Quali sono le funzioni delle pompe monovite di tipo W?

Pompe monovite tipo W sono pompe volumetriche progettate per la movimentazione di fluidi viscosi, fanghi e materiali sensibili al taglio in tutti i settoi, tra cui il trattamento delle acque reflue, la lavorazione degli alimenti e la produzione chimica. Il loro design eccentrico a rotore singolo consente un flusso continuo e privo di pulsazioni con capacità di autoadescamento fino a 8,5 metri altezza di aspirazione, operando in modo efficiente a pressioni fino a 24 bar (350 psi) e portate che vanno da da 0,5 a 500 m³/h .

Funzioni primarie e principi di funzionamento

Meccanismo di spostamento positivo

La pompa monovite tipo W funziona tramite a principio della cavità progressiva dove un singolo rotore elicoidale (tipicamente metallico) ruota eccentricamente all'interno di uno statore elastomerico a doppia elica. Ciò crea cavità sigillate che trasportano il fluido dall'aspirazione alla porta di scarico senza schiacciare o tagliare il mezzo. L'efficienza volumetrica rimane costante superiore al 75-85% anche con variazioni di viscosità intermedie 1 cP e 1.000.000 di cP .

Funzionalità autoadescanti e di funzionamento a secco

A differenza delle pompe centrifughe che richiedono un'aspirazione allagata, le pompe di tipo W raggiungono capacità di autoadescamento fino a 8,5 metri (28 piedi) verticalmente. La pompa può gestire volumi di aria o gas intrappolati fino a 60% in volume senza perdere l'adescamento, rendendoli ideali per lo svuotamento dei serbatoi e le applicazioni di aspirazione in cui le pompe tradizionali falliscono.

Caratteristiche di gestione dei fluidi

Gestione dei mezzi viscosi e abrasivi

Le pompe di tipo W eccellono con i fluidi che sfidano le tecnologie di pompaggio convenzionali. Si occupano di:

• Fanghi di depurazione con contenuto di solidi fino a 8% in peso e dimensioni delle particelle a 40 mm
• Petrolio greggio con viscosità superiore 10.000 cSt a 40°C
• Sospensioni chimiche tra cui latte di calce, carbone attivo e soluzioni polimeriche
• Prodotti alimentari come yogurt, polpa di frutta e cioccolato degrado di taglio minimo

Specifiche di portata e pressione

Linee guida per l'installazione e il funzionamento

Procedure di installazione corrette

Una corretta installazione garantisce prestazioni e longevità ottimali della pompa di tipo W. I requisiti chiave includono:

1. Precisione dell'allineamento : Mantenere l'allineamento dell'albero all'interno 0,05 mm utilizzando strumenti di allineamento laser per prevenire l'usura prematura dei cuscinetti e dello statore
2. Progettazione della linea di aspirazione : Limitare la lunghezza della linea di aspirazione a massimo 6 metri con diametro uguale o maggiore dell'aspirazione della pompa; evitare gomiti a 90 gradi ove possibile
3. Requisiti della fondazione : Installare su base rigida con Ancoraggio a 4 punti ; la velocità di vibrazione consentita non deve superare 4,5 mm/sec. efficace
4. Compressione dello statore : Assicurarsi che l'interferenza rotore-statore sia corretta; la sottocompressione provoca slittamento e riduzione del flusso, la sovracompressione accelera l'usura

Avvio ed esecuzione dei protocolli

Prima dell'avvio, assicurarsi che il corpo della pompa sia pieno di fluido per evitare danni allo statore durante il funzionamento a secco. Per gli azionamenti a velocità variabile, iniziare da 20-30% velocità massima durante la fase di adescamento, per poi aumentare gradualmente fino alla velocità operativa. Monitorare la stabilizzazione della pressione di scarico all'interno 30-60 secondi ; fluttuazioni di pressione superiori ±10% indicano la presenza di aria o l'usura dei componenti.

Correlazione tra velocità e viscosità

La velocità operativa deve essere correlata alla viscosità del fluido per evitare un'eccessiva generazione di calore e il degrado dello statore. Le linee guida generali raccomandano:

• Fluidi simili all'acqua (1-100 cP): fino a 400 giri al minuto
• Viscosità media (100-10.000 cP): 100-300 giri al minuto
• Alta viscosità (10.000-100.000 cP): 50-150 giri al minuto
• Viscosità molto elevata (>100.000 cP): 10-50 giri al minuto con giacca riscaldata

Applicazioni specifiche del settore

Trattamento delle acque reflue e dei fanghi

Negli impianti di trattamento delle acque reflue municipali e industriali, le pompe di tipo W gestiscono fanghi primari con concentrazione di solidi del 4-8%. e fanghi addensati fino a 12% solidi . La loro capacità di pompare contro pressioni di scarico fluttuanti (tipico nell'alimentazione dei filtri pressa) senza riduzione del flusso li rende superiori alle alternative centrifughe. Una singola pompa W200 può trasferire 60 m³/h di fango digerito a 12 bar di pressione alle apparecchiature di disidratazione in continuo.

Produzione di petrolio e gas

Le applicazioni di pompaggio multifase utilizzano pompe di tipo W per miscele di petrolio greggio/acqua/gas con frazioni volumetriche di gas (GVF) fino al 95% . I sistemi di pompe PC downhole raggiungono capacità di sollevamento di Profondità verticale 500 metri con portate di 50-300 m³/giorno nella produzione di petrolio pesante dove la gravità API è inferiore 20° .

Trasformazione alimentare e farmaceutica

Pompe sanitarie di tipo W con Rotori in acciaio inossidabile 316L e gli statori in nitrile o EPDM conformi alla FDA mantengono l'integrità del prodotto. Gestiscono prodotti sensibili al taglio come lo yogurt (viscosità 2.000-5.000 cP ) a velocità inferiori 200 giri al minuto per preservare la consistenza, ottenendo efficienze volumetriche di 80-90% con compatibilità CIP (Clean-in-Place) a temperature fino a 120°C .

Requisiti di manutenzione e risoluzione dei problemi

Programma di manutenzione preventiva

La manutenzione regolare prolunga ulteriormente la durata utile della pompa di tipo W 20.000 ore di funzionamento . Gli intervalli critici includono:

Problemi operativi comuni

La riduzione della portata indica in genere usura dello statore o aumento del gioco rotore-statore . A Diminuzione del flusso del 10-15%. segnala le esigenze di sostituzione. Vibrazioni eccessive (>7,1 mm/s) spesso derivano da un disallineamento o da un guasto dei cuscinetti. Il monitoraggio della temperatura è fondamentale: temperature dello statore eccessive 80°C accelera l'invecchiamento dell'elastomero e richiede un'immediata riduzione della velocità o misure di raffreddamento.

Selezione e personalizzazione dei materiali

Opzioni dell'elastomero dello statore

La selezione del materiale dello statore determina la compatibilità chimica e la resistenza all'usura:

• NBR (nitrile) : Standard per fluidi a base oleosa, temperature fino a 90°C , eccellente resistenza all'abrasione
• EPDM : Ideale per acidi, basi e acqua calda 120°C ; evitare l’esposizione agli idrocarburi
• FKM (Vitone) : Applicazioni ad alta temperatura a 150°C , resistenza chimica superiore ai solventi aggressivi
• HNBR : Maggiore resistenza all'abrasione per fanghi di perforazione e fanghi minerari, intervallo di temperature Da -30°C a 140°C

Metallurgia del rotore

I rotori standard utilizzano Acciaio legato 4140 con cromatura dura da 0,2-0,3 mm (durezza 65-70 HRC ) per la resistenza all'abrasione. Per applicazioni altamente corrosive, acciaio inossidabile duplex 2205 or acciaio per utensili con rivestimento ceramico prolunga la vita utile di 300-400% in cicli di lavoro gravosi.

Domande frequenti

Cosa differenzia il tipo W dalle altre pompe a cavità progressiva?

Caratteristica delle pompe di tipo W geometria dello statore ottimizzata con design a passo esteso (tipicamente Rapporto del passo del rotore 2/3 ), fornendo una maggiore efficienza volumetrica e una pulsazione ridotta rispetto alle configurazioni standard con passo 1:1. La designazione "W" indica alloggiamenti dei cuscinetti migliorati e sistemi di tenuta in grado di resistere differenziali di pressione più elevati fino a 24 bar per stadio .

Le pompe di tipo W possono funzionare a secco senza danni?

No —Il funzionamento a secco provoca danni immediati allo statore a causa dell'eccessivo accumulo di calore per attrito 200°C in pochi secondi. Installa sensori di protezione contro il funzionamento a secco (basati sulla temperatura o sulle vibrazioni) o garantire la presenza continua di fluido. Alcuni modelli offrono Statori rivestiti in PTFE fornendo 30-60 secondi Tolleranza al funzionamento a secco per applicazioni intermittenti.

In che modo l'altezza di aspirazione influisce sulle prestazioni?

Ciascuno 1 metro di altezza di aspirazione riduce l'NPSH disponibile di 0,1 bar . Al massimo Altezza di aspirazione 8,5 metri , la capacità di flusso diminuisce di circa 15-20% a causa dell'espansione della cavità e dell'aumento dello scorrimento. Per prestazioni ottimali, posizionare le pompe all'interno 3 metri della fonte di fluido durante la manipolazione di mezzi viscosi.

Qual è la durata utile tipica dei componenti della pompa di tipo W?

In condizioni operative normali con acqua pulita, gli statori durano 8.000-12.000 ore ; con liquami abrasivi, aspettatevi 2.000-4.000 ore . I rotori in genere raggiungono 15.000-25.000 ore prima della ricromatura. Le tenute meccaniche richiedono la sostituzione ogni 6.000-10.000 ore a seconda dell'abrasività del fluido e del materiale di tenuta (standard carbonio/ceramica, carburo di silicio per impieghi gravosi).

Le pompe di tipo W sono adatte per applicazioni alimentari?

sì, Pompe di tipo W certificate 3A Sanitary Standard sono available with polished Finiture superficiali Ra 0,8μm , connessioni tri-clamp e materiali conformi alla FDA. Gestiscono prodotti alimentari viscosi a temperature da Da -10°C a 120°C pur mantenendo standard di sicurezza biologica richiesto per applicazioni nel settore lattiero-caseario, bevande e salse.

Considerazioni economiche ed efficienza

Analisi del consumo energetico

Dimostrazione delle pompe di tipo W efficienza complessiva del 55-75% in tutto il loro intervallo operativo, rispetto al 40-60% delle pompe centrifughe in applicazioni viscose. I requisiti di alimentazione seguono la formula: P (kW) = (Q × ΔP) / (36,7 × η) , dove Q è la portata in m³/h, ΔP è la pressione in bar e η è l'efficienza. Per l'erogazione di una pompa W100 20 m³/h a 8 bar , il consumo energetico è approssimativo 4,2 kW con un'efficienza del 75%.

Costo totale di proprietà

Mentre i costi di capitale iniziali corrono 20-40% in più Rispetto alle alternative centrifughe, le pompe di tipo W riducono i costi del ciclo di vita attraverso:

• Minore consumo energetico : risparmio del 15-25% sui fluidi viscosi
• Manutenzione ridotta : Meno parti soggette ad usura rispetto alle pompe a ingranaggi o a lobi
• Affidabilità del processo : disponibilità del 99% in installazioni adeguatamente mantenute
• Recupero del prodotto : La manipolazione delicata riduce gli sprechi nelle applicazioni sensibili al taglio 5-10%