Винтовой насос – оборудование Power Zone

Технология шпиндельных винтовых насосов для медицинского охлаждения

Шпиндельные винтовые насосы имеют простую конструкцию, обеспечивающую высокую надежность, производительность и эффективность для систем жидкостного охлаждения. Шпиндельные винтовые насосы, состоящие из одного элемента ротора, который приводится в действие, в то время как два других не работают, перемещают жидкость в осевом направлении без турбулентности, устраняя пенообразование, которое в противном случае возникло бы в вязких жидкостях. Неработающие роторы вращаются под давлением жидкости, по существу создавая гидродинамический подшипник или гидродинамическую пленку, которая обеспечивает радиальную опору, аналогичную опорным подшипникам.
Шпиндельные винтовые насосы перекачивают жидкости с более высокой вязкостью без потери скорости потока, а изменения давления мало влияют на шпиндельные винтовые насосы. постоянный поток и давление при высоких нагрузках, вызванных высокими перегрузками.
Одним из наиболее важных компонентов системы жидкостного охлаждения является помпа. Насосы находятся в постоянной работе, когда устройство включено, и, как правило, имеют самую короткую среднюю наработку на отказ (MTBF) всех компонентов из-за фрикционного износа подшипников, лопастей насоса и уплотнений. При неправильном выборе насос преждевременно выйдет из строя, а система жидкостного охлаждения выйдет из строя, что приведет к прекращению работы конечного инструмента. Это может стать проблемой для дорогостоящего медицинского, лазерного или полупроводникового оборудования, где ежедневно могут быть потеряны сотни тысяч долларов. По сравнению с центробежными насосами винтовые насосы обеспечивают более высокую надежность, производительность и эффективность систем жидкостного охлаждения.

Типы насосов

Для систем жидкостного охлаждения доступно множество различных типов насосов, что может затруднить выбор подходящего насоса. Каждая конфигурация имеет свои преимущества и недостатки по сравнению друг с другом. Насосы прямого вытеснения, такие как шестеренные, роторные, лопастные или центробежные насосы, являются наиболее распространенными типами насосов, доступных для использования в медицине, промышленных лазерах или полупроводниках. Они экономичны, но могут иметь более короткий срок службы и, как правило, более шумные. Стандартный срок службы составляет около 9,000 часов.

Шестеренчатый насос

Роторный насос

Лопастной насос

Центробежный насос

Двигатели

При проектировании системы жидкостного охлаждения необходимо указать головку насоса и двигатель, которые обычно продаются отдельно для большей скорости потока. Производительность насоса может зависеть от размера двигателя, так как для низкой производительности напора насоса потребуется более мощный двигатель. В результате мотор будет больше, тяжелее, громче и будет потреблять больше энергии, чем необходимо. Другая проблема, возникающая из-за этого, заключается в том, что дополнительное тепло, выделяемое большим двигателем, будет передаваться насосу и охлаждающей жидкости. Это снизит охлаждающую способность и заставит систему жидкостного охлаждения работать тяжелее, чтобы компенсировать дополнительные потери теплопередачи. Большинство двигателей работают от сети переменного тока из-за более низкой стоимости отказа от универсального источника питания. Однофазные двигатели переменного тока хорошо зарекомендовали себя и, как правило, дешевле трехфазных двигателей переменного тока, но они также больше и менее эффективны.

Читайте также:
Советы по вязанию одежды спицами для полных женщин

двигатель motor2

Режимы отказа

Внутренние механические компоненты ограничивают срок службы насоса из-за износа от трения. Клиенты должны заменить насос после достижения определенного среднего времени безотказной работы, которое обычно составляет 12 тыс. часов. Это приведет к более высоким затратам на обслуживание и техническое обслуживание, которые часто не учитываются при покупке.
Чтобы получить наилучшие характеристики с точки зрения давления и расхода, допуски механических компонентов должны быть очень точными. Например, шестеренчатый насос представляет собой высокоточный механизм с чрезвычайно жесткими посадками и допусками. Как минимум, контакт металла с металлом дан для движущихся частей внутри насоса. Это может создать проблемы высокого трения и истирания. Для уменьшения частиц износа от трения, содержащихся внутри охлаждающей жидкости, требуется сетчатый фильтр с мелкими отверстиями. Это предотвратит попадание крупных частиц в узкие допуски зазора и повреждение механических компонентов внутри насоса. Кавитация, внезапное образование пузырьков низкого давления, также может сократить срок службы, повысить уровень шума и снизить падение давления.

Другие вопросы

Большинство типов насосов не являются самовсасывающими, т. е. проталкивают охлаждающую жидкость через насос с самого начала без подачи охлаждающей жидкости под действием силы тяжести. Следовательно, насос должен быть расположен ниже резервуара бака. Большинство типов насосов также пульсируют при проталкивании охлаждающей жидкости через жидкостный контур, что может быть непригодно для приложений более высокого уровня. Пульсации будут вызывать помехи для поддержания максимальной производительности, а также увеличивают вибрацию, что сокращает срок службы системы высокого класса. Чтобы добиться наилучшей производительности и эффективности насоса, требуются жесткие допуски внутренних движущихся частей. Чем жестче допуск, тем лучше производительность, но это также увеличивает требования к шуму и производительности двигателя из-за увеличения трения. Более плотный зазор между рабочими частями внутри шестеренчатого насоса позволяет эффективно перекачивать охлаждающие жидкости в средах с высоким давлением. Охлаждающие жидкости с низкой вязкостью, такие как вода с гликолем или другими растворителями, имеют большую тенденцию «проскальзывать» через эти узкие зазоры из-за стороны нагнетания насоса с более высоким давлением обратно на сторону всасывания насоса с более низким давлением. Явление проскальзывания вызывает снижение скорости потока и эффективности насоса.

Читайте также:
CN2921133Y - Cast-in-place concrete wall body thermal insulation layer fixing dowels - Google Patents

Проскальзывание является характеристикой поршневых насосов и определяется как количество жидкости, просачивающейся через внутренние зазоры насоса в единицу времени. Это зависит от внутренних зазоров, перепада давления, характеристик перекачиваемой жидкости и, в некоторых случаях, от скорости.

Расход, скорость

Лопастные или центробежные насосы имеют проблемы с кавитацией. Основанная на механической конструкции, кавитация вызывает более высокий уровень шума и снижение скорости потока и срока службы. Чтобы компенсировать это, требуется отдельный байпасный контур охлаждающей жидкости, что приводит к увеличению затрат и сборке.

Пластинчатые насосы

Винтовой насос

Винтовой насос представляет собой объемный насос, в котором используется один или несколько винтов для перемещения материала вдоль оси винта (винтов). В своей простейшей форме один винт вращается в цилиндрической полости, тем самым перемещая жидкости и/или твердые вещества вдоль шпинделя винта. Винтовой насос — это старая технология, обычно используемая в низкотехнологичных приложениях, таких как ирригационные системы и сельскохозяйственная техника для транспортировки зерна и других твердых веществ.

Винтовой насос шпинделя

Шпиндельные винтовые насосы также имеют простую конструкцию. Например, в трехвинтовом насосе один элемент ротора приводится в действие, а два других не работают. Неработающие роторы вращаются под давлением жидкости, по существу создавая гидродинамический подшипник или гидродинамическую пленку, которая обеспечивает радиальную опору, аналогичную опорным подшипникам. Симметричная нагрузка от давления на силовой ротор устраняет необходимость в радиальных подшипниках для восприятия радиальных усилий.

Головка насоса и двигатель объединены в один водонепроницаемый блок корпуса и могут прокачивать масляный или водяной хладагент. Жидкость, подаваемая винтовым насосом, не вращается, а движется прямолинейно. Роторы работают как бесконечные поршни, которые непрерывно движутся вперед. Поток через винтовой насос осевой и в направлении силового ротора. СОЖ на входе в гидравлическую систему, которая окружает шпиндели, задерживается при вращении шпинделей. Охлаждающая жидкость проталкивается равномерно при вращении шпинделей вдоль оси и вытесняется другим концом. Благодаря этому снижается потребляемая мощность, достигается более высокий КПД, а общий размер двигателя может быть уменьшен. Это также позволяет шпиндельному винтовому насосу перекачивать жидкости с более высокой вязкостью без потери расхода, а изменения давления мало влияют на шпиндельные винтовые насосы. Насос способен поддерживать постоянный расход и давление в условиях высокой нагрузки, вызванной высокими перегрузками.

Читайте также:
7 вариантов напольных кроватей Монтессори и как их использовать

Конструкция винта шпинделя обеспечивает долгий срок службы благодаря отсутствию контакта металл-металл между движущимися компонентами. Это сводит к минимуму фрикционный износ и истирание, которые могут вызвать кавитацию. Гибкая механическая сборка позволяет использовать сетчатый фильтр меньшего размера с большим размером ячеек, что увеличивает интервалы технического обслуживания и снижает общую стоимость владения. Отсутствие контакта металла с металлом также приводит к устранению пульсаций даже при высоких скоростях потока, что делает устройство очень тихим во время работы. Конечным результатом является плавная и тихая работа даже при высоких скоростях вращения и давлении.

Технология винтовых шпинделей идеально подходит для систем жидкостного охлаждения в средах, где требуется низкий уровень шума, например, в системах визуализации для моделирования пациентов.

Шпиндельный винтовой насос сочетает в себе самые важные характеристики в одном высоконадежном агрегате.

  • Компактный дизайн
  • Высокая эффективность
  • Большая вместительность при малом пространстве
  • Высокая устойчивость к перегрузкам
  • Высокое давление и скорость потока
  • Долгий срок службы
  • Тихий шум
  • Нет пульсации
  • Техническое обслуживание не
  • Перекачивание без сильной турбулентности
  • Регулируемый расход

Самовсасывающие шпиндельные винтовые насосы

Самовсасывающие шпиндельные винтовые насосы обеспечивают независимое гибкое позиционирование в системе жидкостного охлаждения. Что касается стоимости владения, ценность высоконадежного шпиндельного винтового насоса заключается в его длительном сроке службы, который может длиться несколько лет при минимальном техническом обслуживании или вообще без него. Это сводит к минимуму время простоя, устраняя необходимость выключать систему конечного пользователя для замены насоса.

Атрибуты Положительное смещение (шестерня, лопасти, поворотный) Центробежный насос Шпиндельный насос
Максимум. Вязкость (сСт) 1,320,000 550 150,000
Максимум. Производительность (м³/мин) 750 27,250 3,550
Затраты на энергию Прекрасно Средняя Прекрасно
Самозаполняющийся Да Нет Да
Управление потоком Прекрасно Не очень Прекрасно
Стоимость жизненного цикла Хорошо Хорошо Хорошо
Начальная стоимость Средняя Прекрасно Средняя
Эффективность насоса Прекрасно Средняя Прекрасно
Уровень шума Средний High Низкий
Производительность Хорошо Не очень Прекрасно

Заключение

По сравнению с центробежными насосами шпиндельные винтовые насосы обладают многими преимуществами, включая перемещение жидкости в осевом направлении без турбулентности, что исключает пенообразование, которое в противном случае возникло бы в вязких жидкостях. Шпиндельные винтовые насосы также способны перекачивать жидкости с более высокой вязкостью без потери скорости потока. Кроме того, изменения давления мало влияют на шпиндельные винтовые насосы, что делает их идеальными для широкого спектра применений. Шпиндельные винтовые насосы обеспечивают более стабильную, надежную и эффективную работу в системах жидкостного охлаждения.

Читайте также:
Искусственный камень - виды и преимущества | Что такое искусственный камень?

Винтовые насосы, винтовой насос для скважин, винтовой насос

Винтовые насосы Power Zone

Что такое винтовой насос? | Типы винтовых насосов

Винтовые насосы – обзор

Винтовой насос представляет собой тип роторный насос который оснащен винтами, которые зацепляются друг с другом и вращаются внутри цилиндрической полости или вкладыша. Жидкость поступает со стороны всасывания насоса и движется линейно вместе с этими зацепляющимися винтами к стороне нагнетания насоса. Зазоры между винтами и вкладышем очень малы, поэтому жидкость набирает давление при прохождении через насос.

Типы винтовых насосов

Винтовые насосы доступны в различных дизайнах. Ниже приведены краткие описания наиболее распространенных типов:

  • Один винтовой насос – Одновинтовые насосы называются прогрессивными винтовыми насосами, иногда называемыми насосами PC или червячными насосами. Обычно они не рассматриваются в семействе винтовых насосов, потому что ротор, используемый в этих насосах, имеет форму не типичного винта, а скорее скрученного круглого вала. Прогрессивный винтовой насос имеет один вал, слегка закрученный в форме винта и помещенный в насосную камеру, обычно покрытую резиной.
  • Двухвинтовой насос – Двухвинтовой насос, также известный как двухвинтовой насос, является наиболее распространенным типом для приложений с высокой мощностью, таких как перекачка тяжелой нефти по трубопроводу. Один из винтов приводится в действие от источника питания (двигателя, двигателя и т. д.), а синхронизирующие шестерни обычно включаются для вращения второго винта.
  • Трехвинтовой насос –Трехвинтовой насос, также известный как трехвинтовой насос, обычно используется для небольших применений, таких как системы смазки. Один из винтов приводится в действие от источника питания, который затем вращает два других винта вокруг него без использования зубчатых передач.
  • Четырехвинтовой насос – Четырехвинтовой насос по сути представляет собой двухвинтовой насос, но с двумя винтами на ротор, каждый из которых направлен в противоположные стороны. Четырехвинтовой насос всасывает жидкость во всасывающее отверстие, затем поровну распределяется и направляется к обоим концам насоса. Два потока жидкости проходят через насос по направлению к середине и снова соединяются перед выходом из выпускного отверстия. Как и двухвинтовой насос, четырехвинтовой насос имеет синхронизирующие шестерни для привода второго ротора. Четырехвинтовые насосы часто используются в многофазных системах, а также в трубопроводах для перекачки нефти.
  • Пятивинтовой насос – Пятивинтовой насос в основном такой же, как тройной винтовой насос, но с 5 винтами вместо 3. Как и трехвинтовой насос, пятивинтовой насос имеет 1 погружной ротор, который приводит в движение все остальные винты. Пятивинтовые насосы часто используются для смазочных масел или гидравлических систем.
Читайте также:
Различные типы водосточных желобов для защиты вашего дома (Руководство на 2022 год)

Винтовые насосы иногда обозначаются как «двойного всасывания» или «одинарного всасывания». Винтовые насосы с двойным всасыванием и винтовые насосы с одинарным всасыванием — это еще один способ отличить двухвинтовые насосы от четырехвинтовых насосов. Два винтовых насоса представляют собой конструкцию с одним всасыванием, в которой жидкость поступает с одного конца насоса и выходит с другого конца. Четырехвинтовые насосы представляют собой конструкцию с двойным всасыванием, в которой поток всасывания разделяется на оба конца и движется к нагнетанию посередине.

Работа винтового насоса

Винтовой насос относится к типу поршневых насосов. Это означает, что он перемещает жидкость, постоянно перемещая площадь, которую занимает жидкость. Винты заключены внутри вкладыша, обычно сделанного из какого-либо металла. Жидкость входит в полости шнеков внутри этого вкладыша и нагнетается через насос и выходит из нагнетания по мере того, как шнеки вращаются и входят в зацепление.

Поскольку между гильзой и винтами должен быть некоторый зазор, любая перекачиваемая жидкость может проскальзывать назад в насос, чтобы понизить зоны давления. Для таких жидкостей с высокой вязкостью, как это объемное проскальзывание, обычно не возникает проблем. Однако по мере уменьшения вязкости это проскальзывание становится существенным; снижение производительности насоса. Это следует учитывать при перекачивании воды или аналогичной жидкости и, в частности, при многофазных применениях, когда паровые пробки смешиваются с потоком жидкости. В этих случаях все зазоры внутри насоса должны быть сведены к минимуму, чтобы уменьшить проскальзывание.

Когда винтовой насос перекачивает масло или другую вязкую жидкость, винты могут плотно сцепляться с очень небольшим зазором или вообще без зазора, поскольку поверхности смазываются при перекачивании жидкости. При перекачивании воды, водогазовой смеси или какой-либо другой легкой жидкости эти детали не должны соприкасаться друг с другом, иначе произойдет быстрый износ деталей. По этой причине трехвинтовой насос (где один винт приводит в движение два других винта без использования зубчатых передач) никогда не следует использовать для подачи воды или многофазной подачи.

В случае трехвинтового насоса уплотнения вала необходимы только на ведущем роторе. Остальные роторы, включая их подшипники, заключены внутри насосной камеры и не выступают наружу. В случае двухвинтового насоса или четырехвинтового насоса оба ротора обычно выступают через корпус насоса в коробку передач, в которой размещены синхронизирующие шестерни. По этой причине в винтовом насосе с двумя роторами необходимо четыре уплотнения вала.

Читайте также:
Лучшие идеи детской спальни | Склад матрасов

Области применения винтовых насосов

Существует множество применений винтовых насосов в различных областях. промышленности, В том числе Производство, Горнодобывающая промышленностьи Нефть и Газ. Большинство из этих применений имеют дело с жидкостью с высокой вязкостью, такой как нефть или асфальт, или с многофазной жидкостью, что означает, что в потоке жидкости смешаны жидкость и пар. Ниже приведены некоторые примеры использования винтовых насосов:

  • Гидравлические и смазочные системы – Во многих системах смазки и гидравлических системах используется винтовой насос. Обычно это небольшие трехвинтовые насосы. Смазочные и гидравлические системы, подобные этой, используются для подачи смазочного масла в крупное оборудование, подачи гидравлической энергии в гидравлические системы высокого давления или для управления лифтами в зданиях.
  • Трубопровод тяжелой нефти – При перекачке сырой нефти с высокой вязкостью винтовые насосы могут стать идеальным решением для ее перемещения по трубопроводам. Винтовые насосы, способные перекачивать жидкости с более высокой вязкостью, чем центробежный насос, и способные перекачивать более высокие потоки, чем поршневые насосы, часто используются в этих приложениях. В этих сценариях иногда используются очень большие насосы, чтобы получить требуемую скорость потока. Эти насосы обычно приводятся в действие большими электродвигателями или дизельными двигателями.
  • Многофазная прокачка – Многофазная перекачка относится к совместной перекачке смеси жидкости и пара и, как известно, является одной из самых сложных задач перекачки. Серьезное повреждение компрессоров может произойти при попадании жидкости, точно так же, как серьезное повреждение может произойти с большинством насосов при попадании воздуха. При правильной конструкции винтовой насос может представлять собой гибрид насоса и винтового компрессора, способный работать как с жидкостью, так и с газом.

Во избежание повреждения винтового насоса при попадании воздуха винты не должны соприкасаться друг с другом. По этой причине обычно используется четырехвинтовой насос. В дополнение к этому, насос должен сопровождаться защитным колпачком для жидкости, который иногда встроен в насос, но также может быть легко добавлен снаружи. Жидкостный бачок представляет собой сосуд под давлением, который собирает жидкость на выходе из насоса. Когда через подающую трубу проходит воздушная пробка, небольшой насос перемещает жидкость из гофры и нагнетает ее в насос. Это обеспечивает небольшую смазку винтов и вкладыша, а также герметизирует зазоры между деталями, чтобы перекачиваемый воздух/газ не проскальзывал назад в насосе в зоны пониженного давления. В зависимости от вместимости емкости для загрузки жидкости многофазный насос может перекачивать 100% пар в течение нескольких минут.

Читайте также:
Как обустроить гостиную необычной формы

Многофазная перекачка представляет собой проблему в нескольких различных отраслях промышленности. Обезвоживание газовых скважин и хранение пропана в кавернах — распространенные проблемы в нефтегазовой отрасли.

Марки винтовых насосов

Colfax Fluid Handling — крупнейший производитель винтовых насосов, имеющий множество суббрендов, включая IMO, Альвейлер, Хауттайн, Уоррен и т.д. Борнеманн, Лейстрици Netzsch — другие крупные игроки на рынке винтовых насосов.

Опыт работы с винтовыми насосами Power Zone

Power Zone имеет непосредственный опыт работы с винтовыми насосами, включая многофазные насосы. Мы спроектировали и построили первую установку продувки для обезвоживания газовых скважин, которая в настоящее время используется в Северном Колорадо. Мы продали другие комплекты винтовых насосов по всему миру для транспортировки по нефтепроводу. У нас есть бывшие в употреблении и новые винтовые насосы от всех ведущих производителей, и мы можем поставить ремонт услуги и запчасти части для каждого.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: