ダイヤフラムポンプと遠心ポンプ: あなたのプロセス業務に最も適したポンプはどれですか?

4,000 cps のアクリル コーティング、空にする必要がある IBC トート、棚の上の予備の遠心ポンプ。遠心分離ユニットにキャビテーションが発生し、コーティングが剥がれて薄くなり、数週間以内にシールが剥がれ始めます。同じジョブをダイアフラム ポンプに移すと、ポンプはトートから自吸し、短い乾燥運転に耐え、顔料を粉砕することなく通過させます。

この 1 つの例で議論のほとんどが説明されていますが、正直な答えは、単純にダイヤフラム ポンプの方が優れているということではありません。粘度、固体、せん断感度、揚程、流れ、吸引条件が問題を決定します。以下では、実際的な観点から違いを説明し、メンテナンス チームと購買部門に擁護できる選択パスを示します。

簡単に言うと、どのポンプが必要ですか?

流体が薄くてきれいな場合、およそ 200 cps 未満の場合、控えめでかなり安定した揚程で高流量が必要な場合、および負荷が連続的に動作する場合には、遠心ポンプを選択してください。流体が粘性、摩耗性、せん断に敏感な場合、または固形物が多い場合、または自吸式、空運転耐性、低流量ポンプからの高圧、反復可能な注入、または危険区域での空気駆動操作が必要な場合には、ダイヤフラム ポンプを選択してください。

どちらのデザインも成熟していて信頼性があります。故障がポンプのタイプ自体によって引き起こされることはほとんどありませんが、ポンプの用途に合わせて作られていないサイズのポンプによって引き起こされます。

各ポンプの実際の内容

遠心ポンプ: 運動エネルギー、次に圧力

遠心ポンプは回転力学的機械です。インペラは液体を外側に回転させ、シャフト速度を速度に変換し、次にケーシング内の圧力に変換します。固定容積を変位させるのではなく運動エネルギーを追加するため、その出力は固定変位ではなくシステム曲線に従います。

• 揚程が下がると流量が増加するため、排出バルブを絞るのが通常の制御方法です。
• 標準形式では自吸式ではありません。ケーシングを浸水させるか、自吸式のタイプが必要です。
• せん断力が高いため、エマルジョン、長鎖ポリマー、および一部のコーティングはインペラに耐えられません。
• 粘度は絶対的な限界です。およそ 200 ～ 500 cps を超えると性能が急激に低下します。
• 効率は高く、多くの場合、使用ポイントで 60 ～ 80 パーセントに達します。そのため、大量の水の使用を支配しています。

ダイアフラムポンプ: 固定容積、屈曲膜によって押し出される

ダイヤフラムポンプは容積式です。柔軟なダイヤフラムは、空気作動式ダブル ダイヤフラム (AODD) ユニットでは圧縮空気によって、または電動モデルではモーターとクランクによって駆動されます。ボールまたはフラッパー タイプの 2 つの逆止弁は、流れを一方向に動かし続け、各ストロークで一定の体積を動かします。

• 吐出圧力が上昇しても流量はほぼ一定に保たれるため、出力は予測可能であり、ストローク数による投与が実用的です。
• 自吸式吸引揚程は通常、乾燥状態で 4 ～ 6 m ですが、ポンプが濡れるとそれ以上になります。
• シール面が潤滑用の液体に依存しないため、空運転が許容されます。
• せん断力が低いため、バッター、ラテックス、スラッジ、塗料は構造を失うことなく移動します。
• 吐出は脈動するため、充填ラインと投与ラインではダンパーが一般的です。
• 特に圧縮空気の場合、エネルギー使用量が多くなり、それが実質的な運用コストとなります。

並べて比較

遠心ポンプが勝てる場所

作業がクリーンで高速であれば、容積式ポンプにお金を払う理由はありません。

• 大量のきれいな水: 冷却、循環、灌漑、一般的な移送。
• 電力効率が重要となる長時間の連続使用。
• 低粘度で固形物を含まない化学物質で、せん断感度がありません。
• 予算と設置面積: 流量が等しい場合、通常、遠心ポンプの方が小型で安価です。
• 既存のシステムは、VFD 制御を備えた水頭流量曲線に基づいてすでに設計されています。

ダイヤフラムポンプの活躍の場

流体が反撃するたびに、容積式設計は妥協ではなくなり、唯一の賢明な選択肢になります。

• 粘性およびペースト状の媒体: 接着剤、インク、樹脂、チョコレート、スラッジ。
• インペラを侵食する可能性のある研磨剤または固体を含むスラリー。
• 質感や粒子サイズを維持する必要がある、せん断に敏感な製品。
• 空の吸引義務: ドラム缶、トートバッグ、サンプ、タンク底部。
• エア駆動ユニットが電気を完全に回避する危険区域。
• ストロークあたりの一定量での移送と投与により、再現可能な結果が得られます。

これらの作業の通常の開始点は空気作動ユニットです。モーターや回転シールはなく、化学物質に合わせた湿潤経路が必要です。

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圧縮空気が使用できない場合

プラントに信頼できるエアラインがない場合、またはコンプレッサーにすでに負荷がかかっている場合は、ギア付きモーターとクランクを介して電動ダイヤフラムポンプが同じ仕事をします。自吸、空運転耐性、低せん断性を維持しながら、エネルギー使用量は圧縮空気の立方メートルではなく電気にマッピングされ、VFD による速度制御が簡単になります。あなたが放棄するのは、エア駆動ユニットに固有の防爆機能です。

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実際の流れ、圧力、制御

コントロールは 2 つのタイプが最も異なる部分です。遠心ポンプは通常、スロットルまたは速度制御されており、バルブを閉じると単に曲線に沿って左に移動します。ダイアフラム ポンプはその逆の動作をします。流量は揚程によってほとんど変化しないため、バルブを閉じると流量が減少する代わりに圧力が上昇するため、リリーフ バルブまたはバイパスが必須であり、流量は空気圧、ストローク速度、または VFD によって設定されます。

脈動は 2 番目の実際的な違いです。 AODD ポンプは、山と谷で流量を供給します。これは、パイプの動き、充填時の騒音、流量計の読み取り値の不安定さとして現れます。吐出口の近くに取り付けられたダンパーは、これらのピークを滑らかにし、その背後にある計器を保護します。

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接液部の材質と摩耗部品

通常、ポンプの寿命が 5 年か 5 か月かは材料の選択によって決まりますが、ダイヤフラム ポンプでは接液経路にダイヤフラム自体と逆止弁が含まれるため、材料の選択がより重要になります。

ダイヤフラムとバルブのエラストマーも同様に重要です。耐薬品性には PTFE、摩耗と水にはサントプレンまたは EPDM、油にはニトリルです。アルミニウム、ステンレス鋼、ポリプロピレン、PVDF の接液経路をカバーします。 当社のダイヤフラムポンプ製品群 、材料の選択は通常、私たちが最初に尋ねる質問です。ダイヤフラムは摩耗部品として扱い、ご注文前に交換時期と価格をご確認の上、予備セットを1セット常備してください。

5 段階の選択パス

1. ポンプ温度での粘度、比重、固体のサイズと濃度、せん断感度、腐食性、実際に影響を受ける温度範囲など、流体の特性を評価します。
2. デューティポイントを修正します: 必要な流量、吸引リフト、吐出ヘッド、およびデューティが連続的か断続的か。
3. 現場を確認してください: 乾燥したきれいな圧縮空気が利用可能か、そのエリアは危険か、リリーフバルブとダンパー用のスペースはあるか?
4. 総コストを比較します。エネルギーまたは空気の消費量、ダイヤフラムとバルブの交換間隔、ダウンタイムのリスクを購入価格に加えます。
5. 接液部の材質と予備品を確認し、ポンプ本体のダイヤフラムとバルブの部品番号を見積もってください。

よくある質問

遠心ポンプは粘稠な液体にも対応できますか?

部分的に。約 200 cps まではディレーティング曲線で動作します。 500 cps を超えると、揚程と効率が急激に低下し、それを補うためにポンプのサイズを大きくしすぎると、流量が依然として期待外れなままエネルギーを浪費するだけです。

ダイヤフラムポンプはランニングコストが高くつきますか?

圧縮空気は非効率的なエネルギー媒体であるため、通常、移動量 1 リットル当たりの空気作動ユニットは 1 リットルです。研磨または粘性の高い作業で数週間ごとに遠心ポンプが故障する代替手段がある場合、比較は変わります。そうすれば、総所有コストの点でダイヤフラム ポンプが有利になります。

パルセーションダンパーは必要ですか?

常にではありませんが、スムーズな流れが機器を保護し、パイプの動きを減らすため、充填、分注、コーティング、および流量計システムが最も効果的です。

実践的なポイント

選択する前に義務を書き留めてください。薄くてきれいな流体が安定した高速流量で、VFD によって制御される遠心ポンプに送られます。粘度が高く、研磨性があり、せん断に敏感な流体や固形物を含む流体、または定期的に空運転する吸引ラインは、ダイヤフラムが摩耗予定品として扱われるダイヤフラム ポンプを指します。タイプを正しく設定すれば、仕様の段階では費用はかかりませんが、タイプを間違えると毎月のメンテナンス ログに記録されます。