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转子高压泵
  在食品加工业中有些是以液态运输产品,工厂使用泵来输送这些流体,但在处理过程中,可能会出现意外情况。
  简单地说,包含有固体或者杂质粒子的流体称为磨损性液体。处理流体时,这些粒子可能会打击材料并明显损伤泵元件。磨损不均匀进进行,表现形式经常为沿流道的沟槽。也就是在部分材料被磨损掉之后,泵的性能可能会发生明显的变化。如果液体的磨损性极强,而泵的选择不十分恰当,那么将导致零件的更换频繁,使泵的维护成本极高,同时由于停机从而造成生产损失。
  我认为泵的运转速度越高,泵送元件的材料磨损及撕裂越大。根据经验,磨损速度随转速隆低而降低,并且与转速大致成立方关系。因此,如果泵的转速增大一倍,那么磨损将大约是转速增大前的八倍。
  要想解决上述难题,首先要了解泵的分类及工作原理,流变学对于有效的生产过程是非常关键的。另外,它理解决定泵送有效性的各种泵送原理也是至关重要的。根据输送液体的原理不同,泵大致可以分为动力泵和容积泵。动力泵的工作原理是将原动力(电动机或涡轮机)的能量先转化为速度或功能,然后再转化为泵送流体的压力能。能量的变化通过泵的两个主要零件而产生;叶轮和涡轮或扩压器。叶轮是将驱动能量转化为动能的旋转件。涡轮或扩压器是将动能转化为压力能的固定件。容积泵(又名正排量PD泵)顾名思义就是在泵芯每一转排出已知体积的液体,这通过泵芯和静止壳体间积存液体来实现。
  我们知道液体本身具有一定黏度,它定义为一个表示流动阻力的量。根据所受剪切程度的不同,某些流体在处理过程中会发生黏度变化,此黏度变化可能会明显地影响流体的行为。在一个分子层相对另一个分子移动时,剪切发生,造成流体内部产生内磨擦。
  于是问题就出现了,动力泵是通过增大流体速度产生压力,所以一般在极高的速度下运行。泵的速度越高,流体的剪切性越大,其次在输送黏性流体时,动力泵并不十分有效。凸轮泵一般以低速运转,并且泵送动作缓和,因此,对产品完整性造成的损坏极小。凸轮泵的其他特点是在泵送过程中,不会滞留杂质粒子。还有,影响剪切率的另一个重要因素是泵中受到剪彩切力作用的液体量,当两个相对运动的表面距离很近时,剪切率较高。在泵的内部,处于紧密配合的泵元件之间的液体将受到高剪切力的影响。凸轮泵的液室内部没有金属之间的接触。此外,有些时候凸轮泵的不接触特性也是它们用于食品应用场合的原因。许多流体具有较高的黏度,如果汁、淀粉等。因此,只能用容积泵来送剪切敏感流体了。
  由于凸轮泵的液室中公差不十分严格,小固体粒子可以在不损坏泵体材料的情况下通过。并且,在凸轮泵中,轴和轴承不在泵送的介质中运转。还有值得一提的是,在凸轮泵的液室中没有金属之间的接触,转矩传递通过液室之外,密封件另一侧的另一套齿轮进行,称为正时齿轮。这样凸轮的工作只是输送流体,因为凸轮不彼此接触,所以它们的持续时间更长。总上所论,在使用凸轮泵时,使用者不需要担心由于泵送磨损性液体而发生轴的磨损,这样凸轮泵的维护成本将降低很多。
  但有一个问题需要注意,在选择泵解决方案时,应该寻求产品完整性和泵送效率之间的最佳平衡。任何设备的寿命周期成本应该是从购买、安装、运行、维护到废弃处理的整个使用寿命的成本,而不是仅仅考虑设备的初始化购买和安装成本。凸轮泵不仅具有正排量技术的优点,还提供了一种在不损坏产品完整的情况下泵送剪切敏感和磨损性液体的解决方案。很明显,在安装主要设备之前,工厂的管理机构出于利益的考虑,应该评估各种解决方案的寿命周期成本。
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