Новости

Apr 24, 2024

Оптимизированная головка насоса для насосов LEWA Ecoflow увеличивает объемный КПД в два раза

Геометрическая оптимизация M900 позволила сократить зазор в головке насоса примерно на 51 процент со стороны жидкости и примерно на 22 процента со стороны гидравлики. Это соответствует общему зазору

Геометрическая оптимизация M900 позволила сократить зазор в головке насоса примерно на 51 процент со стороны жидкости и примерно на 22 процента со стороны гидравлики. Это соответствует общей экономии объема очистки в 37 процентов. Объем зазора в задней мертвой точке плунжера показан на рисунке оранжевым (жидкость) и синим (гидравлический) цветом. (Источник изображения: LEWA GmbH)

LEWA M900 представляет собой головку насоса с диафрагмой с гидравлическим приводом из чистого ПТФЭ и держателем диафрагмы из нержавеющей стали. Оно предназначено для универсального использования и используется на всех насосах LEWA Ecoflow, а также на технологических насосах LEWA для средних расходов. Головка насоса имеет целый ряд преимуществ. Он не только герметичен, что исключает утечки перекачиваемой жидкости или гидравлического масла, но также характеризуется высокой точностью дозирования, оптимальной всасывающей способностью благодаря диафрагменной пружине и очень длительным сроком службы диафрагмы.

Низкий объемный КПД при давлении > 150 бар Предыдущая головка мембранного насоса M900 для размеров плунжера 5–12 мм имела сравнительно низкий объемный КПД на приводах LDB и LDC с самой маленькой сэндвич-диафрагмой LEWA при высоких давлениях нагнетания с диаметром плунжера 5 и 6 мм. «Причиной этого является зазор в головке насоса», — сказал Мориц Милднер, инженер-разработчик в LEWA. «Зазорный объем» — это объем, который сжимается при каждом ходе насоса во время работы насоса. Он включает в себя рабочие пространства для гидравлической системы и жидкости». Предположение о несжимаемости жидкостей применимо только к низким давлениям. В этом случае необходимо принять во внимание, что хотя уменьшение объема воды и гидравлического масла составляет всего около одного процента при давлении 100 бар, оно увеличивается примерно в 10 раз по сравнению с этим значением при давлении 400 бар из-за зависимости сжимаемости от давления. «По мере того, как давление в насосе нарастает, жидкости сжимаются до тех пор, пока не будет достигнуто давление нагнетания», — объяснил Милднер. «Результатом является уменьшение вытесняемого объема, равное уменьшению объема, которое происходит при сжатии жидкостей». Отношение вытесняемого объема к идеальному теоретическому рабочему объему называется объемным КПД. Если объемный КПД насоса снижается, его энергоэффективность и экономичность также снижаются.

По этой причине LEWA ограничила использование предыдущих головок насоса M900 до 100 или 150 бар. Вместо этого для применений с низким расходом (< 1 л/ч) и давлением нагнетания от 150 до 400 бар использовались головки насоса M200 с металлическими диафрагмами. «Однако эти модели не обладают некоторыми ключевыми преимуществами M900, такими как более низкое минимальное давление на всасывающем фланце или более надежная гидравлика благодаря диафрагменной пружине», — пояснил Милднер.

Адаптированная головка насоса со значительно уменьшенным зазором Чтобы иметь возможность использовать преимущества технологии M900 и в более высоких диапазонах давления, компания LEWA решила изменить конструкцию головки насоса для таких применений. Поскольку конструкция предыдущей головки насоса основывалась на плунжере диаметром 12 мм и по сравнению с двумя маленькими плунжерами (диаметром 5 и 6 мм) учитывала соответственно 4-кратный и 4,8-кратный рабочий объем, а также соответственно больший скорости потока транспортирующей и гидравлической жидкости внутри компонентов, пришлось внести значительные корректировки. «Разработав корпус диафрагмы и привод диафрагмы, специально оптимизированный для плунжеров небольших размеров, мы смогли уменьшить пути потока в гидравлике, пространство для установки диафрагменной пружины, диафрагменного калотта и отверстия для жидкости на нагнетании и всасывании. стороны», — сказал Милднер. Геометрическая оптимизация уменьшила зазор в головке насоса примерно на 51 процент со стороны жидкости и примерно на 22 процента со стороны гидравлики. Это соответствует общей экономии объема очистки в 37 процентов.

В рамках пересмотра калот представлял собой, безусловно, самую большую проблему. Для оптимизации фактическое движение диафрагмы сначала было изучено с использованием технологии лазерных измерений. Для этой цели компания LEWA изготовила специальную головку насоса, которая позволяет видеть обычно невидимую диафрагму в ее установленном состоянии. «Положение диафрагмы и держателя диафрагмы в переднем конечном положении зависело от глубины калотты», — объяснил Милднер. «Именно поэтому контур диафрагмы сканировали с помощью двух лазеров». Один лазер использовался для определения текущей высоты подвижного измерительного устройства, а второй – для отклонения сэндвич-диафрагмы. Таким образом, была полностью измерена центральная плоскость для плунжеров размером 5 мм и 6 мм и различной частотой хода. На основе огибающих, созданных из облаков точек, можно было геометрически подогнать рабочее пространство жидкости в корпусе диафрагмы к фактическому движению диафрагмы.

150 bar/strong>