盡管化工泵的研發(fā)工作已經(jīng)有一百多年的歷史，但是一些特殊的應用場合對化工泵也有著特殊的要求。例如，經(jīng)常有用戶就特別粘稠、或者特別稀薄的被輸送介質問題咨詢有關化工泵的輸出功率和化工泵的驅動部件問題。本文將向讀者介紹：德國北部的兩家公司是如何共同解決用戶提出的這些問題的。
轉子泵，這種可以輸送各種介質的化工泵，不僅應盡可能地減少磨損，還要求制造精密。它的驅動系統(tǒng)應有最佳的動態(tài)性能：電機的轉速應在較寬的轉速范圍內恒定旋轉，精確的驅動轉子泵工作。保證以各種穩(wěn)定的流量對外輸出介質。尤其是在輸出高粘度介質時，轉子泵的驅動系統(tǒng)可以在低轉速下輸出強有力的驅動力矩。另一方面，又要求轉子泵在輸出特別稀薄的介質時，特別是在要求無脈動地輸出稀薄介質時，轉子泵的驅動系統(tǒng)應能輸出粘度差為200mPas的介質。這對轉子泵的驅動系統(tǒng)是一個非常高的要求：轉子泵的驅動系統(tǒng)應在被輸送介質粘度下降、回泄量增大時，以更高的轉速運轉，保證輸出流量的恒定。
轉子泵——可輸出各種粘度介質的變量驅動技術
帶葉片轉子的轉子泵
長期以來，WaukeshaCherry-Burrell公司一直是高粘度和低粘度介質輸送技術領域中的技術領軍企業(yè)。它的姐妹廠是SPXProcessEquipment集團下屬的Bran Luebbe公司。Waukesha公司的產品主要銷售到醫(yī)藥衛(wèi)生產品生產企業(yè)。例如食品制造業(yè)，醫(yī)藥生產業(yè)，衛(wèi)生保健品生產企業(yè)，顏料和油漆生產企業(yè)以及化學產品生產企業(yè)中。為了適應這些企業(yè)的介質輸送要求，Waukesha公司專門研發(fā)了帶有弧形葉片轉子的轉子泵，這種泵采用的是Alloy88材料，是一種申請了專利技術的特殊材料。當葉片轉子與傳統(tǒng)的優(yōu)質鋼定子共同配套使用時，它不會產生粘連，噪音低。
這種具有專利技術的合金材料允許在轉子和定子之間的配合間隙盡可能小，從轉子泵設計技術的角度上減少了稀薄介質輸送時的泵內泄漏，保證了無脈動的流體介質輸出。大容量的壓出腔和較低的轉子轉速，可保證連續(xù)地、無滯止地輸出各種介質。這種泵可以輸送的介質粘度范圍為1～1000000mPas，該泵在德語地區(qū)國家的銷售和銷售服務由Bran Luebbe公司負責。
一般來講，一同銷售的還有泵的驅動系統(tǒng)。根據(jù)泵的使用方式，轉速和扭矩要求，可以為轉子泵匹配不同的驅動裝置。各種動力系統(tǒng)-從簡單的沒有轉速調節(jié)、沒有流量調節(jié)的驅動電機到復雜的、帶數(shù)字控制調節(jié)的轉子泵控制裝置，都由Bran Luebbe公司負責配套。典型的轉子泵驅動功率為0.55~1.5kw的電機，個別特殊的轉子泵的驅動功率可達45kw。
轉子泵驅動系統(tǒng)的選擇受到安裝空間大小和所需的安全防護等級的影響。Bran Luebbe公司的電機配套廠家Nord公司可提供IP55或IP65防護等級的電機。以及符合Atex標準要求的驅動系統(tǒng)。部分轉子泵采用的是簡單的直齒輪驅動電機，電機采用地腳螺釘固定。Nord公司也可提供電機-變速器一體的驅動系統(tǒng)，所有的支承軸承均安裝在一個殼體內，沒有連接法蘭，沒有扭矩應力和橫向應力，運轉非常平穩(wěn)，所需的維護保養(yǎng)也少，使用壽命長。Bran Luebbe公司為轉子泵配備了扭矩為50～20000Nm的變速器。對于高粘度的輸出介質，驅動系統(tǒng)的啟動轉速可為8轉/分，工作轉速為600轉/分。
當轉子泵的應用范圍較寬時，可配備比例調節(jié)器。這種帶有比例調節(jié)功能的轉子泵，具有很好的工作可靠性、適應性和使用舒適性。例如完全集成的驅動系統(tǒng)，TrioSK300E就是一種將驅動電機與變頻器集于一體的整體驅動系統(tǒng)。它不僅適用于分散式控制驅動應用場合，而且也可適用于手動轉速調節(jié)的使用場合。位于變頻器上方端面的操作面板，大大的方便了用戶的使用操作。在許多應用場合中，利用這一操作控制面板可以方便地調節(jié)驅動系統(tǒng)的轉向和轉速，使轉子泵的功能、流量、與整個系統(tǒng)的機械性能最佳地匹配。
電子銘牌
Trio驅動裝置的集成化結構形式，有電磁屏蔽防護的電機導線，等等措施使它滿足了EMV標準的要求，變頻器的工作溫度范圍為-10℃～50℃，并有著良好的電機過熱保護功能。其基本型的配置中包括有制動器和電源濾波器，啟動扭矩可達工作扭矩的400%，五秒內短時間過載可達200%，這些指標使得該驅動系統(tǒng)成為一種非常堅實的驅動系統(tǒng)。另外，它的機械敏感性很低，對電網(wǎng)干擾不敏感。例如對電網(wǎng)電壓降，對溫度的極具變化，都不敏感。如果必須對變頻系統(tǒng)進行更換時，則整個系統(tǒng)的驅動參數(shù)保持不變，就好像通過“電子銘牌”把這些工作參數(shù)保存到了電機里一樣，人們只要接上一個新的變頻器，就可以直接讀入各項驅動參數(shù)，馬上投入工作。
在運轉中轉換工作參數(shù)
如果Trios驅動裝置本身不能滿足用戶特殊的性能要求時，可利用NordacSK700E的電子調節(jié)器來進行補充、和性能的改進。它可以保存四組轉子泵的工作特性參數(shù)，可以在線進行參數(shù)轉換，調節(jié)和選擇?？梢钥焖俚貙崿F(xiàn)設備在不同介質，不同輸出量和不同生產流程要求之間的工作轉換。
對于一些特殊的轉子泵工作調節(jié)要求，例如壓力調節(jié)，可使用SK700E的測量功能和PID調節(jié)功能，壓力值的數(shù)據(jù)采集由壓力調節(jié)器的壓力傳感器經(jīng)過模擬信號輸入端(0～10V，0/4～20mA)直接得到。集成在變頻系統(tǒng)內部的PID調節(jié)器將按照接收到的數(shù)據(jù)對調節(jié)控制回路進行調節(jié)，從而可以在轉子泵工作的同時，改變轉子泵的工作參數(shù)。如果用戶選購了編碼反饋技術和定位控制技術，則可利用這些新的控制調節(jié)技術實現(xiàn)高要求的定量輸送任務。在連續(xù)運行的流程生產過程中，可以實現(xiàn)例如轉子泵工作參數(shù)的轉換，壓力實際值的匹配，直接利用調節(jié)的輸入、輸出接口進行調節(jié)，以及通過局部總線進行工作參數(shù)的優(yōu)化。利用局部網(wǎng)絡總線系統(tǒng)，可以實現(xiàn)上一級控制系統(tǒng)對轉子泵的控制，參數(shù)賦值，轉子泵工作狀態(tài)的查詢以及故障診斷與維修服務的功能。 |
