Насосы-дозаторы

Насосы-дозаторы среди насосного оборудования занимают особое место. Их использование продиктовано необходимостью точной подачей заданного объёма жидкого продукта. В отличие от перекачивающих насосов, дозаторы способны подать точный объем жидкости, даже если при этом существует высокое противодавление со стороны системы, в которую производится подача. Под системой в данном случае может пониматься замкнутый трубопровод с жидкостью или газом внутри которого определены совокупность факторов и характеристик (химическая среда, расход, давление и т.д.).

Точность насосов-дозаторов обуславливается, в том числе, тем фактом, что все они, в отличие от перекачивающих насосов, являются насосами объемного типа. Многие из них имеют электронное управление, что позволяет задавать необходимый объем дозируемой жидкости и выстраивать алгоритм работы насоса, в то время как у перекачивающих насосов возможно лишь регулирование производительности с помощью дополнительно установленного электронного оборудования (частотного преобразователя, механического вариатора и т.д.). Основным различием перекачивающих насосов и насосов-дозаторов являются их производительность и давление. Зависимость производительности и давления можно посмотреть на графике производительности любого насоса.

Графики производительности насосов-дозаторов на примере насосов Seko TenaEvo

Из графика производительности можно сделать вывод: при увеличении значения напора насоса его производительность уменьшается. Перекачивающие насосы используют когда нужна большая производительность при относительно небольшом напоре.

Насосы-дозаторы же наоборот способны создавать высокое давление при относительно низкой производительности. Именно поэтому производительность перекачивающих насосов очень часто измеряют в "м3/ч" или "л/мин", в то время как производительность насосов-дозаторов в "л/ч" или даже в "мл/ч". Давление же перекачивающих насосов, в большинстве случаев, определяется в метрах, насосов-дозаторов - в барах.

Виды насосов дозаторов

Насосы-дозаторы по принципу работы делятся на несколько видов: перистальтические, электромагнитные (соленоидные) , электромеханические, шнековые. Самыми распространёнными из них являются первые три вида.

Перистальтические насосы-дозаторы

Перистальтические дозаторы бывают шланговые и трубочные. Как видно из названия, различия между ними в размере проточного элемента. Шланговые дозаторы обладают мощным электродвигателем и армированными резиновыми шлангами большого диаметра, что позволяет им производить дозирование вязких сред, а также жидкостей с твердыми включениями. Трубочные из-за малой мощности электропривода и малого диаметра поперечного сечения перистальтической трубки обладают гораздо меньшими производительностью и создаваемым давлением, чем шланговые.

Электромагнитные насосы-дозаторы

Электромагнитные (или их ещё называют соленоидные) насосы, пожалуй, самый распространенный вид дозаторов, так как его стоимость, как правило, незначительно выше чем у перистальтики, а функционал намного шире. Популярность соленоидных насосов-дозаторов вызвана тем фактом, что они перекрывают большой пласт технологических и производственным задач. Идеально подходят для простых задач, а также задач, где требуется высокая производительность или давление.

Электромеханические насосы-дозаторы

Электромеханические насосы-дозаторы по виду рабочей части делятся на плунжерные и мембранные (диафрагменные). Они используются, где необходима высокая производительность дозирования или в системе существует высокое противодавление. Также электромеханические насосы-дозаторы способны дозировать жидкость с вязкостью до 1000 мПа. Благодаря тому, что многие компании производители насосов-дозаторов пополнили свой ассортимент насосного оборудования электромеханическими насосами с электронным управлением, данный вид способен полностью заменить электромагнитные по функционалу.

Особенности насосов-дозаторов

Сравним каждый из трёх видов насосов-дозаторов по следующим параметрам: характеристики электродвигателя, производительность, давление, гидравлическое подключение. Перистальтические трубочные насосы в качестве привода имеют слабые электродвигатели мощностью до 20Вт. Напряжение сети 100-240В, хотя доступны модификации двигателей с подключением на 24 Вольта. Значение мощности электромагнитных насосов-дозаторов зависит от его объемных характеристик и может достигать до 40Вт. Стандартное напряжение подключения 100-240В с частотой 50/60 Гц, но возможны варианты на 24В и даже 12В. Электромеханические насосы работают от трехфазного асинхронного электродвигателя, мощностью, как правило 0,18, 0,25 или 0,37 кВт. Известны модели электромеханических насосов, где мощность электродвигателя достигает 7,5 кВт.

Производительность перистальтических дозаторов зависит от скорости вращения роликового маховика и объёма перистальтической трубки. Диапазон значений производительности составляет от 0,12 до 120 л/ч.

У соленоидных насосов значение производительности обычно колеблется от 0,4 до 110 л/ч., у электромеханических в среднем от 1,5 до 1000 л/ч, но самый большой плунжерный электромеханический насос двойного действия обладает максимальной производительностью 11000 л/ч.

Давление создаваемое насосом в большей части зависит от мощности электродвигателя. Для трубочных перистальтических насосов максимальное давление составляет 3 бара, для электромагнитных дозаторов до 20 бар. Среднее значение давления стандартного электромеханического насоса колеблется от 2 до 20 бар, хотя давление создаваемое моделью с двигателем 7,5 кВт достигает до 400 бар.

Любой насос является частью гидравлической системы, так как он забирает жидкость из точки А и подаёт в точку В. Под точками А и B в данном случае понимается резервуар, емкость, трубопровод и т.д. Расстояние от точки А до насоса называется линией всасывания, расстояние от насоса до точки B - линией подачи. Существует три вида гидравлического подключения насоса-дозатора: гибкое шланговое подключение, жесткое подключение и смешанное подключение. Под гибким подключением понимается тот случай, когда всасывающая и подающая линия выполнена за счет гибких трубок небольшого диаметра из ПВХ, полиэтилена, PVDF. Под жестким, соответственно жесткие трубы из стали, полипропилена или ПВХ. Смешанное подключение - это когда одна из линий гибкая, а другая жесткая. Перистальтические и электромагнитные насосы имеют гибкое гидравлическое подключение. Как правило гибкие трубки забора жидкости из ПВХ и подачи из полиэтилена входят в установочный комплект поставки с насосом. Допускается также подключение электромагнитных насосов-дозаторов по смешанной схеме подключения. Электромеханические насосы-дозаторы малой производительности и давления также могут иметь гибкое гидравлическое подключение, но большинство данного вида дозаторов подключаются к жестким всасывающим и подающим линиям.

Применение насосов-дозаторов

Насосы-дозаторы предназначены для дозирования невязких сред без включений. Перистальтические насосы-дозаторы благодаря своей конструкции и принципу работы способны дозировать вязкие жидкости, но это относится только к шланговым дозаторам, где размер армированного перистальтического шланга достаточно велик, а мощность электропривода значительно превышает мощность трубочных перистальтических насосов. Обычные трубочные перистальтические насосы, также как и электромагнитные имеют предел по вязкости дозируемой жидкости 20-40 мПа. При использовании данных насосов для сред с большей вязкостью будет происходить значительное падение производительности или вовсе остановка насоса. Предел вязкости жидкости для стандартных электромеханических насосов-дозаторов принято считать 200-1000 мПа.

Перистальтические (трубочные) и соленоидные насосы-дозаторы могут использоваться только для жидкостей без включений. Использования перистальтики для дозирования жидкости с частицами приводит к быстрому выходу из строя насоса из-за перетирания перистальтической трубки. В электромагнитных насосах будут забиваться шариковые клапана, что также приведёт к остановке дозирования и поломке насоса. Размер включений для электромеханических насосов должен составлять не более 40 мкм, но даже в этом случае рекомендовано использовать дозаторы мембранного типа, а не плунжерного, так как частицы находящиеся в жидкости, а также появившиеся в результате кристаллизации, со временем будут забивать уплотнения плунжера насоса, что приведет к износу плунжера и выходу из строя насоса.

Все виды насосов-дозаторов обладают возможностью регулировки производительности, за исключением некоторых моделей перистальтических насосов. Регулировка производительности осуществляется либо вручную либо с помощью дополнительного электронного оборудования входящего в конструкцию насоса-дозатора. У перистальтических и электромагнитных насосов это электронная плата со встроенными контроллерами и чипами, которые способны принимать различные сигналы (импульсные, токовые и т.д.). У электромеханических это дополнительный сервопривод или электронный блок управления.

Перистальтические насосы-дозаторы являются удобными для использования там, где не нужна большая производительность и давление подачи. Например при использовании профессиональных стиральных и посудомоечных машин. Канистры с моющими, ополаскивающими, дезинфецирующими и другими химическими веществами, которые нужно подать в машину в определенной последовательностью и в определенном количестве, стоят рядом со стиральной машиной, и понятно, что в данном случае не требуется большой скорости подачи или давления нагнетания. Кроме этого оборудование, в состав которого входят перистальтические насосы, активно используют для регулирования кислотности, окислительно - восстановительного потенциала и хлора в бассейнах и спортивных комплексах. Также применяется и в других отраслях промышленности: химическая, пищевая, фармацевтическая и др.

Использование электромагнитных или электромеханических насосов-дозаторов во много зависит от стоящей перед потребителем задачи:

• характеристика дозируемой жидкости (плотность, вязкость, химическая агрессивность, температура, дисперсность),
• необходимые производительность и давление на выходе.