Vilka är funktionerna hos enkelskruvspumpar?

De tre kärnfunktionerna i Enkelskruvspumpar

En enkelskruvspump (även känd som en progressiv kavitetspump) utför tre primära funktioner: uppmätt flöde av viskösa vätskor , lågpulserande överföring av skjuvkänsliga material , och självsugande lyft av flerfasblandningar . Till skillnad från centrifugalpumpar, levererar en enkelskruvspump ett konstant, linjärt flöde direkt proportionellt mot dess rotationshastighet - vilket vanligtvis uppnås volymetriska verkningsgrader över 95 % över ett brett tryckområde.

Denna unika prestanda gör den oumbärlig i industrier som sträcker sig från olja och gas till livsmedelsbearbetning och avloppsvattenrening. Nedan utforskar vi varje funktion med mätbara data och praktiska exempel.

Funktion 1: Noggrann mätning och dosering av högviskösa vätskor

Enkelskruvpumpar fungerar som mätanordningar för positiv deplacement . Varje rotation förskjuter en fast volym (från 0,005 till över 2 500 liter) oavsett utloppstryck. Flödeshastighetsnoggrannheten håller sig vanligtvis inom ±0,5 % till ±1 % när den är rätt dimensionerad.

Exempel från verkliga världen: Polymerinjektion i oljefält

I förbättrad oljeåtervinning (EOR) injicerar operatörer polymerlösningar med viskositeter upp till 10 000 cP . En pump med en enda skruv doserar exakt 2,5 l/min mot påtryckningar av 40 bar (580 psi) . Centrifugalpumpar skulle förlora effektivitet över 1 000 cP och kan inte upprätthålla linjär dosering. Resultatet: konsekvent polymerinsprutning minskar kemiskt avfall med upp till 15 % årligen per brunnsdyna.

• Viskositetsområde: 1 cP till 1 000 000 cP (t.ex. tung råolja, melass, slam)
• Linjäritet för flödeshastighet: R² > 0,999 från 10 % till 100 % motorhastighet
• Tryckkapacitet: Upp till 48 bar (700 psi) i enstegs, flerstegsversioner överstiger 240 bar (3 480 psi)

Funktion 2: Lågpulserande, skjuvkänslig materialhantering

Den skonsamma pumpningen av en enkelskruvspump är en av dess mest uppskattade funktioner. Till skillnad från kolv- eller lobpumpar rör sig vätskan axiellt utan turbulens eller snabba tryckspikar. Skjuvhastigheter är vanligtvis under 200 s⁻¹ — jämförbar med lågskjuvningsblandning. Detta bevarar produktens integritet för ömtåliga material.

Data om skjuvreduktion

I en kontrollerad testpumpning av yoghurtkulturer (en skjuvkänslig biologisk vätska) bibehölls en enkelskruvspump antal livsdugliga celler över 95 % efter 10 timmars recirkulation. En lobpump under identiska förhållanden minskade livskraften till 72 % . För matberedare innebär detta längre hållbarhet och bättre produktkonsistens.

Funktion 3: Självsugande och flerfasblandningslyft

Enkelskruvpumpar kan lyfta vätskor från suglyftar så högt som 8,5 meter (28 fot) av vattenpelare under torra förhållanden, och 9,5 meter (31 fot) när den är grundad. Ännu viktigare är att de hanterar gas-, flytande- och fasta blandningar samtidigt - en funktion som kallas flerfaspumpning . Gasvolymfraktioner (GVF) upp till 80 % är möjliga utan ånglås.

Praktiskt exempel: Pumpning av avloppsvatten

I ett kommunalt reningsverk innehåller avskum 40 % luft, 55 % vatten och 5 % fett/fasta ämnen . En pump med enkel skruv överför denna blandning från en DAF-tank (upplöst luftflotation) till en kokare vid 12 m³/h . Centrifugalpumpar tappade fyllning inom 10 minuter , medan membranpumpar täpptes till varannan timme. Enkelskruvspumpen gick för 2 000 timmar utan fel, vilket minskar underhållskostnaderna med 8 000 €/år .

• Maximal fast partikelstorlek: upp till 15 mm (beroende på stators elastomerhårdhet)
• Självsugande torrkörningstid: typiskt 30-60 sekunder (med rätt materialval)
• Flerfas GVF-gräns: 0 % till 80 % utan extrautrustning

Vanliga frågor: Vanliga frågor om enkelskruvspumpfunktioner

1. Kan en enkelskruvspump gå torr?

Ja, men bara för kort varaktighet (30-60 sekunder) . Statorn (typiskt elastomer) kräver vätskesmörjning och kylning. Förlängd torrkörning skadar statorn och rotorn. För applikationer med intermittenta torrperioder, specificera statorer gjorda av högtemperaturelastomerer (t.ex. FKM eller HNBR) eller lägg till en torrkörningsskyddssensor.

2. Vilket är det typiska effektivitetsintervallet?

Enkelskruvpumpar erbjuder volymetrisk verkningsgrad mellan 85 % och 98 % under normala driftsförhållanden. Den totala mekaniska effektiviteten (inklusive motor och växellåda) sträcker sig från 55 % till 75 % , vilket är 10-20% högre än centrifugalpumpar vid hantering av viskositeter över 1 000 cP.

3. Hur förändras flödeshastigheten med viskositeten?

Till skillnad från centrifugalpumpar, flödeshastigheten för en enkelskruvspump förblir nästan konstant med viskositetsförändringar . Fördubbling av viskositeten från 1 000 cP till 2 000 cP minskar flödet med mindre än 2% vid konstant hastighet. Detta gör dem idealiska för att dosera tillsatser där foderviskositeten varierar med temperaturen.

4. Vilka är de vanliga fellägena som påverkar dessa funktioner?

1. Stator slitage – minskar volymetrisk effektivitet; typisk livslängd 4 000-8 000 timmar i slipande uppslamningar.
2. Rotorkorrosion – leder till glidning och tryckförlust; använd 316SS eller duplexmaterial för pH < 4 eller > 10.
3. Universalledsfel – orsakar pulsering; byt ut varje 10 000-15 000 timmar i kontinuerlig tjänst.

5. Vilket är det maximala trycket per steg?

En enstegs enkelskruvspump levererar vanligtvis 6 till 12 bar (87 till 174 psi) differenstryck. Varje ytterligare steg lägger till liknande tryck. För högtryckstillämpningar som t.ex omvänd osmos matning (upp till 40 bar) , använd en 4-stegs eller 6-stegs konfiguration. Varje steg innehåller en uppsättning rotor-statorkaviteter.

Urvalsguide: Matcha funktioner till applikationsbehov

För att välja rätt enskruvspump för din funktion, utvärdera tre parametrar mot tabellen nedan:

För de flesta industriella applikationer, enkelskruvspumpens kombination av mätprecision, låg skjuvning och flerfasförmåga gör den till den mest mångsidiga deplacementpumpen. När din vätska är för tjock för centrifugalpumpar eller för känslig för kolvpumpar, är en enkelskruvspump det funktionella svaret.