достичь высокой точности и адаптивности в реальном времени.

Основные параметры дозировочных насосов:

1. Скорость подачи жидкости: Это один из ключевых параметров дозировочного насоса, который определяет, сколько жидкости будет подано за единицу времени. Важно, чтобы эта скорость была регулируемой для адаптации под различные производственные потребности.
2. Максимальное рабочее давление: Указывает на максимально возможное давление, которое насос может поддерживать. Это важно при дозировании химически активных веществ под высоким давлением.
3. Тип рабочей камеры:

• Плунжерный насос: Использует поршень (плунжер), который сдвигает жидкость из камеры нагнетания.
• Диафрагменный насос: Использует гибкую мембрану, которая при движении изменяет объём рабочей камеры.

1. Материал изготовления рабочей камеры: Для защиты от воздействия агрессивных жидкостей и химических реагентов часто используют материалы, такие как кислотоупорная сталь, фторопласт, ПВХ и полиэтилен.

Дозировочные насосы — это высокоточные устройства, которые играют важную роль в точном и экономичном дозировании жидкостей в различных отраслях промышленности. В их конструкцию часто входят такие элементы, как регулируемый ход поршня и контролируемое количество рабочих циклов, что позволяет легко адаптировать их к специфическим производственным условиям. Современные дозировочные насосы часто оснащены автоматическими системами управления для обеспечения ещё большей точности и эффективности.

Виды дозировочных насосов по конструкции

1. Дозирующие плунжерные насосы

Плунжерные насосы формируют высокое давление (до 20-30 МПа и выше) и способны дозировать большие объёмы реагента. Эти дозировщики предназначены для объёмного напорного дозирования агрессивных, токсичных или ядовитых жидкостей, эмульсий, суспензий, а также жидкостей с абразивными частицами и плотностью до 2000 кг/м³. В зависимости от типа и особенностей насоса, подача может варьироваться от десятой доли миллилитра до 3000 л/ч.

Принцип работы: В цилиндре насоса поочерёдно создаётся разрежение и избыточное давление (нагнетание). При разряжении происходит всасывание жидкости, а при нагнетании — её выталкивание из насоса. Этот процесс контролируется всасывающими и нагнетательными клапанами.

Материалы: Рабочие органы дозатора должны быть химически совместимы с перемещаемой средой и содержащимися в ней абразивными веществами. Неправильный выбор материала может привести к быстрому износу и поломке механических частей дозатора.

Защита: Для защиты поршня от агрессивных реагентов плунжерные насосы оснащаются сильфоном из высоколегированной стали и мембранами из фторопласта, которые разделяют проточную и приводную области насоса. Привод плунжерных насосов механический, с передачей крутящего момента через кривошипно-шатунный механизм на возвратно-поступательное движение поршня.

Разновидности:

• Ручные
• Автоматические
• Пылеустойчивые и влагоустойчивые
• Горизонтальные
• Вертикальные
• Многоцилиндровые
• Вакуумные

2. Диафрагменные (мембранные) дозировочные насосы

В диафрагменных насосах вещества всасываются за счёт колебаний мембраны, которая служит стенкой рабочей камеры. Использование эластичной мембраны из фторопласта вместо поршня имеет несколько особенностей:

• Отсутствие движущихся частей: Это предотвращает попадание механических частиц в перемещаемую среду. Мембранные насосы обычно применяются для дозирования сверхчистых реагентов или суперочищенной воды в электротехнической промышленности и фармацевтике.
• Материалы: Рабочая камера изготавливается из коррозионностойких и устойчивых к агрессивным средам материалов, что делает диафрагменные насосы востребованными в химической отрасли.
• Отсутствие застойных участков: Это позволяет перекачивать абразивные жидкости без риска застоя.
• Точность дозирования: Низкая точность по сравнению с плунжерными насосами. На точность может влиять «усталость» мембраны (растяжение, появление трещин) из-за возраста и эксплуатации.
• Механическая прочность: Мембраны имеют небольшую механическую прочность, и крупные механические включения в перемещаемых средах могут разрушать мембрану и нарушать герметичность рабочей камеры.
• Ресурс мембраны: Сравнительно малый ресурс, требующий регулярной замены.

3. Перистальтические насосы

Перистальтические насосы предназначены для транспортировки вязких и коррозийных жидкостей. Они широко применяются в пищевой промышленности для перекачивания пива, молока, кефира и других газированных и кисломолочных продуктов. Особенности перистальтических насосов:

• Герметичность: Обеспечивает отсутствие утечек и загрязнения.
• Простота эксплуатации: Легкость в обслуживании и профилактике.
• Высокая точность дозировки: Позволяет точно контролировать объём перекачиваемой жидкости.
• Способность перекачивать жидкости с газом: Это делает их универсальными в различных областях.
• Низкий уровень шума: Обеспечивает комфортные условия работы.
• Работа на холостом ходу: Не требует постоянного контроля за уровнем жидкости.
• Необходимость профилактики: Требуется частая профилактика и тщательный уход, чтобы избежать неисправностей и продлить срок службы насоса.

Виды приводов насосов-дозаторов

Насосы-дозаторы используют различные типы приводов в зависимости от конструкции и требований к точности дозирования. Вот основные виды приводов, применяемых в этих устройствах:

1. Электромагнитный привод

Электромагнитный привод используется в основном для мембранных насосов. В этом случае:

• Механизм работы: Электрическое поле, создаваемое соленоидом, заставляет шток совершать возвратно-поступательное движение. Это движение передаётся на мембрану насоса.
• Регулировка дозировки: Дозирование регулируется за счёт изменения длины и частоты хода штока, что позволяет точнее контролировать подачу жидкости.
• Особенности:
• Равномерные интервалы всасывания и нагнетания на протяжении всего цикла работы.
• Высокая точность дозирования.
• Преимущество: Применение электромагнитного привода в мембранных насосах позволяет добиться высокой частоты и точности работы, что идеально подходит для применения в таких сферах, как пищевое производство, химическая промышленность и медицинская техника.

2. Механический привод

Механический привод, как правило, используется в плунжерных насосах-дозаторах и диафрагменных насосах с механическим воздействием:

• Механизм работы: В таких насосах крутящий момент от электродвигателя передаётся через кривошипно-шатунный механизм. Этот механизм преобразует вращательное движение двигателя в возвратно-поступательное движение поршня или мембраны.
• Регулировка дозировки: Дозировка регулируется изменением длины хода поршня или диафрагмы, а также частотой вращения электродвигателя.
• Особенности:
• Простота и надёжность механического привода.
• Может использоваться для дозирования более вязких жидкостей.
• Преимущество: Такие насосы могут быть более экономичными по сравнению с электромагнитными приводами и подходят для более простых приложений, где не требуется сверхвысокая точность дозирования.

3. Гидравлический привод

Гидравлический привод является менее распространённым, но встречается в некоторых дозировочных насосах с высокой точностью дозирования, в том числе в диафрагменных насосах:

• Механизм работы: В этих насосах на мембрану действует жидкость под давлением. Это создаёт равномерную нагрузку на всю поверхность мембраны, что способствует более точному дозированию.
• Преимущество:
• Равномерное распределение нагрузки на мембрану, что значительно продлевает срок её службы и улучшает стабильность работы насоса.
• Гидравлический привод может быть полезен в условиях, где необходимо очень точное дозирование при повышенных нагрузках.
• Особенности:
• Редкое применение по сравнению с электромагнитным и механическим приводами.
• Подходит для применения в жёстких условиях (например, в тяжёлых химических процессах), где точность дозировки и надёжность критичны.