チョッピング、切断、研削: 固形物処理ポンプを理解する

Apr 18, 2023

ポンプはおそらく、あらゆる施設にとって最も重要かつ普及している機器です。 流体を確実かつ効率的に輸送する能力は、現代世界にとって非常に重要です。 しかし、ユーザーにはきれいな水のような純粋な液体を運ぶ余裕はほとんどなく、残ったものを処理する必要があります。 ポンプの信頼性は、機械的性能だけでなく、固体の取り扱い性能にも基づいています。 詰まりや固着はシステムのダウンタイムを意味しますが、上流の配管や継手の詰まりはさらに厄介な場合があります。 この現実に基づいて、固形物処理ポンプの必要性が明らかになります。

詰まりのない遠心ポンプおよび容積式ポンプは、固形物処理用途で広く使用されています。 最大固形物サイズまたはボールパスは一般に指定されており、ポンプを確実に通過できる最大球直径を示します。 この手法は、ポンプが大きく、予想される固形物サイズが小さい場合には一部のアプリケーションで機能する可能性がありますが、多くの場合、そうではありません。 廃水のポンプ輸送では一般に、固体サイズが予測できない、または大きい固体が発生するため、固体を受動的にポンプに通過させるだけでなく、固体を積極的に減らして調整するアクティブな固体処理ポンプ技術が必要となる場合があります。

固体処理のさまざまなスキームが提案されていますが、活性固体処理ポンプには主に 3 つのタイプがあります: チョッパー ポンプ、カッター ポンプ、およびグラインダー ポンプです。 残念ながら、広く受け入れられている正式な定義とハイブリッド化が欠如しているため、ポンプがどのカテゴリに分類されるかを理解することが難しい場合があります。

ここでは、チョッパー、グラインダー、カッターポンプを意味のある区別するために提案されている定義をいくつか示します。

チョッパー ポンプの水圧面は固形物の処理に不可欠であり、インペラを使用して固形物を直接切り刻みます。 他のポンプ設計でも同様に固定要素と回転要素を利用して固体に対処することがありますが、これらをカッター ポンプとして理解する方がより正確です。

中心となるコンセプトは、チョッパー ポンプでは、チョッピングとポンピングを分離することは不可能であるということです。 逆に、カッターポンプは、ポンピングから分離された切断機能を備えている場合があります。 これには、カッター ポンプでさまざまな種類のインペラを使用できるという利点がありますが、コンポーネントが追加されると複雑さが増し、電力要件が増加する可能性があります。

カッターポンプのより特殊なバージョンはグラインダーポンプです。 グラインダー ポンプは、切断器具の代わりに、または切断器具に加えて、研削機構を統合することによって定義されます。 これは電力消費量の増加とポンプ容量の減少につながりますが、最も制御された排出固体サイズを提供します。 そのため、浄化システムなどの用途に適しています。この用途では、効率よりも小さな配管と信頼性が重要ですが、実際には、大容量のポンプ用途でグラインダーポンプを目にすることはほとんどありません。

業界では、チョッパー ポンプとカッター ポンプという用語はメーカーによって同じ意味で使用されますが、グラインダー ポンプという用語はむしろ一貫して使用されています。 上記の正式な定義がないことに加えて、その主な理由は、ほとんどの現代のチョッパー ポンプとカッター ポンプが 2 つのスタイルのハイブリッド型であることです。

画像 1 に示すチョッパー ポンプはその一例です。 インペラを使用して固定カッターバーに当てて切断し、チョッピング動作を提供しますが、ポンプにはいくつかのカッターも組み込まれています。 繊維を切断し、アイテムが吸引をブリッジするのを防ぐ外部カッター、メカニカルシールとシャフトに繊維が巻き付くのを防ぐインペラの後ろの上部カッター、およびポンプが羽根の裏側に飛び出すのを防ぐバックプレートのインサートカッターがあります。インペラが固着しないようにします。 したがって、チョッパーポンプとして販売されているかもしれませんが、カッターが付いており、チョッピングインペラがなければカッターポンプになります。

あるいは、別のメーカーのポンプにはチョッピング インペラが搭載されていない場合や、主カッター システムの二次的な機能である可能性があるため、カッター ポンプとして販売される可能性があります。 ラベルに関係なく、どのタイプのポンプを使用するかは用途のニーズに基づいて決定する必要があり、そのニーズはますます厳しくなっています。

新しい下水は、下水業界ではちょっとした流行語になっている用語です。 水利用効率の向上により廃水強度が集中する一方、トイレットペーパーから繊維織物ワイプへの消費者の嗜好の変化により、多くの収集システムはポンプの巻き付けや詰まりによるメンテナンスの深刻な悩みを引き起こしています。 これに加えて、油脂が加わると、ロンドンからデトロイトまでの下水道にファットバーグが出現するという報告につながります。

このような下水の進化により、おしりふきのラベルの変更や、水に流せる製品について一般の人々を教育する取り組みが求められています。 さらに、これにより保健当局は下水道への違法な油脂の廃棄を取り締まるようになったが、最大の変化は、衛生下水の流れを維持するために日々戦っている最前線の人々に変化をもたらしたことである。

特定の用途では、ノンクロッグは誤った呼び名のように感じる場合があります。 主要な場所にあるエレベーター ステーションではほぼ毎日メンテナンスが必要で、バキューム トラックがフルタイムで稼働しているため、厳しい予算が圧迫され、高額な出張費が必要になります。 これに聞き覚えがあると思われる場合は、ユーザーの固体処理テクノロジーを評価する時期が来たのかもしれません。 レストラン街、ホテル、高齢者住宅、矯正施設は、伝統的な過酷な勤務場所の例です。 重要な場所を戦略的にチョッパー/カッター ポンプに置き換えることで、魅力的な投資回収期間を実現できます。場合によっては、数年ではなく数か月で測定されることもあります。

処理施設内では、固形物濃度が高く、老朽化し​​た下水道からの浸透や流入によってスクリーンのバイパスが頻繁になるため、アクティブな固形物処理ポンプを定期的に検討する必要があります。 産業および製造施設では、固体取り扱いアプリケーションも評価する必要があります。 ポンプの巻き付きや詰まりは、メンテナンス費用に加えて生産ロスにつながります。 ユーザーは、定期的にポンプの問題が発生している場合、より堅牢な固形物処理ポンプ技術を検討する必要があります。

特定の用途に応じて、ユーザーがポンプを選択する際に求めるさまざまな機能があります。 糸状の繊維状固体には、結合や巻き付けの問題を防ぐためにクリアランスを容易に維持できるカッターが必要ですが、より大きなかさ高い固体には、より大きな開口部と切断機能が必要になります。 これらのタイプの固体のいずれかが存在しない場合もありますが、一般にユーザーは両方を組み合わせて使用​​することになり、この二重の機能を提供できるポンプを必要とします。 ポンプのサプライヤーと協力して、ユーザーのニーズを理解し、特定の用途向けのソリューションを提供できるようにします。 参考設置場所を尋ねて、何が汲み上げられているかを理解してください。

新しい下水は下水の状況を変えており、それはインフラ投資と更新の好調な時期の始まりと同時に起こっています。 今こそ、明日の課題に対処するために下水システムの回復力を大幅にアップグレードする時期です。

Erik Larson は、Vaughan Company, Inc. のシニア プロセス エンジニアです。連絡先は [email protected] です。 詳細については、chopperpumps.com をご覧ください。