г. Москва, ул. Зорге
д. 15, корп. 1

+7 (495) 727-27-11

Пн-Пт с 9:00 до 18:00

info@pumps-seals.ru

Помощь и вопросы

Обратный звонок
Обратный звонок

ПРЕИМУЩЕСТВА И ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ (ЛАМИНАРНЫХ) НАСОСОВ ОНЛ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Бендерович Виктор Анатольевич, технический директор ООО «НИУ»;
Лунаци Эрнест Джинович, инженер ООО «НИУ»;
Шеина Анна Евгеньевна, инженер ООО «НИУ».
E-mail: info@t2100.ru

Проточная часть винтового насоса
Рис. 1. Проточная часть винтового насоса 

проточная часть кулачкового насоса

проточная часть кулачкового насоса

а

б

проточная часть шестеренного насоса с внутренним зацеплением

проточная часть шестеренного насоса с внешним зацеплением

 

в

 

г

Рис. 2. Проточные части кулачковых и шестеренных насосов
а, б – проточные части кулачковых насосов;
в, г – проточные части шестеренных насосов с внешним и внутренним зацеплениями.

     Дисковые насосы известны уже более 100 лет. Многие свойства этих насосов описаны в известной книге Мисюры с коллегами, вышедшей в 1985 году.
     Основные выводы авторов:

  • Дисковые насосы можно использовать для перекачивания вязких жидкостей.
  • КПД испытанных насосов не превышает 40%.
  • Некоторые из них имеют очень высокие кавитационные качества.
  • Испытаниям подлежали небольшие насосы, которые можно применять в специальных целях.
  • Упомянута работа Цабиева, который показал, что при перекачивании пульпы на горно – металлургическом
  • комбинате ресурс опытного дискового насоса превзошел долговечность серийного грунтового насоса 8 Гр8 в три раза.

Цен
а

ОНЛ

б

Рис. 3. Общий вид насосов
а. ОНЦ (центробежный); б. ОНЛ (ламинарный).

     В конце 90-х годов появились американские данные об успешном применении промышленных дисковых насосов для замены плохо работавших центробежных, поршневых, шестеренных, кулачковых, мембранных, шланговых и одновинтовых (рис. 1, 2).

     В большинстве случаев, замены были вызваны частыми выходами из строя дорогих деталей проточной части (рабочих колес, мембран, обойм одновинтовых насосов). Установка дисковых насосов помогала там, где заиливались проточные части, где требовалось перекачивать абразивсодержащие, пенящиеся и «нежные» жидкости, которые изменяют структуру и свои полезные свойства при прохождении через насосы.

     Предприятие «Насосы и уплотнения» в 2000 году организовало производство моноблочных нержавеющих штампосварных центробежных насосов для пищевой, химической и топливной промышленности. При подборе насосов для конкретных технологических позиций учитываются свойства жидкостей, диапазон режимов и особенности конструкций технологических установок. Выяснилось несколько позиций, где требовалось нестандартная и срочная помощь в решении типичных задач, которые, как показалось, можно решить с помощью дисковых насосов. Было решено использовать такие насосы для помощи постоянным заказчикам.
     В номенклатуре предприятия эти насосы получили название ламинарных и название типа «ОНЛ». По конструкции насосы ОНЛ близки к конструкции уже выпускавшихся центробежных насосов (рис.3).

      Был использован опыт, приобретенный при выборе конструкции узлов торцовых уплотнений для жидкостей горячих, холодных, химически агрессивных, с содержанием абразива и с повышенной вязкостью. Многие детали насосов ОНЦ и ОНЛ – одинаковы.

     Первым был насос для перекачивания со склада концентрированного холодного сахарного сиропа, необходимого для производства фруктовых соков на предприятии «Мултон».

Рабочее колесо ламинарного(дискового) насоса Рабочее колесо ламинарного(дискового) насоса
Рис. 4. Фото рабочего колеса с дисками

     Там был установлен импортный кулачковый насос, который часто выходил из строя. Расчет показал, что паспортный напор насоса был примерно вдвое меньше необходимого. Для перекладки длинного трубопровода с малым диаметром не было возможности. Изготовленный нами ламинарный насос с гладкими каналами (рис.4), был установлен последовательно с имеющимся кулачковым, который был перенесен в другое помещение. Эти меры разгрузили имевшийся кулачковый насос и поломки прекратились.

насос ОНЛ насос ОНЛ
Рис. 5. Насос ОНЛ на Останкинском молочном заводе

     Другим интересным случаем была помощь консервному заводу «Конэкс», где с помощью шестеренных насосов перекачивались горячие джем и варенье.
     Наличие кристаллов сахара и дробленных косточек приводило к необходимости частых ремонтов применяемых шестеренных насосов. Два насоса – в работе, два - в резерве, два - в ремонте. И цикл каждый месяц повторялся. Замена шестеренных насосов ламинарными позволила повысить ритмичность производства, увеличить выпуск продукции. Всего было заказано 6 насосов, которые до первого ремонта отработали по 3 – 4 года.
     Важным направлением была замена одновинтовых насосов в производстве кефира и йогурта, а также творожка на молочном заводе. При износе резины обойм одновинтовых насосов, частицы резины попадали в продукт. Целые партии расфасованных продуктов сливались в канализацию. В дальнейшем оказалось, что эта ситуация типична и для других молочных заводов (рис.5). Подтвердилось, что варианты проточной части, предложенные нами для сметаны, кефира и йогурта не портят их структуру.
     В дальнейшем были выпущены насосы:
- для откачивания абразивных осадков из нефте- и мазутохранилищ;
- для зубной пасты «Проктор Энд Гэмбл» вязкостью 300 000 сСт до насоса и 200 000 сСт после. Перед установкой насоса пришлось увеличить сечение
- всасывающей линии с 50 мм до 80 мм;
- для смеси распаренных моркови, перца, лука и т.д. необходимых в производствах лечо;
- для неповреждающего перекачивания компота с абрикосами диаметром до 35 мм;
- для кашеобразных субстанций при переработке спиртовой барды;
- для бумажной массы при переработке мукулатуры.
     При проектировании насосного агрегата для определенной технологии необходимо знать вязкость перекачиваемых жидкостей. Вопрос этот непростой, т.к. заказчик чаще всего вязкости не знает, в справочниках или интернете упоминается о вязкости, но не при необходимой температуре.

Виды характеристик вязкостного трения

Рис 6. Виды характеристик вязкостного трения

     Очень часто перекачиваемые жидкости оказываются неньютоновскими (рис.6), т.е. такими, у которых вязкость меняется в зависимости от скорости течения по трубам.


Рис. 7. Поля режимов ламинарного насоса

     В курсах физики или общей гидравлики дается лишь понятие о типах характеристик вязкостного трения. Неньютоновских жидкостей очень много, и появляются все новые. Данные об их вязкости разбросаны по многим специальным статьям. Иногда их не удается найти. Тогда приходится обращаться к услугам профильных лабораторий, которые имеют дело с такими жидкостями, где есть вискозиметры и специалисты, умеющие ими пользоваться. Часто помогают сведения от предприятий, у которых есть характеристики насосов, потребовавших замены по причине малого ресурса, но хотя бы какое-то время удовлетворительно работавших.

Проточная часть дискового насоса
Проточная часть насоса ОНЛ с ребрами малой высоты
Проточная часть насоса ОНЛ с ребрами средней высоты
 Рис. 8. Проточная часть насоса ОНЛ
с гладкими дисками
    Рис. 9. Проточная часть насоса ОНЛ 
с ребрами малой высоты
     Рис. 10. Проточная часть насоса ОНЛ
с ребрами средней высоты

     Всего выпущено более тысячи ламинарных насосов с двигателями мощностью 1,5 – 55 кВт.
     Для любого режима полей подач и напоров, фактически изготовленных и испытанных на воде насосов, можно заказать насос. Эти поля показаны на рис. 7 для двух групп насосов: со щадящим для структуры жидкости перекачиванием и без учета этого требования.
     Принципиальное отличие конструкций проточных частей насосов из этих двух групп показано на двух рисунках. Насосы для щадящего перекачиванием имеют гладкие диски (рис.8).
     На рис.9 показана одноканальная проточная часть с дисками, имеющими ребра малой высоты. Здесь же видна пазуха, которая используется, во-первых, для регулировки ширины корпуса, и, во-вторых, в качестве камеры обогрева. Это нужно для насосов, перекачивающих жидкости, сильно густеющие при охлаждении (мазут, патока).

Характеристика насоса ОНЛ 80-65-250 К55А (4х1500) для бумажной массы
Рис. 11. Характеристика насоса ОНЛ 80-65-250 К55А (4х1500)
для бумажной массы

     В зависимости от требований по подаче и напору, а также от особенностей жидкости применяются насосы с различным количеством каналов (от 1 до 6), с различной шириной каналов от 1,3 до 80 мм, с различными диаметрами рабочих колес (от 90 до 400 мм), высотой ребер, частотой вращения: 1000, 1450, 2900 об/мин (рис.10). Возможна регулировка частоты вращения с помощью частотного преобразователя.
     К сожалению, соответствие «водяных» характеристик задачам производств, оценивается приближенно: насколько полученный режим устраивает заказчика. Иногда даже по выходу и качеству готового продукта. Поскольку мы поставлены в условия, что каждый насос должен быть продан и возврат – это экономическое ЧП, то к согласованию каждого заказа приходится подходить очень осторожно, по шажку изменяя размеры проточных частей. 

Разрез проточной части с картриджным двойным уплотнением («спина к спине»)

Подвод охлаждающей жидкости к уплотнению

а б
Рис. 12. Проточная часть насоса ОНЛ с картриджным двойным уплотнением («спина к спине»)
а. Разрез проточной части с картриджным двойным уплотнением («спина к спине»);
б. Подвод охлаждающей жидкости к уплотнению.

     Сейчас многие производства оснащены преобразователями частоты тока. Это облегчает подбор насоса и настройку на режим. 
     К счастью, удается использовать законы пересчета такие же, как и для водяных насосов с поправками на плотность и вязкость жидкостей при выборе комплектующего электродвигателя.
     Высокая надежность насоса, приспособленность к выполнению конкретных задач, простота конструкции, сравнительно быстрое изготовление (после оплаты 3-4 недели) вполне устраивает заказчиков.

Мы, как правило предлагаем уплотнения фирмы «Джон Крейн», оснащая их бачком гидрозатвора, способствующего охлаждению пар трения, предотвращающего «сухой» пуск, и, если нужно создающего противодавление в камере уплотнения (рис.12), обеспечивающий длительную работу уплотнений даже с высокоабразивными жидкостями. Один из вариантов картриджного уплотнения с бачком гидрозатвора и с противодавлением для насосов перекачивающих бумажную массу, а также ил из отстойников.
     При замене ненадежных объемных насосов ламинарными необходимо учитывать различия в их характеристиках.
     Так, объемные машины при изменении вязкости сохраняют подачу. В той же трубопроводной системе подача ламинарных насосов с изменением вязкости может сильно меняться. При этом будет меняться и потребляемая мощность. Это необходимо учитывать, согласовав с заказчиком способы регулирования.

Схема откачки шламов
Рис. 13. Схема откачки шламов

     Остановимся на одном важном применении ламинарных насосов: на откачке вязких осадков из подземных резервуаров глубиной до 5 метров с помощью предвключенного бака (рис.13). Схема эта известна давно. При расчете размеров бака, который по цене близок к 50% стоимости установки, учитывается глубина резервуара, плотность и вязкость жидкости, подача и кавитационные ограничения. Схема получается несложной. Установка легко запускается, хотя и требует привычки. В связи с большим объемом накопленных отходов и повышением экологических требований эти установки становятся все более востребовательны.

     В ближайших планах мы видим необходимость расширения диапазона подач для насосов с низким напором. Кроме того, перспективной и востребовательной представляется конструкция погружного насоса с приводом от гидромотора, питаемого от автономной станции или гидросистемы автомобиля.

Список литературы: 

1.Мисюра, В. И. Дисковые насосы/ В.И. Мисюра, Б.В. Овсянников, В.Ф. Присняков– М.: Машиностроение. – 1986. – 112 с.
2.Грабовский, А. М. Основы расчета напорной характеристики дискового насоса для перекачивания вязких жидкостей/Грабовский А.М., Иванов
К.Ф., Цабиев О.Н. . – Изв.вузов.: Строительство и архитектура. – 1976. – № 3. С.156 –160 .
3.Schramm G. A practical approach to rheology and rheometry.– Gebrueder HAAKE GmbH. – 2006. – 312 p.
4.Горбатов, А.В. Реология мясных и молочных продуктов. – М.: Пищевая промышленность. – 1979. – 384 с.
5.Nesbitt, B. Handbook of pumps and pumping. L.: Elsevier Science & Technology Books. -2006.- 470 p.
6.Thompson Leah. In multiple oil and gas applications, disc pumps are the answer for handling harsh and abrasive pumpage. L.: Upstream pumping.
- 2011. - №2 (Spring).- 34-36 p.
7.Pacello J. Solving the problems of pumping medium-to-high density paper stock/ Benson S., Pacello J. L.: Elsevier World Pumps -1997.
-Issue 368, May.- 68 - 71 p.


Загляните в каталог, там вы найдете нужное оборудование