Mikro riešenia zubových čerpadiel: Ako vybrať správnu veľkosť a rozsah prietoku

Výber mikro zubového čerpadla vyžaduje viac než len prispôsobenie maximálneho prietoku čerpadla špecifikácii zariadenia. Príliš malé čerpadlo môže zlyhať pri udržiavaní požadovaného prietoku pod tlakom, zatiaľ čo príliš veľké čerpadlo môže spôsobiť zbytočné zaťaženie motora, zlú reguláciu nízkych otáčok a neefektívnu prevádzku.

Pre výrobcov zariadení OEM správny výber začína požadovaným prietokom, objemom na otáčku, diferenčným tlakom, viskozitou kvapaliny a dostupným inštalačným priestorom.

Suofu ponúka presné mikromagnetické zubové čerpadlá s nominálnym výtlakom od 0,1 do 26 ml/ot a publikovaným rozsahom prietoku až do 65 l/min, poskytujúce možnosti pre presné dávkovanie, vzorkovanie tekutín, rozprašovanie, cirkuláciu chladenia a prenos priemyselných tekutín.

1. Začnite s požadovaným prietokom, nie s veľkosťou čerpadla

Prvým krokom pri výbere mikro zubového čerpadla je definovanie množstva kvapaliny, ktorú systém potrebuje preniesť.

Mali by sa stanoviť tri prevádzkové podmienky:

• Minimálny prietok: Najnižší stabilný prietok potrebný počas prevádzky.

• Normálny prietok: Prietok používaný počas väčšiny prevádzkového cyklu zariadenia.

• Maximálny prietok: Najvyšší požadovaný prietok počas špičkovej spotreby.

Napríklad presný dávkovací systém môže vyžadovať 0,3 l/min počas normálnej prevádzky a 0,8 l/min pri maximálnom výkone.

Mohlo by sa zvážiť čerpadlo s výkonom 1,5 l/min, ale až po potvrdení, že dokáže udržať požadovaný prietok pri aktuálnom prevádzkovom tlaku a viskozite kvapaliny.

Výber čerpadla s najvyššou dostupnou prietokovou kapacitou nemusí nevyhnutne zlepšiť presnosť alebo účinnosť.

2. Pochopte vzťah medzi zdvihovým objemom a rýchlosťou motora

Mikro zubové čerpadlá sú objemové čerpadlá. Ich teoretický prietok je určený objemom vytlačeným na otáčku a rýchlosťou otáčania.

Teoretický výpočet prietoku je:

Q = V x N / 1000

kde:

• Q = teoretický prietok (l/min)

• V = Výtlak čerpadla (ml/ot.)

• N = rýchlosť otáčania (ot./min.)

Napríklad čerpadlo s výtlakom 0,6 ml/ot. pracujúce pri 1 000 otáčkach za minútu vytvára teoretický prietok:

Q = 0,6 x 1000 / 1000 = 0,6 l/min

Skutočný dodaný prietok však môže byť nižší kvôli vnútornému úniku, rozdielu tlaku a vlastnostiam tekutiny.

Praktickejší výpočet zahŕňa objemovú účinnosť:

Qaktual = (V × N × ηv) / 1000

Kde ηv predstavuje objemovú účinnosť za prevádzkových podmienok.

To je dôvod, prečo by inžinieri mali vyhodnotiť výkonové krivky prietoku a tlaku výrobcu, a nie spoliehať sa výlučne na teoretický posun.

3. Porovnajte veľkosti mikro zubových čerpadiel a rozsahy prietoku

Séria NP od Suofu poskytuje niekoľko konfigurácií čerpadiel pokrývajúcich rôzne požiadavky na prietok.

Tieto údaje predstavujú publikované rady produktov, nie je zaručený prietok pri každom tlaku, viskozite alebo rýchlosti motora.

Princíp výberu: Zvoľte objem, ktorý poskytuje požadovaný prietok v praktickom rozsahu prevádzkových otáčok pri zachovaní dostatočnej tlakovej schopnosti a stability regulácie.

4. Prispôsobte rozdielový tlak skutočnému systému

Zubové mikročerpadlo nevytvára stály prevádzkový tlak nezávisle od pripojeného systému.

Diferenčný tlak je určený odporom komponentov za a proti prúdu, vrátane:

• Potrubie a potrubia

• Filtre a ventily

• Rozprašovacie trysky

• Výmenníky tepla

• Prietokomery

• Viskozita kvapaliny

• Výškové rozdiely a technologické vybavenie

Napríklad dávkovací systém môže vyžadovať iba 0,5 l/min., ale pracuje proti značnému poklesu tlaku spôsobenému úzkou dýzou.

V tejto situácii môže výber čerpadla len preto, že presahuje 0,5 l/min za podmienok voľného prietoku, viesť k nedostatočnému skutočnému dodávaniu.

Zvolený model musí udržiavať požadovaný prietok pri špecifikovanom diferenčnom tlaku.

Tiež rozlišujte medzi maximálnym diferenčným tlakom a menovitým tlakom telesa čerpadla . Vysoký prípustný tlak v kryte neznamená, že čerpadlo môže generovať ekvivalentný tlakový rozdiel.

5. Pred výberom výtlaku čerpadla zvážte viskozitu kvapaliny

Viskozita priamo ovplyvňuje vnútorný únik, sací výkon, krútiaci moment motora a praktický rozsah prevádzkových otáčok.

V prípade kvapalín s nízkou viskozitou môže byť vnútorná netesnosť významnejšia so zvyšujúcim sa rozdielom tlaku.

V prípade kvapalín s vyššou viskozitou sa môže znížiť vnútorný únik, ale môže sa zvýšiť mechanická odolnosť, straty nasávaním a zaťaženie motora.

Preto by inžinieri mali poskytovať údaje o viskozite pri skutočnej prevádzkovej teplote, a nie špecifikovať iba názov kvapaliny.

Napríklad:

Kompatibilitu materiálu je potrebné skontrolovať aj v prípade tela čerpadla, ozubených kolies, hriadeľov, ložísk a iných vlhkých komponentov.

6. Vyhnite sa predimenzovaniu mikro zubového čerpadla

Zdá sa, že príliš veľké čerpadlo ponúka pohodlnú bezpečnostnú rezervu, ale môže spôsobiť ďalšie prevádzkové problémy.

Ak čerpadlo s nadmerným výtlakom musí bežať pri veľmi nízkych otáčkach, aby dodalo požadovaný prietok, systém môže zaznamenať znížené rozlíšenie ovládania, menej stabilnú dodávku alebo nevhodné prevádzkové podmienky motora.

Naopak, poddimenzované čerpadlo môže potrebovať nepretržitú prevádzku v blízkosti svojej maximálnej rýchlosti, čím sa znižuje dostupná kapacita nastavenia a potenciálne sa zvyšuje opotrebovanie.

Pre presné dodávanie tekutiny by malo čerpadlo pracovať v stabilnom a regulovateľnom rozsahu otáčok za normálnych podmienok.

Primeraným technickým prístupom je vybrať čerpadlo na základe jeho normálneho prevádzkového bodu a potom overiť minimálne a maximálne podmienky.

7. Spojte motor a riadiaci systém

Výber motora úzko súvisí s reguláciou výtlaku a prietoku.

Suofu ponúka viacero konfigurácií motora, vrátane bezkefkových jednosmerných, krokových, servo a striedavých motorov.

• Bezuhlíkové jednosmerné motory: Vhodné pre prevádzku s nastaviteľnou rýchlosťou v kompaktných OEM systémoch.

• Krokové motory: Užitočné tam, kde sa vyžaduje riadený rotačný pohyb a opakovateľné dávkovacie cykly.

• Servomotory: Vhodné pre aplikácie vyžadujúce reguláciu rýchlosti alebo polohy v uzavretej slučke.

• Motory na striedavý prúd: Použiteľné pre systémy s kontinuálnym prenosom tekutín s kompatibilným usporiadaním pohonu.

Krútiaci moment motora musí byť dostatočný pre požadovaný diferenčný tlak a viskozitu kvapaliny.

Pre presné aplikácie s nízkym prietokom môže byť plynulá regulácia rýchlosti a spätná väzba dôležitejšia ako maximálna rýchlosť otáčania.

8. Potvrďte rozmery inštalácie a podmienky prívodu

Aj keď je hydraulický výkon vhodný, mechanická integrácia môže určiť, či je čerpadlo praktické pre produkt OEM.

Dôležité rozmery a rozhrania zahŕňajú obal telesa čerpadla, montážne usporiadanie, veľkosti vstupných a výstupných otvorov, dĺžku motora a elektrické pripojenie.

Dizajn vtoku je rovnako dôležitý.

Úzke alebo príliš dlhé sacie potrubie môže spôsobiť nadmernú tlakovú stratu a zlé plnenie prevodových komôr, najmä pri manipulácii s viskóznymi kvapalinami.

Suofu odporúča krátke, rovné prívodné potrubie a vhodnú filtráciu pre kvapaliny obsahujúce častice.

Je potrebné skontrolovať vstupný tlak a dostupnú saciu výšku, aby sa zabránilo kavitácii alebo nestabilnému prietoku.

9. Ako Suofu podporuje výber vlastného mikro zubového čerpadla

Ako výrobca špecializujúci sa na presné mikromagnetické zubové čerpadlá , Suofu poskytuje rôzne objemy a konfigurácie motorov série NP pre OEM systémy na manipuláciu s kvapalinami.

Náš inžiniersky tím podporuje výber na základe prevádzkového prietoku, tlaku, viskozity, teploty a požiadaviek na mechanickú integráciu.

Pre projekty, kde štandardné konfigurácie nevyhovujú našim OEM/ODM riešenia mikro zubových čerpadiel podporujú prispôsobenie:

• Zdvihový objem čerpadla a prevádzkový rozsah

• Regulácia typu motora a rýchlosti

• Telo čerpadla a zmáčané materiály

• Vstupné a výstupné pripojenia

• Montážne rozmery a inštalačné rozhrania

• Požiadavky na elektrickú a systémovú integráciu

Vyhodnotením kompletného kvapalinového systému pomáhame výrobcom zariadení identifikovať vhodné konfigurácie čerpadiel namiesto výberu len podľa nominálnej prietokovej kapacity.

Často kladené otázky

Ako vypočítam požadovanú veľkosť mikro zubového čerpadla?

Začnite určením požadovaného prietoku, diferenčného tlaku, viskozity kvapaliny a zamýšľaných otáčok motora. Pomocou výtlaku čerpadla odhadnite teoretický prietok a potom overte skutočný výkon pomocou kriviek výrobcu.

Poskytuje väčšie mikro zubové čerpadlo presnejšiu reguláciu prietoku?

Nie nevyhnutne. Príliš veľké čerpadlo pracujúce pri nevhodných nízkych otáčkach môže poskytovať menej efektívne nastavenie prietoku ako menšie čerpadlo pracujúce v rámci odporúčaného rozsahu otáčok.

Dokáže to isté mikro zubové čerpadlo zvládnuť rôzne viskozity kvapalín?

Potenciálne, ale môže sa zmeniť prevádzková rýchlosť, krútiaci moment motora, podmienky nasávania a skutočný prietok. Pre každú kvapalinu by mala byť potvrdená kompatibilita a výkon.

Aký je rozdiel medzi prietokom a výtlakom?

Výtlak je teoretický objem prenesený počas jednej otáčky čerpadla, zvyčajne vyjadrený v ml/ot. Prietok popisuje objem dodaný za jednotku času, bežne vyjadrený v ml/min alebo l/min.

Môže Suofu prispôsobiť mikro zubové čerpadlo pre OEM zariadenia?

áno. Suofu podporuje vývoj OEM/ODM zahŕňajúci výtlak čerpadla, výber motora, materiály, pripojenia portov, montážne usporiadanie a prevádzkové parametre.

Záver

Správne mikro zubové čerpadlo nie je nevyhnutne najmenší model alebo model s najvyšším prietokom.

Spoľahlivý výber závisí od prispôsobenia objemu čerpadla, rýchlosti motora, rozdielu tlaku a vlastností kvapaliny skutočným prevádzkovým podmienkam.

Pre výrobcov zariadení môže vyhodnotenie týchto parametrov na začiatku procesu návrhu znížiť problémy s integráciou, zlepšiť riadenie toku a vyhnúť sa zbytočným nákladom na zariadenia.

Potrebujete poradiť s výberom mikro zubového čerpadla?

Kontaktovať Suofu Pump s požadovaným minimálnym a maximálnym prietokom, prevádzkovým tlakom, viskozitou kvapaliny, teplotným rozsahom, preferenciami motora a dostupným inštalačným priestorom. Naši inžinieri môžu pomôcť vyhodnotiť vhodnú konfiguráciu radu NP a prediskutovať možnosti prispôsobenia OEM.