Uvod: Otkucaj kemijske obrade
Zamislite svijet bez lijekova, čiste pitke vode, benzina ili čak boje na vašim zidovima. Ovi bitni elementi suvremenog života djelomično su omogućeni zahvaljujući često zanemarenom stroju: kemijska pumpa . Puno više od običnog uređaja za kretanje tekućine, kemijska pumpa je otkucaji srca kemijske procesne industrije, precizno kontrolirajući protok, tlak i temperaturu visoko specijaliziranih i često opasnih tvari.
Što je kemijska pumpa?
Kemijska pumpa je mehanički uređaj namijenjen za prijenosne tekućine —tekućine, kaše ili plinovi — pretvaranjem mehaničke energije u hidrodinamičku energiju. Ono što kemijsku pumpu razlikuje od stiardne pumpe za vodu je njena specijalizirana konstrukcija. Napravljeni su za rad s širokim nizom agresivnih, korozivnih, abrazivnih i visokotemperaturnih kemikalija.
Izazov korozivnih tekućina
Primarni izazov u kemijskom pumpanju je korozija . Mnoge industrijske kemikalije - poput jakih kiselina (sumporna kiselina) ili baza (natrijev hidroksid) - mogu brzo pojesti uobičajene metale. Kako bi to izdržale, kemijske pumpe se izrađuju od:
- Egzotične legure: Kao što je Hastelloy, Titanium ili visokokvalitetni nehrđajući čelik.
- Nemetalni materijali: Uključujući obloge od plastike poput polipropilena (PP), poliviniliden fluorida (PVDF) ili teflona (PTFE).
Odabir pravog materijala ključna je inženjerska odluka koja diktira životni vijek pumpe i čistoću kemikalije koja se transportira.
Kako rade kemijske pumpe: Dvije glavne obitelji
Iako postoje tisuće specijaliziranih kemijskih pumpi, one općenito spadaju u dvije široke kategorije na temelju njihova načela rada: Kinetičko (dinamično) and Pozitivni pomak (PD) .
1. Dinamičke ili centrifugalne pumpe
The centrifugalna pumpa je radni konj industrije, čineći veliku većinu instaliranih jedinica.
- princip: Ove pumpe koriste rotirajuću komponentu koja se naziva an impeler za povećanje brzine fluida. Tekućina ulazi u središte (oko) impelera i centrifugalnom silom biva izbačena prema van, povećavajući svoju kinetičku energiju. Ovaj protok velike brzine zatim se usporava u okolnom kućištu (volutu), pretvarajući kinetičku energiju u tlak.
- Najbolje za: Premještanje velikih količina tekućina niske viskoznosti pri umjerenom tlaku. Razmislite o cirkulirajućoj rashladnoj vodi ili premještanju rasutih kemikalija.
2. Potisne pumpe
Pumpe za istiskivanje rade prema zarobljavanje fiksne količine tekućine a zatim tjera (istiskuje) taj volumen u ispusnu cijev.
- princip: Brzina njihovog protoka izravno je proporcionalna brzini rotacije ili recipročnog kretanja i mogu generirati vrlo visoke tlakove jer je djelovanje pumpanja zatvoreno.
- Podvrste uključuju:
- Klipne pumpe (klipne ili dijafragmske): Koristite pokrete naprijed-nazad (poput pumpe za bicikl). Membranske pumpe izvrsne su za vrlo opasne ili hlapljive tekućine jer nude a bez pečata barijera zadržavanja.
- Rotacijske pumpe (zupčanike, lopatice ili vijčane): Koristite rotirajuće komponente za stvaranje pokretnih šupljina koje hvataju i prenose tekućinu. Idealni su za visoko viskozne tekućine kao što su smole ili gusta ulja.
Sklapanje dogovora: obuzdavanje je ključno
Rukovanje opasnim kemikalijama zahtijeva savršeno brtvljenje kako bi se spriječilo curenje, koje bi moglo naštetiti osoblju, oštetiti okoliš ili dovesti do gubitka proizvoda. The brtva osovine —gdje rotirajuća osovina ulazi u kućište pumpe—je najkritičnija točka.
Uloga mehaničkih brtvi
Većina centrifugalnih kemijskih pumpi koristi mehaničke brtve . Ovi se uređaji sastoje od dva vrlo ravna, visoko uglačana prstena - jedan se okreće s osovinom, a drugi miruje - koji se čvrsto pritišću jedan uz drugi. Tanak film tekućine između strana osigurava podmazivanje, smanjujući trošenje.
Revolucija bez pečata
Za iznimno otrovne, hlapljive ili skupe kemikalije, curenje je neprihvatljivo. To je dovelo do razvoja pumpe bez brtve :
- Pumpe s magnetskim pogonom: Motor nije fizički spojen na osovinu impelera. Umjesto toga, magnetske sile prenose snagu kroz zatvorenu zaštitnu školjku. Ovo u potpunosti eliminira potrebu za mehaničkom brtvom.
- Konzervirane motorne pumpe: Slično mag-pogonu, stator motora je potpuno zatvoren ili "konzerviran", što ga čini hermetički zatvorenim i nepropusnim.
Crpke bez brtve predstavljaju zlatni standard za sigurnost i zaštitu okoliša u kemijskoj industriji.
Izvan osnova: Primjene u stvarnom svijetu
Kemijske pumpe su posvuda, pokreću procese u različitim industrijama:
- Obrada vode: Pokretni flokulanti, klor i druge kemikalije za pročišćavanje.
- Nafta i plin: Prijenos rafiniranih naftnih proizvoda i upravljanje oštrim isplakama za bušenje.
- Farmaceutika: Osiguravanje vrlo preciznog doziranja i prijenosa ultra čistih sastojaka.
- Hrana i piće: Rukovanje agresivnim kemikalijama za čišćenje (Clean-In-Place ili CIP sustavi) i viskoznim prehrambenim proizvodima.
Sljedeći put kad vidite besprijekoran automobil, uzmete dozu lijeka ili napunite spremnik goriva, sjetite se neopjevanog heroja koji neumorno radi iza scene: snažan, specijaliziran i bitan kemijska pumpa .
