werden lang voor centrifugaalpompen ontwikkeld. Vloeistof wordt positief verplaatst uit een vaste-volume container. Positieve verdringerpompen zijn in staat om hoge druk te ontwikkelen terwijl ze werken bij lage zuigdrukken. Ze worden meestal aangeduid als constant-volume pompen. In tegenstelling tot centrifugaalpompen wordt hun capaciteit niet beïnvloed door de druk waartegen ze werken. De stroom wordt meestal geregeld door de snelheid van de pomp te variëren of door te recyclen. Verdringerpompen zijn onderverdeeld in twee groepen: roterende en zuigerpompen.

roterende pompen

roterende pompen zijn gewoonlijk beperkt tot diensten waarbij de vloeistofviscositeit zeer hoog is of het debiet te klein is om economisch door andere pompen te kunnen worden gehanteerd. Roterende pompen worden vaak gebruikt om smeeroliën te circuleren door motoren, turbines, reductietandwielen en lagers voor procesmachines. Rotatiepompen verplaatsen een vaste hoeveelheid vloeistof voor elke omwenteling van de bestuurdersas. Ze hebben verschillende pompelementen zoals schoepen, lobben, tandwielen en schroeven. Fig. 1 illustreert drie (intern tandwiel, extern tandwiel en schroef) van de meest gebruikte roterende pompen in productie-operaties.

• 

  fig. 1-veelgebruikte roterende pompen.

De meeste fabrikanten beoordelen roterende pompen naar capaciteit (d.w.z. doorlopend). Capaciteit is de totale vloeistofverplaatsing van de pomp minder slip. Slip is de hoeveelheid vloeistof die lekt van de hogere druk ontlading naar de lagere druk zuiging. Slip treedt op omdat alle roterende pompen ruimte tussen de roterende elementen en pompbehuizing vereisen. Deze openingen zorgen voor een lekpad tussen de afvoer-en zuigzijde. Een pomp met grote speling, vanwege bewerkingstoleranties of slijtage, vertoont een proportioneel grotere slip. Rotatiepompen kunnen niet-smeerbare vloeistoffen zoals water of vloeistoffen die harde of schurende deeltjes bevatten, niet verplaatsen. Rotatiepompen kunnen grote hoeveelheden lucht of damp gedurende korte tijd verplaatsen zonder prime te verliezen.

roterende pompen zijn zelfaanzuigend, maar zijn niet ontworpen om langdurig droog te blijven. Voor de beste werking moet er voldoende vloeistof in de zuigpoort zijn om de pompkamer volledig gevuld te houden.

Fig. 2 illustreert de relatie tussen snelheid, volumetrische efficiëntie en verplaatsing van een roterende verdringerpomp. De principes van de werking van een aantal van de meest voorkomende soorten roterende pompen worden hierna beschreven.

• 

  Fig. 2-relatie tussen snelheid, volumetrische efficiëntie en verplaatsing van een roterende verdringerpomp.

  Schuifvaan

  een verzameling schoepen is gemonteerd in een rotor waarin de schoepen in en uit de rotor schuiven. De rotor is midden in de behuizing gemonteerd. Als de schoepen langs de zuigpoort draaien, schuiven ze uit de rotor terwijl ze constant contact houden met de behuizing. Veren of sealer ringen helpen houden de schoepen tegen de behuizing, dus de schoepen maken een nauwe afdichting, of passen, tegen de behuizing muur. Gevangen vloeistof wordt gedwongen van de zuigpoort naar de afvoerpoort.

  het ontwerp met schuifdeuren is geschikt voor het leveren van gemiddelde capaciteit en kop. Ze leveren een constant debiet voor een ingestelde rotorsnelheid. Ze werken goed met vloeistoffen met een lage viscositeit en zijn enigszins zelfcompenserend voor slijtage. Ze zijn niet geschikt voor gebruik met zeer viskeuze vloeistoffen (dikkere vloeistoffen interfereren met de glijdende werking van de schoepen). Een groot slijtagegebied ontstaat door de wrijving tussen de schoepen en de cilinder.

  flexibele schotel. De flexibele schoep is vergelijkbaar met de schuifvaan, behalve dat de schoepen zijn over het algemeen een zacht, buigzaam materiaal en zijn integraal met de rotor. Als de rotor draait, buigen de schoepen en voldoen aan de excentrieke vorm van de cilinder. Ze zijn eenvoudig, goedkoop, en zijn in staat om een vacuüm te ontwikkelen. Ze mogen niet opdrogen en mogen alleen worden gebruikt met lagetemperatuurvloeistoffen en in toepassingen met een lage kop.

  Buitenversnelling

  De buitenversnelling bestaat uit twee gelijkmatige tandwielen, een bestuurder en een stationair toerental, die in een behuizing draaien. Als de tandwielen unmesh aan de zuigzijde van de pomp, een vacuüm wordt gevormd. Druk dwingt de vloeistof in de pomp waar de vloeistof wordt gedragen tussen de tandwielen en de behuizing naar de ontladingspoort. Bij de ontlading creëert het mengen van de tandwielen een grens die voorkomt dat de vloeistof terugkeert naar de zuigkracht. Tandwielpompen werken even goed wanneer ze in beide richtingen worden aangedreven. Er moeten voorzorgsmaatregelen worden genomen om ervoor te zorgen dat de rotatie van de as correct is wanneer speciale voorzieningen worden gebruikt, zoals ingebouwde ontlastkleppen of een ontluchtingsrug van de asafdichting.

  Er zijn ook modellen die meerdere tandwielen op één as gebruiken om meer capaciteit te produceren. Externe Tandwielpompen zijn compact en kunnen hoge druk produceren. Ze zijn zeer geschikt voor zeer viskeuze vloeistoffen. Ze zijn gemakkelijk vervaardigd in een breed scala van materialen om compatibiliteit met de verpompte vloeistoffen te garanderen. Vanwege hun nauwe toleranties, zijn ze beperkt tot schone-vloeistof toepassingen.

  Binnenversnelling

  De binnenversnelling is in principe vergelijkbaar met de buitenversnelling, behalve dat de aandrijfas een ringversnelling met inwendige tanden draait. De externe tandwiel (stationair) draait op een offset centrum en mazen met de aandrijving tandwiel door slechts een segmentale Boog van rotatie. Een vaste halvemaanvormige filter neemt de ruimte tussen interne – en externe-tand-tand tips tegenover het gaas punt. Als de tandwieltanden zich bij de ingangspoort ontkoppelen, komt er vloeistof binnen in de tandruimte van elk tandwiel en wordt deze naar de afvoerpoort gebracht. Het mengen van de twee tandwielen en de verwijdering van de tandruimte dwingt vloeistof uit de pomp.

  zijdelingse Tandwielpompen worden gebruikt in toepassingen met een lage kop. Ze zijn beperkt tot een maximale tegendruk van 100 psi en vereisen een overdrukklep aan de ontladingszijde. Omdat kleine klaringen bestaan, kunnen ze niet omgaan met vloeistoffen die vaste stoffen bevatten. De fabrikant moet altijd worden geraadpleegd voordat een tandwielpomp wordt gebruikt met vaste stoffen die met vloeistof omgaan.

  kwab

  Kwabpompen werken op dezelfde wijze als Tandwielpompen, behalve dat de roterende elementen twee, drie of vier kwabben hebben in plaats van tandwieltanden. Kwabben kunnen elkaar niet besturen, dus tandwielen worden gebruikt. De kwabben komen nooit met elkaar in contact zodat de pomp droog kan laten lopen. Lobben worden gebruikt waar productintegriteit moet worden gehandhaafd en in toepassingen waarbij vloeistoffen afschuifgevoelig zijn. Het grote volume tussen de behuizing en de lobben maakt het mogelijk om veel producten te verpompen zonder het product zelf te beschadigen. Een groot voordeel is dat er geen metaal-op-metaal contact is tussen de lobben, waardoor de mogelijkheid dat sporen van ijzer, staal of andere pomp-bouwmaterialen in het product terechtkomen vanwege slijtage sterk wordt verminderd. Aan de andere kant zijn ze duurder dan tandwiel-of schoeppompen en zijn ze moeilijk te repareren en te onderhouden.

  schroef

  schroefpompen kunnen één-rotor (progressieve holte) of meerdere-rotor (in elkaar grijpende) ontwerp zijn. Schroefpompen zijn relatief hoge snelheidspompen, maar vanwege de omkering van de stroom die nodig is om de zuigpassage binnen te komen, kan NPSH vaak een probleem zijn. Schroefpompen worden gebruikt voor high-head toepassingen; ze zijn de meest voorkomende roterende pomp type in gebruik bij de productie van operaties.

  enkele schroef

  in het ontwerp met één schroef wordt de vloeistof opgesloten tussen de loopvlakken van een roterende schroef en de loopvlakken van het inwendige stationaire element. Deze pompen worden gebruikt voor viskeuze vloeistoffen en vloeistoffen met een hoog gehalte aan vaste stoffen. Ze kunnen aanzienlijke zuiglift en relatief hoge druk produceren. Ze kunnen vloeistoffen, variërend van schoon water tot slib, aan zonder de klaringen of componenten te veranderen. Aan de andere kant zijn ze duur, omvangrijk en moeilijk te onderhouden, en vervangende onderdelen zijn duur.

  meervoudige schroef

  bij het ontwerp met meerdere schroeven stroomt de vloeistof tussen een centrale aandrijfschroef en een of meer draaischroeven in een nauwsluitende behuizing. In pompen met twee schroeven worden beide assen aangedreven met tandwielen. In pompen met drie schroeven worden de schroefsporen gesneden, zodat één schroef de andere twee kan aandrijven. De rotatie van de schroeven produceert een vacuüm bij de inlaat, beweegt de vloeistof door de pomp, en levert de vloeistof aan de ontlading. In kleine formaten worden ze gebruikt om smeerolie te leveren aan motoren en industriële machines. In tussengroottes worden ze gebruikt in kantoorgebouwen als bron van hydraulische energie om liften te bedienen. In grote maten worden ze gebruikt voor het laden en lossen van binnenschepen en tankers.

  zuigerpompen

  zuigerpompen verplaatsen de vloeistof door middel van een constante heen-en-weer beweging van een zuiger, zuiger of diafragma binnen een vast volume of cilinder. Zuigerpompen kunnen viskeuze en schurende vloeistoffen verwerken. Het zijn machines met een lage snelheid vergeleken met centrifugale en roterende pompen. Ze bieden een hogere efficiëntie, over het algemeen 85 tot 94%, dus ze vereisen minder pk. Zuigerpompen zijn het meest geschikt voor toepassingen met hoge druk en lage volumes. Ze vereisen vaak pulsatiedempers vanwege de pulserende aard van de stroom. Ze hebben hogere geïnstalleerde kosten (meestal gecompenseerd door hogere efficiëntie) en hogere onderhoudskosten dan centrifugale of roterende pompen.

  zuiger en zuigerpompen

  In zuigerpompen beweegt een zuiger door een stationaire verpakte afdichting en wordt in en uit een vloeistofholte geduwd. In zuigerpompen duwt een zuiger die heen en weer beweegt binnen een vloeistofholte de vloeistof uit de cilinder. Beweging van ofwel de zuiger of zuiger zorgt voor een afwisselende toename en afname van de stroom. Als de zuiger of zuiger achteruit beweegt, neemt het beschikbare volume in de cilinder toe en opent een zuigklep om de vloeistof toe te staan om de cilinder binnen te gaan via een eenrichtingszuigklep. Naarmate de zuiger of zuiger naar voren beweegt, neemt het beschikbare volume in de cilinder af, neemt de druk van de vloeistof toe en wordt de vloeistof via een eenrichtingsafvoerklep naar buiten gedwongen.

  efficiëntie blijft hoog, ongeacht het hoofd of de snelheid (neemt bij toenemende snelheid licht af). Omdat zuigerpompen met lagere snelheden werken dan centrifugaalpompen of roterende pompen, zijn ze beter geschikt voor het hanteren van viskeuze vloeistoffen. Ze kunnen hoge drukken en grote capaciteiten produceren en zijn zelfaanzuigend. Aan de andere kant vereisen ze meer onderhoud vanwege het grote aantal bewegende delen. Ze zijn zwaarder in gewicht en vereisen meer vloeroppervlak dan centrifugaalpompen of roterende pompen. Bovendien zijn ze slecht in het hanteren van vloeistoffen met vaste stoffen die de neiging hebben om kleppen en stoelen eroderen. Zuiger – en zuigerpompen vereisen grotere NPSH ‘ s vanwege pulserende stroom en drukval door de kleppen. Als gevolg van pulserende stroom vereisen ze speciale aandacht voor zuig – en ontladingsleidingen om zowel akoestische als mechanische trillingen te voorkomen.

  membraanpompen

  Fig. 3 toont een typische vloeistof (gas-, lucht-, of vloeistof-aangedreven) membraanpomp. Het werkingsprincipe is vergelijkbaar met zuiger – en zuigerpompen, behalve dat er in plaats van een zuiger of zuiger een flexibel pulserend diafragma is dat de vloeistof verplaatst. Variërende druk van de vermogensvloeistof aan één zijde van het membraan zorgt ervoor dat het membraan afbuigt door vloeistof in de kamer aan de pompzijde te trekken of de vloeistof uit de kamer aan de pompzijde af te voeren. Membraanpompen zijn geschikt voor het verpompen van vloeistoffen die viskeuze, erosieve, corrosieve, of die grote hoeveelheden vaste stoffen bevatten. Bovendien zijn membraanpompen zelfaanzuigend, kunnen periodiek zonder vloeistoffen draaien en zijn ze goedkoop te repareren omdat ze geen vullingsbox hebben en weinig bewegende onderdelen hebben.

  • 

    fig. 3-membraanpomp.

    membraanpompen zijn beperkt tot kleine debieten (90 gal/min), matige ontladingsdrukken en matige temperaturen. Ze vereisen frequent onderhoud en vertonen vermoeidheid falen met de tijd. Lekken kunnen een gevaar veroorzaken door het mengen van power fluid met de procesvloeistof. Gas- / lucht-aangedreven membraanpompen worden vaak gebruikt als sump pompen.

    Het is mogelijk een diafragma te gebruiken om een zuiger of zuigerpomp aan te drijven. Dit type pomp wordt vaak gebruikt voor chemische injectie omdat het goed geschikt is voor toepassingen met een laag volume en grote kop, en de snelheid kan worden geregeld door een gasklep op de voedingsvloeistof.

    overwegingen betreffende de prestaties van de Zuigerpomp

    zuigerpompen zijn pompen met constant volume. Variaties in de ontladingsdruk hebben geen invloed op het debiet. Omdat deze pompen dezelfde capaciteit blijven leveren, kan elke poging om de ontladingsstroom te beperken de pompbehuizing en/of de ontladingsleidingen overdruk geven. Er mag dus nooit een zuigerpomp worden gestart of bediend met een gesloten ventiel voor ontlading. Flow wordt geregeld door snelheid.

    capaciteit

    De capaciteit van een zuigerpomp is de cilinderverplaatsing minder slip. Voor een enkelwerkende cilinder kan de cilinderverplaatsing worden bepaald met

    (Eq. 1)

    voor dubbelwerkende cilinders kan de cilinderverplaatsing worden bepaald door

    (Eq. 2)

    waarbij

    s = cilinderverplaatsing

    A = zuiger-of zuigeroppervlak

    a = zuiger-staaf dwarsdoorsnede

    LS = slaglengte

    N = toerental

    m = aantal zuigers of plungers.

    Slip is het capaciteitsverlies als percentage van de cilinderverplaatsing als gevolg van volumetrische efficiëntie, vulling-boxverliezen en klepverliezen. Volumetrische efficiëntie (niet te verwarren met mechanische efficiëntie) is normaal 95 tot 97%. De efficiëntie wordt ook verminderd bij het pompen van een lichte koolwaterstof die een zekere mate van samendrukbaarheid heeft.

    de pompcapaciteit kan worden bepaald uit

    (Eq. 3)

    waarbij

    q = pompcapaciteit.

    toerental

    toerental is de primaire factor die zowel de capaciteit van een zuigerpomp als de onderhoudskosten bepaalt. Hardlopen op hoge snelheden verkort de levensduur van de verpakking en verhoogt de versnelling-en vertragingskrachten op alle bewegende componenten. Werken onder de maximale “nominale” snelheid kan voordelig zijn wanneer de pomp onbeheerd wordt bediend, wanneer er geen reserveonderdelen en geen Stand-By zijn, wanneer er een hoge straf is voor uitvaltijd, wanneer het onderhoud van de eenheid slecht is, wanneer een lange levensduur gewenst is en wanneer de NPSH marge laag is. Werken bij de maximaal nominale toerentallen vereist:

    • schone, koele vloeistoffen
    • uitstekende leidingindeling met vast aangebrachte leidingen
    • goede NPSH-marge
    • solide fundering
    • goed ontworpen pulsatiedempers
    • goed onderhoud

    wanneer het noodzakelijk wordt om boven de maximumsnelheden te werken, moet zeer veel aandacht worden besteed aan alle ontwerp -, bedrijfs-en onderhoudsdetails.

    Installatierichtsnoeren

    indien verdringerpompen op de juiste wijze worden geïnstalleerd en bediend, kunnen lange tijd bevredigende prestaties worden gerealiseerd. Deze pompen worden vervaardigd in een verscheidenheid van ontwerpen voor veel verschillende diensten. De instructies van elke fabrikant moeten zorgvuldig worden opgevolgd voor specifieke machines of toepassingsapparatuur. De volgende discussie heeft betrekking op algemene installatierichtlijnen voor oscillerende verdringerpompen.

    funderingen en uitlijning

    De meeste funderingen van pompen zijn gemaakt van gewapend beton. De pomp en de bestuurder worden vastgeschroefd op een gietijzeren of stalen basisplaat, die met ankerbouten aan de betonnen fundering is bevestigd. Kleine pompen hebben een fundering nodig die groot genoeg is voor de basisplaatconstructie. Grote pompen vereisen een fundering die drie tot vier keer het gewicht van de pomp en de bestuurder is.

    installatie van de ankerbouthuls

    elke ankerbout is voorzien van een sluitring en wordt door een pijpkoker gevoerd met een diameter die drie tot vier keer groter is dan de bout. De bout-huls unit wordt in het beton geplaatst op de vooraf bepaalde bodemplaat gat posities. De flexibiliteit in de mouwring maakt het mogelijk om kleine aanpassingen te maken in de boutpositie voordat de betonnen fundering is ingesteld.

    metalen afstellingen

    metalen vulplaten worden gebruikt om de pomp op de fundering te plaatsen. Aanpassingen worden gedaan totdat de pompas en flenzen volledig vlak zijn. De uitlijning tussen de pomp en de bestuurder wordt vervolgens aangepast voordat de pomp wordt aangesloten op de zuig-en afvoerleidingen. De laatste moet zijn uitgelijnd tijdens de eerste positionering van de grondplaat.

    Grouting

    vanwege de spanning van de leiding moet het gehele pompsysteem opnieuw worden gecontroleerd voor uitlijning zodra de leiding stevig is vastgeschroefd. Als de uitlijning van de aandrijving niet is gewijzigd door het vastbouten van de leidingen, wordt de ruimte tussen de grondplaat en betonfunderingen gevuld met voegen. Voegen moet voldoende vloeistof om alle beschikbare ruimte onder de grondplaat te vullen.

    overwegingen betreffende Bedrijfstemperatuur

    Het is van essentieel belang dat de uitlijning tussen de leiding, de pomp en de bestuurder niet verandert. Idealiter moeten alignments worden gemaakt bij de bedrijfstemperatuur na de eerste koude uitlijning van het pompsysteem, waardoor alle uitlijning veranderingen als gevolg van thermische uitzetting.

    leiding

    naast de keuze van bedrijfssnelheden is een goed leidingontwerp de belangrijkste overweging bij het ontwerp van pomp-installatie. Slechte leidingen zijn vaak het gevolg van gebrek aan aandacht voor details, wat kan leiden tot meer dan gemiddelde stilstandtijd, hogere onderhoudskosten en verlies van het vertrouwen van het operationele personeel.

    De zuigleidingen moeten direct, bochtvrij, zo kort mogelijk en ten minste één nominale pijpgrootte groter zijn dan de pomp-zuigaansluiting. Directionele leidingen veranderingen moeten worden gemaakt met lange-radius ellebogen. In de zuigleiding moet een volledig openende blokklep worden geïnstalleerd. Het aanzuigvat moet voldoende retentietijd hebben voor de ontwikkeling van vrij gas en moet zijn uitgerust met een vortexbreker bij het afvoermondstuk. De afzuig-en bypass-leidingen moeten het vat onder het minimale vloeistofniveau binnendringen.

    Aanzuigleidingen moeten zo groot zijn dat de snelheidsgrenzen niet worden overschreden. Excentrische verloopstukken met de vlakke zijde naar boven moeten worden gebruikt in plaats van concentrische verloopstukken. Zuigleidingen moeten een zuigzeef en een pulsatiedemper bevatten. Zuigzeven mogen niet worden geïnstalleerd, tenzij regelmatig onderhoud kan worden verzekerd. Een vloeistof-hongerige toestand als gevolg van een aangesloten zeef kan meer schade aan de pomp dan vaste stoffen inname veroorzaken.

    de afvoerleiding moet direct zijn, vrij van overmatige bochten en ten minste één nominale buisgrootte groter dan de pomp-afvoeraansluiting. Directionele leidingen veranderingen moeten worden gemaakt met lange-radius ellebogen. Concentrische reductoren kunnen worden gebruikt, maar ze moeten zo dicht bij de pomp als praktisch worden geplaatst. Om priming en starten te vergemakkelijken, moet een bypass (recycle) lijn met terugslagklep en blokklep worden geïnstalleerd op de zuigbron. Indien in de eerste installatie geen pulsatiedemper is opgenomen, moet een flensverbinding aanwezig zijn indien pulsatiedemping vereist kan zijn. Een ontlastklep moet vóór de afvoerventiel worden geïnstalleerd, in het geval van overdruk in de afvoerleiding optreedt.

    Pulsatieoverwegingen

    De stroom van een zuigerpomp is niet uniform. De oscillerende beweging van de plunjers veroorzaakt storingen (pulsaties) die met de snelheid van het geluid van de pompcilinder naar het leidingsysteem reizen. Pulsaties zijn een functie van de zuiger/plunjer snelheid van de pomp, interne kleppen, en operationele snelheid. Pulsaties zorgen ervoor dat het drukniveau van het systeem fluctueert met betrekking tot de tijd.

    Zuigpulsaties kunnen ertoe leiden dat het drukniveau onmiddellijk onder de vloeistofdampdruk daalt, wat resulteert in cavitatie. Caviatie kan het uitvallen van pomponderdelen veroorzaken, zoals:

    • kleppen
    • Kruiskoppen
    • staven
    • enz.

    Caviatie kan ook hoge trillingen in leidingen veroorzaken die resulteren in het falen van:

    • ventilatieopeningen
    • afvoeren
    • Ijklijnen

    normale buisklemmen en steunen zijn mogelijk niet effectief bij het beheersen van deze trillingen.

    pulsaties kunnen worden versterkt door de akoestische resonanties van het leidingsysteem, wat resulteert in storingen aan het uiteinde van de pomp en storingen aan de leiding als gevolg van het schudden als gevolg van drukpulsatie. Voor eenvoudige leidingen en lage tot matige pompsnelheden worden pulsatiedempers gebruikt om de effecten van pulserende stromen te verzachten. Pulsatiedempers worden normaal gesproken zowel op de zuig-als op de ontlading geïnstalleerd. Dempers kunnen worden gevuld met vloeistof, gas-gedempt, of tuned akoestische filters. Voor gecompliceerde leidingen met meerdere pompen en hoge pompsnelheden worden akoestische filters gebruikt.

    het ontwerp van een pulsatiedempingssysteem valt buiten het toepassingsgebied van dit hoofdstuk. Speciale expertise is nodig voor het analyseren en regelen van pulsaties in multipump installaties.

    Nomenclature

    s	=	cylinder displacement
    A	=	plunger or piston area
    a	=	piston-rod cross-sectional area
    LS	=	stroke length
    N	=	speed
    m	=	number of pistons or plungers
    q	=	pump capacity

    Use this section for citeren van items waarnaar in de tekst wordt verwezen om uw bronnen te tonen.

    Opmerkelijk papieren in OnePetro

    u kunt dit gedeelte Gebruiken om een lijst van de papieren in OnePetro dat een lezer die meer wil weten moet zeker lezen

    in dit gedeelte vindt u links naar relevant materiaal op andere websites dan PetroWiki en OnePetro

    Zie ook:

    PEH:Pompen

    Pompen

    Centrifugaal pompen

    Pomp drivers