次の設計プロジェクト用のポンプを選択する方法

Sep 29, 2023

2023 年 4 月 3 日 スポンサー付きコンテンツ別

導入設計者は通常、アプリケーションの流れと圧力のニーズ、およびポンプで何を計画しているかをよく知っていますが、それはほんの始まりにすぎません。 正しいポンプを選択する前に、各アプリケーションに特有の要素を評価する必要があることが数多くあります。 これらの要因のほとんどは、環境、システム、メディアの問題に分類できます。 設計プロセスの早い段階でポンプ会社と相談することは、継続的なメンテナンスを最小限に抑えながら、選択したポンプが期待どおりに動作することを保証するのに役立ちます。

ポンプ環境ほとんどのエンジニアは大気圧またはそれに近い圧力で設計とテストを行っており、デンバーやメキシコシティなどの高地で機器を使用する場合に考慮しなければならない影響を考慮していないことがよくあります。 高度は、質量流量や、達成可能な最大真空および圧力の低下など、ポンプの性能の多くの側面に影響します。 さらに、空気流の質量が減少すると、モーターとベアリングの冷却に影響します。

特に周囲の空気が汲み上げられている場合は、湿度も重要な要素です。 湿度が低すぎると、エラストマー部品から水分が抜け出す可能性があり、ベアリングやその他のモーター部品の寿命が短くなる可能性もあります。 高すぎると、特にポンプヘッド内で結露が発生する可能性があります。 液体が形成されると、ポンプの内部コンポーネントは非圧縮性で腐食性の可能性のある媒体を処理できなければなりません。 この状況は、多段ポンプ ヘッドではさらに一般的です。 考慮すべきその他の重要な環境問題には、塩気、極端な温度、危険な場所での使用などがあります。

システム要因絡まった庭のホースと同じように、ポンプ用途での抵抗が大きくなるほど、流体を押し出すのに必要な力も大きくなります。 すべての流路特性 (チューブ ID、材料、仕上げ、長さ、オリフィス、バルブ、継手、エルボ、マフラーなど) には、流路全体での圧力降下があります。 それらをすべて合計すると、流れを生成するためにポンプが克服しなければならない圧力の合計変化が決まります。 海面で 14.7 psig が可能な最大吸入差であるため、ポンプの入口の制限は特に重要です。 また、ポンプは、フィルターが汚れていて保守が必要な場合でも、必要な流量を生成できるサイズにする必要があります。

設計者は、ポンプのデューティ サイクルがどのようになるかを知っておく必要があります。 多くの場合、継続的に実行すべきか、オンとオフを繰り返すべきかについて明確な答えはありません。 その場合、要因のリストを比較検討して、アプリケーションに最適なソリューションを決定する必要があります。 これらの要因には、モーターの種類 (AC、ブラシ、またはブラシレス DC)、騒音制限、ポンプの望ましい寿命、充電ごとのバッテリー寿命、電流スパイクや振動に対する感受性、発熱、起動時と停止時の負荷が含まれます。 モーターの速度を制御することは、これらの要因に対処するための一般的で成功した方法です。 ポンプを低速で動作させると、電力も節約され、ポンプの耐用年数だけでなく、ポンプの上流および下流の他のコンポーネントも延長されます。

メディア媒体はシステムポンプの選択に大きな影響を与える可能性があります。 ポンプコンポーネントの材料選択に影響を与える明らかな化学的適合性の問題とは別に、他の側面を検討する必要があります。

ほぼすべての流体コンポーネントは、ポンプで送られる気体または液体内の粒子の影響を受けます。粒子の形状と硬度は、粒子がどの程度有害かを決定する上で、サイズと同じくらい重要です。 たとえば、ギアポンプのギアは微粒子によって摩耗し、耐用年数が許容できないレベルまで短くなる可能性があります。 ファイバーは、特定のポンプ技術で潜在的な問題を引き起こす可能性があります。 理想的には、粒子の侵入および/または発生を排除することによって媒体から粒子を除去するか、ポンプの入口側で濾過して除去する必要があります。 除去が不可能である場合、または粒子が媒体の本質的かつ必要な部分である場合、ポンプを適切に選択するにはその特性評価が重要です。 アプリケーション設計者は、すべてのポンプとコンポーネントのサプライヤーに、どのような種類の粒子がどのように蔓延すると予想されるかを伝え、設計を変更したり、適切なろ過を提供したりできるようにする必要があります。

粒子は時間の経過とともに蓄積する傾向があり、圧力損失が増加し、場合によっては流れを完全に遮断することもあります。 したがって、乱流が役立つ場合もあれば、フラッシングが必要な場合もあります。 破片や粒子はポンプの性能に影響を与えるだけでなく、ポンプが設計範囲を超えて動作する状態を引き起こす可能性があります。

ポンプにとって液体/気体の混合媒体を処理することは特に困難であり、ウェルプレートや廃液コンテナから液体を吸引するときに発生する可能性があります。 このような用途には、ダイヤフラム ポンプが理想的です。なぜなら、ダイアフラム ポンプは、潜在的に攻撃的な液体に耐え、混合媒体を移送する際に発生する自吸式および増加した流量要件の処理に熟達しているからです。 ポンプの選択決定に影響を与える可能性のあるその他の媒体関連の課題には、蒸気圧に近い液体や空気以外の気体が含まれます。

考慮すべきその他の要素信頼できるポンプ製造パートナーは、システム設計のよくある落とし穴の多くを解決するためのガイダンスを提供するために必要なアプリケーション経験を持っています。 他に考慮すべき要因としては、ポンプの方向と取り付け、脈動に対するシステムの感度、液体ポンプの自吸の必要性、空気を移動させるだけの場合と液体を移動させるだけの場合のポンプの流量、下流の詰まりに対する保護策 (特に危険な媒体が流れている場合) などが挙げられます。制限された電流と変動する供給電圧、他のコンポーネントとの相互作用や利用可能なセンサーフィードバックも、議論されるべきより重要な要素の一部です。

まとめシステムの存続期間中には、多くの状態が発生します。 デバイスを成功させるには、設計者はそれらすべてを予測する必要があります。 その後、顧客固有のアプリケーションのニーズを評価し、信頼できるポンプ サプライヤーと考えられるソリューションを比較検討することによって、最適なソリューションが決定されます。 この相談的で徹底的なアプローチが、最も多くの場合成功につながる道です。

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