Центrobeжный насос против диафрагмы: различия в производительности, перекачиваемых жидкостях и выборе

При сравнении центробежных и диафрагмных насосов центробежные насосы обычно предпочтительны для непрерывной, относительно плавной работы с высоким расходом при низкой и умеренной вязкости, в то время как диафрагмные насосы предпочтительны для объемного дозирования, периодической перекачки, схем с самовзаимодействием, жидкостей более высокой вязкости или работ, которые выигрывают от возможности сухого хода и перекачки твердых частиц, доступных в конкретной конструкции. Ни один из типов не является универсально лучшим. Выберите на основе расхода, давления, вязкости, твердых частиц, чувствительности к сдвигу, условий всасывания, допуска на утечки, пульсации, диапазона регулирования, материалов, энергии, воздуха или электричества, а также данных по обслуживанию для конкретной жидкости.

Настоящее руководство представляет собой предварительную основу для проектирования и закупки, а не замену утвержденному проекту объекта, действующим нормативным требованиям, инструкциям производителя или квалифицированному надзору на площадке. Электротехнические работы, испытания под напряжением, подъемные работы, работы в замкнутых пространствах, работы по обеспечению пожарной безопасности, земляные работы, работа с опасными жидкостями, сточными водами и системами под давлением требуют применения специализированных процедур и компетентного персонала. При устранении неисправностей сохраняйте работоспособность автоматической защиты и доступность системы. Если фактическая жидкость, режим работы, условия на площадке или применимые требования отличаются от принятых допущений, остановите работы и получите пересмотренное техническое заключение.

Сравните принципы работы

Центробежный насос использует вращающееся рабочее колесо для увеличения скорости и напора. Его подача изменяется при изменении сопротивления системы, и обычно он работает наилучшим образом в пределах заданного диапазона характеристической кривой. Мембранный насос циклически изменяет объем камеры с помощью гибкой мембраны и обратных клапанов, перемещая дискретный объем за каждый ход. Многие конструкции мембранных насосов относятся к объемным, поэтому они могут создавать давление при наличии препятствия до тех пор, пока не будет достигнут путь сброса, предел привода или предел прочности компонента. Их подача может быть более прямо связана с частотой ходов или циклов, но носит пульсирующий характер, если не сглажена демпфером. Точное поведение зависит от того, является ли мембранный насос насосом с пневматическим приводом, с механическим приводом, с гидравлическим приводом или дозирующего типа. В сравнении должны быть указаны конкретные конструкции; общие категории не заменяют данные моделей.

Согласование расхода, давления и отклика системы

Центробежные насосы обычно обеспечивают плавный поток и могут быть эффективны при больших непрерывных нагрузках, когда рабочая точка находится вблизи проектной зоны. Дросселирование или изменение скорости смещают их рабочую точку. Мембранные насосы могут поддерживать подачу при изменяющемся давлении в пределах ограничений по проскальзыванию, сжимаемости, обратным клапанам и приводу, что подходит для дозирования или перекачки с переменным сопротивлением. Их пульсация может влиять на трубопроводы, приборы, шланги и технологический контроль; могут потребоваться гасители пульсаций и правильный подбор диаметра труб. Никогда не перекрывайте напорную линию насоса объемного типа без утвержденной линии сброса или регулятора давления. Составьте расчетные случаи для нормального, минимального, максимального режимов, пуска, заблокированной линии и очистки. Сравните требуемый диапазон расхода и давление на нагнетании с характеристиками, данными по производительности и допустимой рабочей зоной каждого производителя.

Оценить вязкость, содержание сухих веществ, газ и сдвиг

Характеристики центробежного насоса могут существенно изменяться по мере роста вязкости из-за увеличения трения и гидравлических потерь. Стандартные конструкции могут терять заливку или производительность при попадании газа на всасывание, хотя существуют специализированные центробежные конфигурации. Мембранные насосы могут перекачивать множество вязких, содержащих газ, чувствительных к сдвигу или содержащих твердые частицы жидкостей, с учетом ограничений по клапанам, проходным сечениям, мембранам, скорости и материалам. Твердые частицы могут препятствовать закрытию обратного клапана мембранного насоса, в то время как волокнистый материал может засорить насос любого типа. Крупные частицы, абразивность, склонность к осаждению и концентрация твердых частиц должны быть указаны конкретно, а не обобщаться как «грязная вода». Для чувствительных эмульсий, полимеров, пищевых продуктов, суспензий или химикатов запрашивайте требования к сдвиговым усилиям, загрязнению и очистке. Данные испытаний на реальной жидкости полезнее, чем общий список областей применения.

Таблица решений по проекту

Сравните поведение при всасывании, заливке и работе в сухом режиме

Многим центробежным насосам требуется заполненный всасывающий патрубок или отдельное заливочное устройство; обычные насосы с всасыванием на конце не являются самовсасывающими. Допустимый кавитационный запас должен превышать требуемый запас в соответствии с проектными критериями. Некоторые диафрагмальные насосы могут самовсасывать и допускать работу всухую, но высота всасывания, частота циклов, состояние клапанов, температура эластомера и характеристики паров жидкости по-прежнему ограничивают производительность. Насосы с пневматическим приводом также зависят от чистого сжатого воздуха достаточного размера и при определенных условиях могут обмерзать или терять производительность. Смятие всасывающего шланга, утечки воздуха, трубопроводы недостаточного размера и высокая вязкость влияют на оба типа. Запрашивайте характеристики самовсасывания при реальной высоте подъема и реальной жидкости, а не по результатам испытаний на воде в идеальных условиях.

Сравните мощность, управляемость, уровень шума и ресурс работы

Эффективный электрический центробежный насос может обеспечить низкие затраты энергии при стабильной непрерывной работе, особенно при подходящем управлении с регулируемой скоростью. Насос с пневматическим приводом мембранного типа преобразует сжатый воздух, который может быть дорогим в производстве и шумным, обладая при этом простыми характеристиками остановки при перегрузке и преимуществами для взрывоопасных зон в некоторых сертифицированных системах. Мембранные насосы с электрическим или механическим приводом имеют другие характеристики эффективности и управления. Сравните общие коммунальные затраты, двигатель или пневматическую систему, средства управления, оборудование для сглаживания пульсаций, клапаны, предохранительные устройства, фундаменты, шланги, запасные части и трудозатраты. Техническое обслуживание центробежных насосов обычно сосредоточено на уплотнениях, подшипниках, изнашиваемых кольцах и центровке; обслуживание мембранных насосов сосредоточено на мембранах, запорных шариках или клапанах, седлах, воздушных клапанах и крепежных деталях. Используйте ожидаемые циклы и совместимость с жидкостями для оценки потребности в обслуживании.

Выберите материалы и проверьте границы закупок

Перечислите все смачиваемые материалы: корпус, рабочее колесо, диафрагму, шарики, седла, вал, поверхности уплотнения, прокладки, эластомеры, крепежные детали и покрытия. Для проверки совместимости требуются химические наименования, концентрация, температура, чистящие жидкости, твердые частицы и аварийные режимы. Само по себе название металла не определяет пригодность уплотнения или диафрагмы. Определите соединения, номинальные давления, сброс, дренаж и вентиляцию, герметичность, обнаружение утечек, заземление, ограждения, основание или тележку, приборы, подготовку воздуха, электродвигатель, привод, средства управления, испытательную жидкость и документацию. Если область применения включает требования по взрывобезопасности или гигиене, привлеките ответственных специалистов и действующие разрешения. Самый безопасный выбор — это модель, подтвержденная полными данными о жидкости и условиях эксплуатации, а не тип с наибольшим списком теоретических преимуществ.

Акт закупки и приемки

Полное сравнение поставщиков должно использовать один общий лист данных. Разместите наверху расчётные и альтернативные рабочие точки, характеристики жидкости, температуру, содержание твёрдых частиц, высоту над уровнем моря, электропитание, систему управления, монтаж, часы работы, количество, место назначения и требуемую документацию. Унифицируйте различия в объеме поставки перед сравнением цены или эффективности. Запросите сертифицированную кривую или данные по производительности, потребляемую мощность, рабочие пределы, материалы, габариты, массу, патрубки, электродвигатель или привод, контроллер, вспомогательное оборудование, испытания, консервацию, запасные части, инструкции по монтажу и границы гарантии. Фиксируйте каждое отклонение и нерешенное допущение. Во время технического рассмотрения сопоставляйте каждую предложенную характеристику с исходными данными проекта, вместо того чтобы присуждать баллы за функции, которые не требуются для данной рабочей задачи. Во время пусконаладочных работ измеряйте те же переменные, которые использовались при выборе, чтобы полученный при установке результат можно было сравнить с исходным обоснованием. Если условия на объекте отличаются, обновите расчет и получите одобрение ответственного лица перед изменением оборудования или уставок защиты.

Как эта тема связана с оборудованием BORRAPUMP

Это руководство поддерживает предварительное рассмотрение центробежный насос против мембранного насоса маршрут применения. Он не назначает окончательную модель и не утверждает, что одна стандартная конфигурация подходит для каждого проекта. Отправьте рабочие точки, данные о жидкости, чертеж площадки, электропитание, систему управления, количество, пункт назначения, требуемые согласования и объем инспекции, чтобы предложенное изделие можно было проверить на соответствие реальным условиям эксплуатации.

Связанные технические руководства BORRAPUMP

• повысительный насос против центробежного насоса
• Руководство по консольным насосам
• самовсасывающий насос против несамовсасывающего насоса

Авторитетные источники и дальнейшее изучение

Насосные системы Министерства энергетики США; Ресурсы Гидравлического института; Управление технологической безопасностью процессов OSHA. Эти источники обеспечивают общий контекст безопасности, экологии или инженерно-технический контекст. Действующие принятые правила, проектные одобрения и инструкции к оборудованию остаются приоритетными.

Обучающее видео от saVRee: Как работают центробежные насосы. В нем объясняются основные принципы, и он не заменяет проектно-специфические инструкции.

Часто задаваемые вопросы

Какой насос лучше подходит для высокого расхода?

Центробежный насос часто подходит для режима непрерывной подачи с высоким расходом, но необходимо проверить фактические параметры работы, перекачиваемую жидкость, напор, КПД и рабочий диапазон.

Может ли диафрагменный насос работать при закрытом клапане?

Насос объемного типа может создавать разрушающее давление. Обеспечьте утвержденный путь для сброса или регулирования давления и никогда не рассчитывайте на то, что остановки будет достаточно.

Какой тип лучше справляется с вязкими жидкостями?

Мембранные насосы часто подходят для более высокой вязкости, но ограничения, касающиеся проходных сечений клапанов, скорости, высоты всасывания, температуры и материалов, по-прежнему действуют.

Все ли диафрагменные насосы имеют пневматический привод?

Нет. Конструкции включают пневматические, механические, гидравлические и дозирующие устройства с различными характеристиками и органами управления.

Контрольная точка финального проекта

Перед размещением заказа или изменением параметров сверьте утвержденные рабочие характеристики и чертежи с данными поставщика, материалами, размерами, массами, подключениями, приводом, средствами управления, принадлежностями, защитой, объемом испытаний, документацией, запасными частями, методом монтажа, доступом для технического обслуживания и требованиями к месту назначения. Зафиксируйте оставшиеся допущения и назначьте ответственных за их урегулирование. Окончательная принятая информация должна служить основой для монтажа, пусконаладки и последующего технического обслуживания.