Как выбрать героторный насос

Что нужно знать при выборе героторного насоса?

Краткий и неутомительный экскурс.

Одновинтовые, или эксцентрично-винтовые, или героторные насосы (по-английски progressive-cavity pumps (PCP)) – это насосы объемного действия предназначены для подачи ПЕНОБЕТОНА, ПОЛИСТИРОЛБЕТОНА, ПЕНОПОЛИСТИРОЛБЕТОНА а также других жидких и пастообразных сред и различных суспензий.

Эти насосы заслужили уважение и доверие на стройках СНГ и пользуются устойчивым спросом при транспортировке к месту укладки следующих видов продукции:

• абразивные и вязкие шламы с большим содержанием включений;
• смеси повышенной вязкости – вязкость до 46000 сСт;
• многофазные среды: жидкость + газ + твердая фаза;
• агрессивные и адгезивные жидкости;
• токсичные и взрывоопасные.

Вначале определимся с терминологией.

Подача - это объем жидкости, подаваемой насосом в единицу времени, выраженной в куб.м/час (кубометров в час) или л/сек. (литров в секунду). Обозначается "Q". Напор - это разность удельных энергий жидкости в сечениях до и после насоса, выраженная в метрах водного столба. Обозначается "Н". В насосах объемного типа пользуются понятием "давление", выраженным в атмосферах (кГс/кв.см) или в мегапаскалях (МПа) (один мегапаскаль для инженерных расчетов принят равным 10 атмосферам). Обозначается "Р". Потребляемая мощность, определяющая выбор комплектующего двигателя. Величина необходимой мощности насоса находится в зависимости от величины напора и подачи, плотности и вязкости перекачиваемой жидкости (с повышением удельного веса и увеличением вязкости возрастает потребляемая мощность).

Выбор насоса начинается с подбора требуемого напора (давления) и подачи (производительности).

Принцип работы.

Героторный (винтовой) насос - это насос, в котором замкнутое (рабочее) пространство, создается между винтом и корпусом. Форма и размеры деталей насоса таковы, что, когда ротор заходит в статор, создается двойная цепь герметичных полостей (ячеек). При вращении ротора внутри статора, полости, не меняя форму и объем, вращаются по спирали, вдоль оси насоса посредством чего и осуществляется транспортировка продукта.

Определяющими техническими характеристиками героторного насоса являются:

1. Подача;
2. Напор.

Насос состоит из винтового ротора, который вращается внутри статора.

Примеры:

Ротор (винт)

1 Вариант
Ротор (винт) способный поднять смесь на большую высоту.

2 Вариант
Ротор (винт), неспособный поднять смесь на большую высоту.

Несмотря на сравнительно большую длину винта, расположенного в верхней части снимка, винт, расположенный в нижней части, хотя и намного короче, но по производительности гораздо выше своего конкурента. Правда уступает по напорным характеристикам. Вот такое определяющее значение имеет профиль винта героторного насоса.

Героторные пары.

Параметры, определяющие эксплуатационные характеристики героторного насоса:

• диаметр винта;
• первоначальный натяг пары «винт – обойма»;
• число оборотов насоса;
• шаг винта;

• эксцентриситет оси винта.

Большой объем замкнутой камеры, но небольшая длина винта обеспечивает максимальную производительность (подачу).

Небольшой объем замкнутой камеры, но большая длина винта обеспечивает максимальную высоту подачи (напор).

Вывод:

• чем большей длины винт, тем выше высота подъема смеси;
• чем больше объем замкнутой камеры между винтом и обоймой, тем больше производительность насоса;
• чем выше скорость вращения винта в обойме, тем больше производительность насоса, но меньше ресурс.

Наиболее часто применяемые насосы с подачей 60-80 л/мин (3,6 - 4,8 м3/час).

Факторы, снижающие напорные характеристики героторных насосов.

Снижение напора насосы происходит по следующим причинам:

• Малый диаметр шланга;
• Применение У- образных, Г- образных тройников;
• Изгибы шланга под различными углами 900 , 450;
• Применение различных «колен»;
• Наличие обратных клапанов;
• Потери на трение в шланге;
• Большая плотность или вязкость продукта;
• Низкие смазывающие способности смеси;
• Применение шлангов с большим коэффициентом гидравлического сопротивления;
• Большое количество «наростов» внутри шланга из-за некачественной промывки шланга.

Область применения и надежность героторного насоса

Область применения определяется материалами винта и обоймы.

Материал основных деталей: корпус (алюминий, сталь или чугун), винты - стальные, обойма - резина. Уплотнение винтов - сальниковое или торцевое.

Статор (обойма)

При изготовлении обоймы (статоров), форма, состав смеси эластомеров, производственные методы - гарант надежности, производительности и долгого срока службы перекачивающих элементов. Только в том случае, если эластомер изготовлен из износостойкой резины, статоры (при перекачке ячеистых бетонов) гарантируют максимально возможный срок службы и равномерный размерный проход смеси по всей длине статора.

Пример:

1 Вариант

Статор (обойма) изготовлена из упругого максимально абразивостойкого материала эластомера.

2 Вариант

Статор (обойма) изготовлена из материала, слабо противодействующему абразивному износу эластомера.

Типы резиновых смесей (для производства статоров)

Сравнительные характеристики резин

Примечание: 5-очень хорошо, 4-хорошо, 3-удовлетворительно, 2-плохо

Ротор (винт)

У фирмы – продавца качественного и наиболее надежного героторного насоса ротор (винт) обязательно должен быть выполнен из износоустойчивой хромированной никелированной стали с высокой степенью точности. При изготовлении роторов, для которых оптимально подобраны материалы и покрытия/закалки в отношении прочности и износостойкости, точность посадки и структура поверхности в комбинации со статором имеет решающее значение.

Пример:

1 Вариант

Винт с высокой прочностью и надежностью при транспортировке ячеистого бетона.

2 Вариант

Винт с низкой надежностью при транспортировке ячеистого бетона.

Особенности подачи ячеистых бетонов к месту укладки

На что обратить внимание при подборе героторного насоса.

Использование одновинтовых (героторных) насосов при транспортировании смесей является комплексным технологическим процессом, включающим приемку в загрузочный бункер насоса из смесительной установки, перекачки по бетонопроводу к месту укладки, распределение в зоне укладки, а также все сопутствующие работы по обслуживанию оборудования.
Перед началом транспортирования бетонопровод смазывают, прокачивая через него известковое тесто или смесь цемента с водой.
Продолжительность перерывов в работе насоса должна быть не более 30 минут. При перерыве более чем 30 минут, смесь, во избежание образования пробок активируют путем периодического включения насоса, а более чем на 1 час – бетоновод полностью освобождают от смеси.
Наиболее пригодны для перемещения насосами ячеистые бетоны и смеси подвижностью 5 – 15 см, удовлетворяющие способности её транспортирования по бетонопроводу на предельные расстояния без расслоения и образования пробок.
При перемещении малоподвижных смесей сопротивление движению может оказаться больше давления, развиваемого одновинтовым насосом, что приводит к закупорке бетонопровода. При транспортировке пенополистиролбетонных (полистиролбетонных) смесей подвижностью более 15 см, вследствие их расслоения в бетонопроводе образуются пробки из комков пенополистирола.
Максимальная крупность заполнителя зависит от типа применяемой пары «винт - обойма». Для транспортируемых смесей, количество заполнителя максимальной фракции не должно превышать 15-20% от общего объема заполнителя.
Основной рабочей характеристикой одновинтовых (героторных) насосов является давление, развиваемое насосом. Высота и дальность перемещения зависит от потерь в бетонопроводе, в том числе в переходном конусе и коленах. Величина гидравлических сопротивлений зависит от режима и скорости движения смеси, её состава и подвижности, материала и качества бетонопровода, и его геометрических размеров.
В качестве бетонопровода, как правило, применяются гибкие рукава, и дальность подачи определяется как эквивалентная длина горизонтального бетонопровода, создающего сопротивления, равные потерям напора на отдельных участках. Повороты создают дополнительные сопротивления движению смесей.

При определении расстояния подачи, нужно учитывать:

• угол поворота в 90 градусов соответствует 12 м горизонтального участка;
• угол поворота в 45 градусов соответствует 7,5 м горизонтального участка;
• 1м вертикального участка эквивалентен 8 м горизонтального участка.

При транспортировании ячеистобетонных смесей с увеличением давления на смесь происходит активная миграция химически несвязанной воды. Это приводит к снижению удобоукладываемости, повышению жесткости смеси и пробкообразованию, особенно при применении в качестве заполнителя дробленого пенополистирола.
Для улучшения перекачиваемости смеси в её состав вводят суперпластификатор от 0,5 до 1,5% по массе цемента.
Типичным признаком начала образования пробки в бетонопроводе является повышение давления в системе и внезапная остановка. В этом случае необходимо устранить последствия закупорки бетонопровода, устранить причину образования пробки и продолжить транспортировку смеси.

Основные причины пробок в бетонопроводе:

• неправильный подбор состава смеси, при котором не обеспечивается её удобоперекачиваемость;
• использование некачественных компонентов смеси;
• использование расслоившейся, плохо перемешанной, либо начавшей схватываться смеси;
• недостаточная смазка бетонопровода пусковой смесью;
• недостаточное давление насоса для преодоления сопротивления перекачиванию;
• утечка цементного молочка;
• неудовлетворительная очистка и промывка бетонопровода;
• примерзание смеси к стенкам бетонопровода в зимнее время года;
• изношенность статора.

От чего зависит цена на героторный насос.

1.Правильный подбор геометрии героторной пары (ротора/статора);

2.Правильно подобранного типа и габаритов винта для:

• максимальной подачи на высоту и в длину;
• максимальной производительности при минимальной абразивной устойчивости;
• максимальной производительности при максимальной абразивной устойчивости;
• максимально возможной вязкости перекачиваемой смеси.

3.Тип привода насоса;
4.Мощность и обороты электродвигателя.

Важно знать, что оптимальный подбор мощности привода, имеет определяющее значение при транспортировке вязких продуктов, таких как пенобетон, полистиролбетона, пенополистиролбетон. Особенно повышенных плотностей.

Привод.

В качестве привода, при передаче вращающего момента от электродвигателя к насосу, чаще всего используется: ременная, редукторная или прямая передача.

Ременная передача:

Достоинства:

• низкая стоимость;
• простота конструкции.

Недостатки:

• постоянная «стартовая» пробуксовка ремня при каждом последующем пуске насоса;
• частая замена ремня.

Необходимо постоянно следить за натяжением ремня во время работы на объекте. Причем в строгой зависимости от вязкости продукта и нагрева ремня. И как результат, частая замена ремня, что приводит к неоправданным потерям рабочего времени, снижению производительности и «схватыванию» раствора в бункере.

Редукторная и прямая передачи:

Наиболее приемлемый и проверенный в жестких условиях строительных площадок вариант – это передача вращающего момента, с помощью редуктора или напрямую от электродвигателя (в зависимости от требуемой скорости вращения).

Достоинства:

• высокая надежность;
• исключение пробуксовки во время пуска насоса и перекачки тяжелой смеси;
• возможность компактного размещение на одной оси всего агрегата, что резко сокращает габариты, делая его более компактным и мобильным;
• высокий момент передачи усилия.

Недостатки (при применении редуктора):

• увеличен вес агрегата;
• несколько выше цена.

Варианты подачи смеси к насосному узлу

Смесь к насосному узлу, для последующей транспортировки, может подаваться двумя способами:

1. Непосредственно из выходного патрубка смесителя под небольшим избыточным давлением около 0,05-0,1 МПа;
2. Из приемного бункера - шнековым питателем.

Вариант 1:
С прямой подачей смеси во всасывающий патрубок. Без приемного бункера и шнека. Смесь, от смесителя по шлангу, непосредственно подается в полость приемного всасывающего патрубка.

Этот вариант считается одним из лучших.

И вот почему:

1. Нет проблем с биениями и вибрациями шнека, что приводит к разрушению воздушных пузырьков в ячеистобетонной смеси (пенобетон, пенополистиролбетон). Вибрация - это главный негативный фактор для пенобетона!
2. Нет проблем с карданным валом и резиновой муфтой, передающих вращающий момент от двигателя к шнеку.
3. Не требуется электронная защита от неправильного чередования фаз в сети.
4. Может работать в режиме «реверс».
5. Нет проблем в соединительных узлах при повышенных скоростях вращения, для увеличения производительности (по необходимости).

При работе на объекте, есть возможность установить насос, на любом этаже (балконе), для последующей подачи смеси в насос, расположенный на несколько этажей выше. Такая необходимость возникает, на объектах повышенной этажности, когда применение длинных шлангов, с нулевой отметки, приводит к их частой закупорке и, как следствие, разрывам. Со всеми вытекающими…. В прямом и переносном смысле.

1. Корпус приводной
2. Вал карданный
3. Винт
4. Вал приводной
5. Корпус всасывающий
6. Корпус напорный
7. Удлинитель
8. Перепускное устройство (байпас)
9. Крышка 10-Муфта
10. Ограждение
11. Рама
12. Электродвигатель

Упрощенная схема героторного насоса без бункера и шнека.

Вариант 2:
С подачей смеси во всасывающий патрубок с помощью шнека. С приемным бункером.

Цифрами 1, 2, 3, обозначены наиболее уязвимые и ненадежные места в героторных насосах, в исполнении со шнеком и приемным бункером.

Основные недостатки:

• невозможно тщательно отцентровать муфту вращения (см. поз. №1);
• при неправильном чередовании фаз в электрической сети шнек выкручивается из эластичной обоймы по резьбовому соединению в течении 1-2 секунд и мгновенно выходит из строя, зачастую ломая бункер и корпус насоса (см. поз. №2, №3). Учитывая, что на строительных объектах зачастую не проверяют фазировку электрической сети, такие случаи случаются регулярно. Это приводит к простоям всего механизма подачи смеси, застыванию раствора в бетонопроводе, приемном бункере и дополнительным расходам на ремонт.

Какой из них выбрать? Выбор за Вами.

Графики работы

Графики работы насосов при испытании на воде при Vвращ 1450об/мин..

Параметры и типы

Общие технические характеристики наших насосов:

Мы предлагаем следующие модели героторных насосов:

Материалы основных деталей:

Запасные части к героторному насосу

Преимущества

Преимущества героторных насосов перед другими типами:

• Большой диапазон перекачки и давления;
• Отсутствие возврата продукта;
• Стабильно высокий КПД;
• Стабильные производительность и давление;
• Высокая всасывающая способность;
• Слабая пульсация;
• Высокая экономичность;
• Незначительные пусковые и рабочие моменты;
• Форма герметичных полостей исключает задержание продукта внутри насоса;
• Установка в любом положении;
• Стабильное качество материалов;
• Незначительные расходы на жизненный цикл;
• Надежность в обеспечении
• Простота обслуживания;
• Точную подгонку всех частей друг к другу

Преимущества наших насосов

На основе накопленного опыта эксплуатации, для максимально длительной работы насоса при транспортировке растворов (как легких поризованных, так и тяжелых), мы подобрали материалы и покрытия/закалки для увеличения прочности и износостойкости, а также увеличили точность посадки и структуру поверхности.

• Обойма (статор) выполнена с абразивоустойчивой рабочей поверхностью. Статор изготовлен из качественного упругого эластомера, что гарантирует равномерный размерный проход смеси по всей его длине.

• Винт (ротор) выполнен в износоустойчивом исполнении. Покрытие хромированной/ никелированной стали, с высокой сте¬пенью точности.

• Максимальная точность посадки и идеальная структура поверхности сопряженных деталей.

Благодаря этому мы увеличили срок службы наших героторных насосов.

Описание

Назначение насоса:

Насос предназначен для напорного транспортирования и объемного дозирования растворов: пенобетона, полистиролбетона, пенополистиролбетона, штукатурных и гипсовых вяжущих. А также жидких и пастообразных сред и различных суспензий таких как: краски, грунтовки, клеи, материалы для заполнения пустот и различные типы замазок, шпатлевок, паст, мастик. Насос перекачивает жидкости с волокнами или твердыми частицами размером до 5 мм.

Насос малой производительности.
Без электродвигателя.

Насос большой производительности.
Без электродвигателя.

Насос большой производительности
во взрывозащещенном варианте.
С электродвигателем.

Принцип действия героторного насоса:

Между обоймой - 1 и вращающимся в ней ротором - 2 (который совершает еще и планетарное движение) образуются транспортные полости - 3, непрерывно продвигающиеся от входа к выходу, за счет которых и осуществляется захват и подача среды; производительность зависит от числа оборотов. Поэтому им можно пользоваться для простого дозирования.
В каждом положении винт и обойма контактируют между собой и образуют замкнутые камеры, заполняемые перекачиваемым материалом. При вращении винта камеры с материалом непрерывно перемещаются по винтовой линии вдоль оси обоймы от всасывающей полости насоса к нагнетательной, благодаря чему обеспечивается высокая равномерность подачи материала.

Наличие эластичной обоймы позволяет перекачивать растворы с твердыми наполнителями и исключает заклинивание винта. Для обеспечения герметичности сопряженных поверхностей винта и обоймы размеры поперечного сечения винта выполняются несколько большими, чем у обоймы. Разница радиусов поперечных сечений винта и обоймы характеризуется первоначальным натягом, величину которого выбирают с учетом

размеров винтовой поверхности, развиваемого давле-ния, точности изготовления винта и обоймы и модуля упругости материала обоймы. Насос соединяется с нагнетательным растворопроводом, с помощью фланцевых или быстроразъемных соединений

Смесь к насосному узлу, для последующей транспортировки, может подаваться двумя способами:
1) непосредственно из выходного патрубка смесителя под небольшим избыточным давлением около 0,05-0,1 МПа;
2) из приемного бункера - шнековым питателем.

Мы предлагаем Вам героторный насос с прямой подачей смеси во всасывающий патрубок. Без шнека и приемного бункера. Смесь непосредственно подается в полость всасывающей горловины.

Этот вариант считается одним из лучших.
И вот почему:

1) Нет проблем с биениями и вибрациями шнека, что приводит к разрушению воздушных пузырьков в ячеистобетонной смеси (пенобетон, пенополистиролбетон). Вибрация - это главный негативный фактор для пенобетона!

2) Нет проблем с карданным валом и резиновой муфтой, передающих вращающий момент от двигателя к шнеку.

3) Не требуется электронная защита от неправильного чередования

фаз в сети.

4) Может работать в режиме «реверс».

5) Нет проблем в соединительных узлах при повышенных скоростях вращения, для увеличения производительности (по необходимости).