Pumps batchers in the systems of water treatment

Keywords: pump batcher, water treatment, reagent, station of dispensing, plunger pump

Many processes of water treatment demand use of reagents, actively apply them at the industrial enterprises, in housing sector, in sports and improving complexes to chemical water treatment of pools. The majority of chemical reagents are active agents, and exact dispensing of these substances generally is required to provide their necessary concentration in the purified water. Pumps batchers, or as they are called still, the dosing pumps are used to these purposes.

Описание:

Многие процессы водоподготовки требуют использования реагентов, их активно применяют на промышленных предприятиях, в сфере ЖКХ, в физкультурно-оздоровительных комплексах для химводоподготовки бассейнов. Большинство химических реагентов являются активными веществами, и в основном требуется точное дозирование этих веществ, чтобы обеспечить их необходимую концентрацию в очищаемой воде. Для этих целей применяются насосы-дозаторы, или, как их еще называют, дозирующие насосы.

Многие процессы водоподготовки требуют использования реагентов, их активно применяют на промышленных предприятиях, в сфере ЖКХ, в физкультурно-оздоровительных комплексах для ХВП бассейнов. Большинство химических реагентов являются активными веществами, и в основном требуется точное дозирование этих веществ, чтобы обеспечить их необходимую концентрацию в очищаемой воде. Для этих целей применяются насосы-дозаторы, или, как их еще называют, дозирующие насосы. Они предназначены для объемного дозирования под напором различных жидкостей, а также эмульсий и суспензий.

Насосы-дозаторы используются для следующих процессов в современных системах водоподготовки:

• дозирование растворов биоцидов для обеззараживания воды;
• дозирование растворов коагулянтов перед осветляющими фильтрами;
• дозирование ингибиторов для установок на основе обратного осмоса;
• коррекция солевого состава воды, контроль и поддержание в заданном диапазоне ее физико-химических параметров для пищевых производств и для теплоэнергетической отрасли;
• дозирование реагентов для дезинфекции воды в плавательных бассейнах и аквапарках.

На рынке представлены различные станции дозирования. Основными элементами станции дозирования являются емкость, в которой содержаться реагенты и непосредственно дозирующий насос. В емкости готовится необходимая концентрация раствора химического реагента. В зависимости от требуемого расхода готового раствора и давления в магистральной сети подбирается необходимый насос-дозатор. Для автоматизации процесса работы в состав дозирующей станций включается микропроцессорный контроллер.

В зависимости от назначения системы водоподготовки дозирующие станции могут значительно различаться точностью контроля и дозирования реагента.

Соответственно, при выборе дозировочного насоса для технологического процесса необходимо исходить из следующих параметров:

• производительности;
• максимального противодавления;
• типа перекачиваемой жидкости (раствора реагентов), что особенно важно для работы с агрессивными жидкостями. При этом следует учитывать такие параметры, как вязкость, плотность, температура, наличие взвешенных веществ;
• типа системы управления, которая может быть полностью или частично автоматизированной. Для управления системой могут использоваться датчики, контролирующие величину водородного показателя рН содержания активного хлора, значения мутности, уровня реагента и т. д.

Насосы-дозаторы различаются в зависимости от конструкции поршня. Они бывают двух типов: плунжерные и диафрагменные или мембранные.

В зависимости от типа привода различают:

• насосы с механическим приводом;
• насосы с гидравлическим приводом.

Дозирующий насос относится к объемным насосам возвратно-поступательного типа, состоит из приводного двигателя, редуктора и насосной головки. Редуктор понижает частоту вращения двигателя, преобразуя вращательное движение в возвратно-поступательное движение поршня в насосной головке.

Плунжерные системы предназначены для дозировки больших объемов или создания сильного напора. Плунжерные насосы работают по принципу передвижения поршня конструкции, внутри которого образуется разрежение или сильное давление. При образовании разрежения в плунжерном устройстве, имеющем дозатор, система всасывает жидкость, а при нагнетании – выталкивает ее. Такие насосы могут обеспечить дозирование высокой точности. Так как в таких насосах перекачиваемый раствор реагентов непосредственно контактирует с поршнем, необходимо уделить особое внимание совместимости материалов камеры и поршня с химическим составом раствора.

Также важно оценивать содержание абразивов в растворе, так как они могут вызывать дополнительный механический износ, что может привести к потере насосом герметичности. Данные насосы чаще оснащаются механическими приводами.

Конструкция мембранных дозировочных насосов отличается наличием замкнутой камеры, которая отделяется от привода посредством абсолютно герметичной мембраны. Регулирование работы насоса осуществляется посредством системы клапанов на входе и выходе системы. Такая конструкция насоса обеспечивает герметичность внутреннего пространства, что препятствует попаданию перекачиваемой среды в окружающее пространство. Для таких насосов преимуществом является возможность использования для особо химически агрессивных растворов, так как возможно изготовление камеры из коррозионно-стойких материалов. Также такие насосы способны перекачивать растворы, содержащие абразивы.

В то же время мембранные насосы по сравнению с плунжерными не могут обеспечить высокую точность дозирования. Также развиваемое ими давление не может быть большим вследствие конструктивных особенностей.

В основном для мембранных насосов-дозаторов используется соленоидный привод. Реже используется гидравлический привод: он обеспечивает более высокую точность дозирования реагентов. Для химводоподготовки в бассейнах чаще всего используются мембранные насосы-дозаторы.

Система дозирования реагентов для бассейнов должна включать в себя:

а) емкость (бак) для рабочих растворов;

б) устройство всасывания рабочего раствора из емкости;

в) устройство впрыска рабочего раствора в трубопровод подачи воды в бассейн;

г) насос-дозатор, соединенный с устройствами всасывания/впрыска шлангами/трубками из химически стойких материалов.

Система контроля качества воды должна включать в себя:

а) сенсор-датчики для измерения соответствующих контролируемых параметров качества воды, помещаемые, как правило, в проточную кювету;

б) датчик протока анализируемой воды через кювету с сенсор-датчиками.

Согласно ГОСТ Р 53491.2–2012 «Бассейны. Подготовка воды. Часть 2. Требования безопасности» «…Количество и необходимость использования реагентов для обработки воды следует строго обосновывать не только с целью обеспечения безопасности здоровья пользователей, но и в отношении охраны окружающей среды».

Материал подготовлен Н. А. Шониной, преподавателем МАрхИ

Дозирующие насосы – это специальные агрегаты, функция которых заключается в дозировании жидкостей, циркулирующих под напором. Независимо от конструкции и производителя, данные насосные системы являются неотъемлемым атрибутом во многих сферах промышленности.

Принцип работы дозировочного насоса и его устройство

В действие дозирующий насос приводится посредством электрического двигателя, питающегося от тока при помощи магнитного элемента. Помимо мотора в конструкцию дозирующего насоса входят такие элементы:

• Редуктор;
• Регулировочный механизм;
• Гидравлический цилиндр;
• Кнопки управления.

Регулировочный механизм используется с целью преобразования крутящего момента, создаваемого приводным валом. Результатом этого становится генерация возвратно-поступательного движения поршня. Устройство дозировочного насоса также дает возможность отрегулировать длину хода поршня. Гидравлический цилиндр требуется для осуществления рабочего процесса всем устройством.

Принцип работы насоса основывается на всасывании определенной дозы жидкости, после чего она выталкивается в линию дозировки.

Изменив длину и частоту хода устройств, операторы могут задать требуемую производительность агрегатов. При этом диапазон этого показателя будет достаточно широким – от 5 мл./ч. до 40 тыс. л./ч.

Выбор типа дозирующих насосов – классификация устройств

Насосы дозировочные могут использоваться в самых разных сферах. При этом агрегаты делятся между собой по модификации, производительности и типу. В связи с большим количеством видов насосов, экспертами было принято решения делить устройства на три основных вида. В продаже можно найти такие системы:

• Плунжерный насос – это устройство высокого давления предназначено для работы с большими количествами жидкости или для создания постоянного сильного напора вытекающей воды.Агрегат также можно использовать при работе с токсичным веществами с плотностью до 2 тыс. кг/м 3 . Плунжерный агрегат действует по принципу смещения поршня, в котором образуется высокое давление или разрежение;
• Мембранный агрегат – в этом устройстве всасывание выполняется посредством колебаний мембраны. При этом мембрана также играет роль рабочей камеры. По своей конструкции агрегаты такого рода напоминают поршневые устройства.Для непрерывности потока мембранный насос оснащается двумя рабочими камерами, в каждой из которых есть клапан. При подаче воздуха в воздушную камеру, воздух вытесняет жидкость в трубопровод;
• Перистальтический насос – успешно справляются с забором и перекачиваем кристаллизирующихся и коррозийных веществ.

По типу привода дозировочные насосы делятся между собой на такие виды:

• Гидравлический;
• Механический;

Каждый из этих типов оборудования нашел свое применения в конкретных сферах. В быту их эксплуатация считается нецелесообразной в связи с высокой стоимостью агрегатов.

Области применения дозировочных насосов

Широкий функционал, высокая надежность и долговечность сделали дозировочные насосы одними из наиболее востребованных агрегатов в промышленности. В наши дни это оборудование успешно используется:

• На химических заводах для смешивания, растворения и дозировки химических веществ и их соединений;
• На фабриках по переработке нефтепродуктов с целью дозированного добавления различных присадок в топливо и другие горючие материалы;
• На нефтедобывающих вышках с целью добавления присадок и добавок в скважины и устья;
• На станциях опрыскивания для водоподготовки;
• Агрегаты используются в паровых генераторах и электростанциях с целью обработки химикатов;
• Чаще всего дозировочные насосы используются в сооружениях для очистки воды. Оборудование применяется для дозировки сульфата железа и других химикатов с целью качественной очистки жидкости;
• На пищевых предприятиях с целью дозировки и подачи томата, майонеза, масла, сиропов и всевозможных соусов;
• С целью изготовления напитков насосы подают в дозированном виде красители и другие пищевые добавки;
• Для моек самообслуживания на производстве стали и других металлов;
• С целью производства изделий из керамики. Насосы используются для бассейна, в котором керамическая продукция проходит этап охлаждения.

Сегодня достаточно сложно найти насосное оборудование, которое смогло бы составить конкуренцию дозирующим агрегатам по популярности. Они задействуются практически повсюду, где требуется подача жидкости в точном количестве.

Дозирующие насосы типа НД – особенности и преимущества

Данные агрегаты состоят из насоса и привода. Роль привода в конструкции играет мотор-редуктор и электрический двигатель.

В конструкцию агрегатов также входит сдвоенный или одинарный движущий механизм и один или два гидравлических цилиндра.

К преимуществам данного оборудования относится:

• Хорошее качество сборки и запчастей;
• Длительные сроки эксплуатации;
• Простота в ремонте и легкость в обслуживании;
• Высокая производительность.

Дозировочные насосы этой марки чаще всего применяются в нефтедобывающей промышленности и на производстве химикатов.

Агрегаты марки Аква – области применения оборудования

Насосы этой марки нашли широкое применение при очистке большого количества воды. Они хорошо справляются с забором и перекачиваем особо крупных объемов жидкости.

В наши дни эти насосы также задействованы в фармакологии, и на производстве продуктов питания. Среди достоинств устройств данной марки следует выделить:

• Простую конструкцию;
• Длительный период гарантии;
• Легкость в обслуживании;
• Устойчивость к химическим веществам;
• Способность выдерживать экстремальные нагрузки.

К минусам насосов данного производителя можно отнести сравнительно высокую стоимость, что делает их недоступными для некоторых покупателей.

Популярность дозирующей техники обусловлена технологическими процессами очистки воды. Коагуляция, флотация, дезинфекция, коррекция состава обрабатываемой воды и пр. — ни один из перечисленных процессов не может обходиться без внесения в воду растворов реагентов. Немаловажный фактор при обработке воды химическими реагентами — точность их внесения.

Здесь, как нельзя более кстати, пригодилось одно из основных достоинств поршневых насосов — это высокая точность подачи перекачиваемой жидкости. Второе преимущество применения поршневых насосов для процессов дозирования — небольшое рабочее пространство камеры нагнетания, что во-первых, сокращает потери химических реагентов (порой очень дорогостоящих) при их дозировании, во-вторых, позволяет изготовить корпус камеры из коррозионностойких материалов, способных выдержать контакт практически с любой агрессивной средой.

И, наконец, третьим фактором, оказавшим свое влияние на столь широкое применение поршневых насосов для процессов дозирования, является возможность увеличения или уменьшения рабочего пространства камеры нагнетания за счет регулировки длины хода поршня. Так какие же задачи решаются с помощью дозирующих насосов в современных системах водоподготовки? Это:

• дозирование растворов биоцидов (окислителей) в процессах дезинфекции воды;
• дозирование растворов коагулянтов перед осветляющими фильтрами;
• дозирование ингибитора в установках обратного осмоса;
• корректировка химического состава воды в процессах приготовления различного рода напитков;
• корректировка химического состава воды в теплоэнергетических процессах (вода для водогрейных и паровых котлов, вода для оборотных систем водоснабжения, обработка систем парового конденсата и пр.);
• дозирование реагентов для дезинфекции воды в плавательных бассейнах и корректировка ее химического состава.

И это далеко не весь перечень возможных применений дозирующих насосов. В процессе последующего обсуждения конструктивных особенностей той или иной группы дозирующей техники мы будет обращать внимание на области их предпочтительного применения.

Широкий спектр возможного применения дозирующих насосов вызвал настоящую «бурю» в конструкторских разработках, что привело к появлению на свет насосов-дозаторов различных типов, мощностей и модификаций. Теперь давайте попробуем разобраться во всем том многообразии дозирующей техники, которая представлена сейчас на рынке.

Классификация дозирующих насосов

При всем своем многообразии насосы-дозаторы можно разделить на две условные категории:

• в зависимости от конструкции поршня — на плунжерные и диафрагменные;
• в зависимости от типа привода— на насосы с механическим и гидравлическим приводом.

Насосы-дозаторы характеризуются скоростью подачи дозируемой жидкости, максимальным рабочим давлением, точностью дозирования, типом рабочей камеры (в зависимости от того, плунжерный насос или диафрагмовый), видом материала, из которого изготовлена рабочая камера. В табл. 1 представлены основные материалы, используемые в современной промышленности для изготовления рабочей камеры и поршня насосов-дозаторов плунжерного и диафрагменного (мембранного) типа.

Конструктивные материалы, из которых изготовлены рабочая камера и поршень (или мембрана), должны быть всесторонне подвержены экспертизе на предмет химической совместимости материала с перекачиваемой средой. Подача реагентов насосами-дозаторами регулируется изменением длины хода поршня или числа ходов (рабочих циклов).

Изменение длины хода поршня производится либо с помощью микрометрического винта, либо с помощью специальных механических делителей, ограничивающих ход поршня. Изменение числа ходов поршня осуществляется регулированием настроек в электрической схеме управления насосом.

Как правило, насосы-дозаторы оборудованы предохранительными клапанами и устройствами для стравливания воздуха из рабочей камеры. Практически все современные модели оснащены электронными контроллерами для управления, позволяющими не только изменять подачу реагента с панели управления насосом, но и регулировать скорость дозирования по сигналам, поступающим от внешних контрольно-измерительных устройств (например, импульсных счетчиков, приборов (или датчиков) контроля показателей качества воды и пр.).

Основные типы контроллеров,применяющихся для управления дозирующими насосами, перечислены в табл. 2.

Насосы-дозаторы плунжерного типа

Плунжерные дозирующие насосы обычно используют при необходимости создания мощного напора дозируемой среды (до 20-30 МПа и более) или если требуется большой объем дозируемого реагента. Они предназначены для объемного напорного дозирования нейтральных, агрессивных, токсичных и вредных жидкостей, эмульсий и суспензий с высокой кинематической вязкостью (порядка 10 -4 -10 -5 м 2 /с), с плотностью до 2000 кг/м 3 .

В зависимости от типа насоса (диаметр поршня, характеристика насоса и число ходов поршня) подача может изменяться от нескольких десятых миллилитра до нескольких тысяч литров в час. Принципиальная конструкция насосовдозаторов этого типа представлена на рис. 1. Принцип действия плунжерных насосов основан на возвратно-поступательном движении одного цельного цилиндра (поршня) внутри другого пустотелого цилиндра (корпуса), в результате чего внутри второго цилиндра создается эффект разрежения/нагнетания.

В зависимости от положения полнотелого цилиндра (поршня) в камере насоса (корпусе) создается либо давление разрежения (процесс всасывания), либо давление нагнетания (создания давления в напорной линии). Процесс регулируется с помощью системы всасывающих и нагнетательных клапанов.

Эти насосы обеспечивают очень точное дозирование, т.к.и поршень, и рабочая камера, изготовлены из материалов, практически не подверженных каким-либо механическим изменениям в процессе эксплуатации насоса (за исключением процессов коррозии и механического износа движущихся частей).

Конструктивная особенность таких насосов-дозаторов — непосредственный контакт перекачиваемой среды не только с материалом рабочей камеры, но и с поршнем. Поэтому при подборе материалов, из которых будет изготовлена рабочая камера и поршень, особое внимание надо обратить не только на химическую совместимость материалов с перекачиваемой среды, но и на содержание в последней абразивных веществ.

Наличие абразивов в дозируемой жидкости (особенно микронных размеров) может привести к их накоплению в полости, образующейся между цилиндрическими поверхностями поршня и рабочей камеры, что вызовет дополнительный механический износ, а, в конечном счете, нарушение как точности дозирования (вплоть до «заклинивания» насоса), так и герметичности рабочей камеры.

Для защиты поршня от воздействия дозируемых агрессивных реагентов плунжерные насосы оснащаются сильфонами из высоколегированной стали или мембранами из фторопласта, разделяющими проточную часть насоса и приводную камеру с движущимся в ней поршнем (плунжером). В качестве привода плунжерных насосов чаще всего используется механический тип привода с передачей вращательного момента электродвигателя на возвратно-поступательное движение поршня через различные модификации кривошипно-шатунных механизмов.

Мембранные (диафрагменные) дозирующие насосы

В мембранных (диафрагменных) дозирующих насосах всасывание и выталкивание вещества из рабочей камеры происходит за счет вынужденного колебания мембраны, которая фактически является одной из стенок рабочей камеры. Принципиальная конструкция насосов-дозаторов этого типа представлена на рис. 2.

Использование в качестве своеобразного «поршня» эластичной мембраны обуславливает и преимущества, и недостатки диафрагменных насосов. К преимуществам следует отнести прежде всего отсутствие каких-либо движущихся частей в рабочей камере, что исключает попадание в перекачиваемую среду каких-либо механических примесей при работе насоса.

Именно поэтому насосы мембранного типа используют для дозирования сверхчистых реагентов или ультрачистой воды в электронной и фармацевтической областях промышленности. Второе, неоспоримое преимущество диафрагменных насосов-дозаторов— возможность полного изготовления рабочей камеры из коррозионностойких материалов, способных выдерживать контакт практически с любой агрессивной средой.

Это достоинство дозирующих насосов обусловило их широкое применение в химической промышленности. И, наконец, отсутствие «застойных» зон в рабочей камере насоса позволяет перекачивать с их помощью жидкости, содержащие абразивы (например, СОЖи). Поэтому, мембранные насосы-дозаторы — одни из самых востребованных на рынке.

Основным недостатком мембранных насосов-дозаторов следует считать невысокую точность дозирования (по сравнению с плунжерными). Это связано: а) с циклом колебаний мембраны (невозможно предугадать режим растяжения/сжатия эластомера, особенно при изменениях температуры перекачиваемой среды); б) с накапливающейся со временем «усталости» материала мембраны (эластомер теряет свои первоначальные характеристики, растягивается и, в конечном итоге, ухудшается не только точность дозирования, но и основные характеристики насоса).

Второй отрицательный фактор использования насосов-дозаторов этого типа опять же связан с мембранами, точнее с их механической прочностью. Воздействие каких-либо крупных механических включений на поверхность мембраны может привести к разрушению, и как следствие, к потере герметичности рабочей камеры. Третий недостаток — невысокая производительность мембранных насосов и достаточно низкое развиваемое рабочее давление. Это опять же связано с применением в качестве «поршня» эластичной мембраны.

Перечисленные недостатки не дают покоя конструкторам: фирмы-производители постоянно вносят изменения в конструкцию диафрагменных насосов, работают над составом эластомеров, вводя наполнители для улучшения прочностных характеристик мембран и т.д. Относительно недавно, например, появились насосы-дозаторы со сдвоенной диафрагмой, конструкция которых позволяет «определять» состояние рабочей мембраны и даже «оповещать» владельца о разрушении…

И все же эти изменения носят только узконаправленный характер и не касаются основного принципа действия и конструкции мембранного дозирующего насоса. Наиболее традиционный привод мембранных насосов-дозаторов— электромагнитный (соленоидный).При этом колебательное движение штока, движущегося в электромагнитном поле соленоида, передается на мембрану. Регулировка дозирования осуществляется посредством изменения амплитуды и частоты хода штока.

Особенности такой конструкции привода обуславливают равную продолжительность относительно коротких периодов всасывания и нагнетания насоса за время одного рабочего цикла. Ко второму, по степени распространения, типу привода для мембранных насосов относят привод с передачей вращательного момента электродвигателя на возвратно-поступательное движение поршня через кривошипно-шатунный механизм, который мы уже упоминали при обсуждении плунжерных насосов.

И, наконец, наиболее «экзотичный» привод для мембранных дозирующих насосов — гидравлический. Оснащенные им диафрагменные насосы-дозаторы отличаются очень точным дозированием, но все же несколько уступают плунжерным насосам. Их используют для коррозионных, токсичных, абразивных, загрязненных или вязких жидкостей.

Диафрагма у них может быть как одинарной, так и двойной. Подача реагентов насосами этого типа может достигать 2500 л/ч при высоком давлении. Возникновение колебательных движений рабочей мембраны при использовании гидравлического привода осуществляется за счет колебаний жидкости, находящейся по другую сторону мембраны.

Эти колебания вызываются сокращением/увеличением объема этой жидкости, как за счет традиционных приводов, так и за счет пневматических устройств. Их основным достоинством является то, что на рабочую мембрану таких насосов воздействует не шток (поршень), а жидкость. Это позволяет равномерно распределить нагрузку на всю поверхность мембраны, и продлить срок службы эластомера.

Как правильно подобрать насос-дозатор?

Выбор насоса-дозатора — дело непростое, поэтому его лучше доверить специалистам. И все-таки в рамках нашего обсуждения следует определить тот круг вопросов, на которые придется вам ответить. Прежде всего, необходимо определиться с основными характеристиками: производительностью насоса (л/ч) и его рабочим давлением (МПа).

Затем дать характеристику перекачиваемой среды: наименование реагента (если используется раствор, то концентрацию основного вещества в % или г/л), вязкость (сПз или м 2 /с), плотность (кг/м 3), температуру (°С), наличие взвешенных веществ (% или мг/л). И, наконец, определиться с исполнением самого насоса: по взрывозащищенности, классу защиты корпуса (IP), параметрам управления насосом (ручное, пропорциональное по основному расходу воды (при этом определить основной расход, м 3 /ч), пропорциональное по стандартному внешнему аналоговому сигналу (0-20 мА,4-20 мА), необходимость недельного программирования, оснащение ЖКИ и пр.).

При выборе схемы управления насосом-дозатором по с тандартному внешнему аналоговому сигналу (0-20 мА,4-20 мА) следует знать, какой из показателей качества воды будет определяющим для работы насоса-дозатора. В настоящее время чаще всего для управления насосами используются следующие приборы (датчики), осуществляющие контроль:

• величины водородного показателя рН;
• содержания активного хлора (как органического, так и неорганического);
• величины Red-O Х (окислительновосстановительного) потенциала;
• величины удельной электропроводности (удельного сопротивления);
• значение мутности.

Перечисленные показатели, как правило, являются определяющими на отдельных стадиях подготовки воды, поэтому на вторичных измерительных приборах задаются верхний и нижний предел значения контролируемого параметра. Насос-дозатор поддерживает это значение в заданных пределах.

Монтаж насосов-дозаторов

Обсуждая дозирующие насосы, невозможно обойти вниманием основные требования к их монтажу и схемы их обвязки. Это связано с тем, что кроме непосредственно насоса-дозатора в схеме монтажа насоса следует предусмотреть и дополнительные устройства, обеспечивающие как устойчивую работу насоса, так и получение гомогенной смеси дозируемого реагента с обрабатываемой водой. Прежде всего, обратим внимание на емкости для растворения и хранения дозируемого реагента. При их подборе следует учесть такие моменты:

1. Высота емкости не должна превышать высоты всасывания насоса (если насос устанавливается непосредственно на емкости).
2. Емкость должна быть снабжена крышкой для проведения внутреннего осмотра и местом для крепления перемешивающего устройства (при необходимости).
3. Для сообщения с атмосферой должен быть предусмотрен резьбовой штуцер (это дает возможность подключения фильтра).
4. Материал, из которого изготовлена емкость, должен быть химически совместим с дозируемой средой.

При дозировании небольших объемов реагентов чаще всего для растворения и хранения дозируемых реагентов используются специальные емкости, изготовленные либо из полиэтилена, либо из полипропилена. Стандартный ряд объемов таких емкостей: 50, 100, 200, 500 и 1000 л. При дозировании больших объемов следует предусмотреть специальные склады химических реагентов, где будут готовиться, фильтроваться и храниться дозируемые среды.

На окончании всасывающего трубопровода, находящегося внутри емкости, должны быть установлены обратный клапан и датчик контроля уровня жидкости в емкости (для насосов с возможностью его подключения). Обратный клапан и датчик контроля уровня должны располагаться строго вертикально, во избежание их «залипания».

При дозировании агрессивных жидкостей на линии всасывания насоса следует установить запорный вентиль. На линии нагнетания насоса-дозатора следует также установить обратный клапан и запорный вентиль для отсечения напорной линии насоса от трубопровода (или емкостного оборудования), в которую подается дозируемая жидкость.

Для гомогенизации (лучшего перемешивания) дозируемого реагента и основного потока воды после узла ввода реагента на основном трубопроводе следует установить статический смеситель (особенно при дозировании вязких жидкостей). Насос-дозатор следует жестко закрепить, чтобы во время его работы отсутствовала какая-либо вибрация.

Всасывающий и нагнетательный клапаны дозирующей головки (рабочей камеры) должны располагаться строго вертикально, во избежание их «залипания». Обвязка насоса-дозатора выполняется таким образом, чтобы обеспечить свободный доступ к насосу, и чтобы при необходимости можно было легко демонтировать дозирующую головку.

Если обвязка насоса-дозатора осуществляется с помощью гибких шлангов, то они должны прокладываться свободно без каких-либо перегибов или натяжения. Любые изгибы шлангов должны быть плавными без «переломов». Шланг линии всасывания следует проложить таким образом, чтобы исключить возможность образования воздушных «пробок», т.е. с уклоном вверх.

Этих же требований стоит придерживаться и при обвязке насосов-дозаторов с помощью жестких трубопроводов. На рис. 3, 4, 5 представлены типовые схемы монтажа насосов-дозаторов.

Одной из самых распространенных областей применения дозирующих насосов являются водоочистные сооружения . При водоочистке требуется постоянный уровень точности обработки воды на всех стадиях ее очистки. В большинстве городов в целях бактериологического контроля вода обрабатывается хлором. Иногда воду добавляется кремнефтористоводородная кислота для фторирования воды, благоприятно влияющей на состояние роста зубов у детей.

Часто используются в бассейнах для добавления в воду натриевого гипохлорита с целью поддержания уровня хлорирования воды. В некоторые природные источники вода, такие как реки и озера, добавляются химически вещества, например, альгициды, позволяющие контролировать рост водорослей, а также другие вещества, предназначенные для очистки воды и контроля уровня кислотности. В большинстве населенных пунктов имеются сооружения по очистке сточных вод. В этих целях в воду добавляют известковые растворы для контроля уровня кислотности, а также полимеры, коагулянты и хлорид железа для очистки и кондиционирования воды.

Во многих отраслях промышленности имеются установки по обработки воды для собственных нужд или дальнейшей обработки воды из городской системы. В таких отраслях как

• пищевая
• косметическая
• фармацевтическая промышленность

требуется использование воды определенного уровня качества. Растворы диатомитовой земли широко используются в качестве фильтрующих присадок. В случаях, когда необходимо обеспечить кислотную или щелочную среду, в воду добавляется концентрированная серная кислота или каустическая сода.

Вода для охлаждающих башен или противопожарных систем может потребовать добавки антикоррозийных добавок для предотвращения отложений на металлических поверхностях.

На промышленных и городских электростанциях и ТЭЦ необходима постоянная обработка воды, подаваемой в котлы. В воду добавляются гидразины , позволяющие удалять кислород для снижения коррозии. В корпус котла под высоким давлением добавляется фосфат натрия, предотвращающий образование накипи на испарительных трубах котла, которая снижает теплопередачу.

Использование брома и ртути , имеющие очень высокую удельную массу, требует учитывать требования к высоте напора и материалам, из которого изготавливаются клапаны, поскольку обычный клапан будет флотировать в потоке.

Некоторые из широко применяемых газов, такие как

• фреон
• пропан
• бутан

часто дозируются в жидком состоянии. Твердые вещества, такие как сода и сера, добавляются в жидких растворах. Для промышленного применения часто используются многонапорные дозирующие насосы. При использовании насосов в открытой среде необходимо учитывать антикоррозийные требования, которые предъявляются к эксплуатации в агрессивной среде, характерной для химической и нефтехимической промышленности и для морских нефтяных месторождений.

Этот список может быть продолжен, однако имеются случаи применения, не являющиеся типичными. В таких случаях помощь заказчикам может оказать производитель дозирующих насосов, учитывая их специфические требования.

На чтение 9 мин.

Насосы дозаторы или, как ее их называют, дозирующие насосы – это специализированные агрегаты, основным назначением которых является дозирование разных жидкостей под напором.

Это могут быть чистые, химически нейтральные, агрессивные, токсические жидкости или эмульсии, суспензии, имеющие разную вязкость.

Область применения

Самой распространенной областью применения насосов дозаторов являются водоочистные сооружения. Все стадии очистки воды требуют постоянной точности. В крупных городах воду обрабатывают хлором с целью дезинфекции. Иногда воду фторируют, это благотворно влияет на рост зубов у детей.

Насосы дозаторы широко применяются в бассейнах (например насосы дозаторы fpvm) С их помощью в воду добавляется натриевый гипохлорид для поддержания хлорирования воды. Для контроля роста водорослей дозирующие насосы добавляют в воду рек и озер специальное химическое вещество- альгицид.

Большинство населенных пунктов имеют сооружения для очистки сточных вод. С этой целью добавляется известковый раствор.

Насосы дозировочные используются на химических и нефтеперерабатывающих предприятиях, на электростанциях и паровых генераторах, так же применяются в пищевой, косметической и фармацевтической промышленности.

Дозирующие насосы используются для производства пластмасс, керамических изделий и в сталелительной промышленности.

Для гигиенической обработки рук в медицинских учреждениях используются насосы дозаторы локтевые МИД 01.

Устройство и принцип работы дозирующего насоса

Дозирующий насос (помпа) состоит из следующих элементов:

• электромотор;
• редуктор;
• устройство регулировки системы;
• клапан впрыска реагента;
• гидравлический цилиндр;
• кнопки управления.

Электромотор подключается к сети с трехфазным током. Устройство регулировки осуществляет управление и регулирует длину хода поршня. Так же оно преобразовывает вращательный момент приводного вала в возвратно-поступательное движение поршня. С помощью гидравлического цилиндра осуществляется сам рабочий процесс.

Основной функцией насоса дозирующего является всасывание нужного объема жидкости и выталкивание ее в дозировочную линию.

Производительность полностью зависит от потребностей и может быть в пределах от 5-20 мл/час до 40 000 л/час.

Насос – дозатор НД и НДР

Разновидности

В связи с огромным спектром областей применения, дозировочные системы и насосы НД имеют множество видов. Между собой они различаются типами, модификациями и производительностью. По конструкции НД насосов дозировочных различают:

• дозировочные плунжерные насосы и системы;
• диафрагменный или насос мембранный дозирующий.

В зависимости от типа привода, могут быть механические или гидравлические. Самою большую область применения имеет перистальтический насос дозатор.

Перистальтический НД

Применяется для дозировки кристаллизирующихся элементов, коррозийных, а также для вязких жидкостей. Перистальтические насосы (или шланговые)- это агрегаты объемного действия. Шланги для перистальтических насосов являются проточной частью, через которую продавливается жидкость. Перистальтика обеспечивается механическим давлением на шланг или трубку.

Перекачиваемая жидкость в НП имеет ограничения- ее температура должна быть не более 90 градусов и иметь давление в пределах 7-16 Бар.

Перистальтические насосы имеют две разновидности в зависимости от эластичных проточных элементов- трубочные или шланговые.

Трубки для перистальтических насосов изготавливаются из полимерных материалов. Благодаря этому они достаточно прочны, эластичны, герметичны и имеют высокую химическую стойкость. Широко применяются в пищевой промышленности (пищевой насос), поскольку материал трубок химически пассивный по отношению к жидкости. Дозируемый пищевой насос используется на производстве , пива. Насосы дозаторы для меда незаменимы для пасечников, это так же пищевой насос.

Шланговые модели используют для жестких реагентов с множеством твердых включений. Шланги изготавливаются из резины и укрепляются армированными вставками.

Конструкция НП отличается от большинства других в связи с особенностями его работы. Не нужно устанавливать дополнительных уплотнений, так как перекачиваемая жидкость контактирует только с трубками.

Могут выпускаться как отдельные гидравлические машины, так и в моноблоке с приводом и редукционным устройством.

Для перистальтического насоса характерны такие преимущества:

• высокая степень герметичности;
• отсутствие контакта металла с металлом;
• подвергается износу только трубчастый элемент, среда не воздействует на агрегат, а он не влияет на среду;
• простота в ремонте, обслуживании;
• легкость установки, обслуживания, чистки;
• возможность работы всухую;
• возможность перекачивания жидкости с газообразными включениями;
• точная подача;
• работа в реверсном режиме;
• низкий уровень шума.

Недостатком является частая замена эластических элементов, постоянный контроль за ними. Хотя замена трубки или шланга обойдется значительно дешевле чем замена металлической рабочей части.

Наиболее распространенные области применения НП:

• сельское хозяйство, пищевая промышленность;
• , фармакология;
• химическая промышленность;
• лабораторное оборудование;
• строительство и другие производства.

Перистальтический насос для используется для дозирования жидких удобрений и растворов солей. Так же используется для аэрации воды в пресноводных и морских аквариумах.

Stenner 45 MPH 10- популярный представитель дозаторов перистальтических насосов, предназначенный для высокоточного дозирования разных химических реагентов. Американская компания Stenner- это надежный производитель качественных механизмов.

Плунжерные дозировочные насосы дозаторы

Это устройства с механическим приводом. Используются для перемещения больших объемов жидкости и для создания сильного напора агрессивной среды. Работают с токсическими и агрессивными жидкостями с плотностью до 2000 кг на метр кубический.

Плунжерный дозировочный насос работает по принципу передвижения поршня с образованием разрежения или сильного давления. Когда образуется разрежение- система втягивает жидкость, при нагнетании она выталкивается. Движущей силой плунжера является электропривод. Во время работы движущийся механизм не соприкасается с внутренней плоскостью рабочей камеры.

Обязательно учитывается совместимость материалов системы и рабочей жидкости.

Особенности работы:

1. В нагнетателе создается очень высокое давление.
2. Вакуумный прибор с высоким давлением перекачивает вязкие жидкости с абразивными частицами.
3. Могут эксплуатироваться в полевых условиях.

Все разделены на несколько видов:

• горизонтальное расположение цилиндров;
• вертикальное расположение цилиндров;
• вакуумные;
• многоплунжерные;
• ручные;
• автоматические;
• с герметичными цилиндрами;
• многоцилиндровые.

Диафрагменные или мембранные дозирующие насосы

Дозировочные насосы мембранные относятся к механизмам объемного действия. Основным компонентом и единственным движущимся элементом в конструкции является мембрана. Созданы для перекачивания вязких и абразивных жидкостей, имеют высокий ресурс работы.

Мембрана приводится в действие приводом (пневматическим, механическим или гидравлическим). Имеет функции вытеснения и самовсасывания.Такие установки способны без вреда функционировать на сухом ходу.

Диафрагменные НД по конструкции напоминают поршневой механизм. Процесс всасывания происходит в результате колебания мембраны. Она так же является рабочей камерой. В результате подачи сжатого воздуха в воздушную камеру, жидкость вытесняется в напорный трубопровод. Для непрерывного потока жидкости система оснащена двумя камерами, соединенными между собой.

Дозирующие насосы мембранного типа имеют следующие преимущества:

1. В конструкции рабочей камеры нет движущихся механизмов. Это исключает попадание во время работы через дозатор примесей или грязи. Чаще всего мембранные НД используются в фармацевтической промышленности.
2. Такие конструкции производятся из устойчивых к коррозии и агрессивным средам материалов. Благодаря этому, они широко используются в химической промышленности.
3. Рабочая камера не имеет застойных зон, поэтому такие НД считаются универсальными.

К недостаткам относится меньшая точность в дозировке, сравнительно с плунжерными устройствами. Мембрана имеет небольшую прочность и часто повреждается. Не особо высокая производительность и рабочее давление.

Одна из наиболее широко используемых моделей – Grundfos DMX. Серия DMX имеет широкий модельный ряд и большой рабочий диапазон. Немецкие мембранные дозаторы DMXиспользуются для очистки стоков, промышленного применения, водоподготовки. Имеют компактные размеры, просты в монтаже. Корпус моделей DMX выполнен из химически стойкой пластмассы.

Насосы дозаторы рулевого управления

Планетарный насос дозатор НДП 500 – гидроруль. НД рулевого управления предназначены для изменения направления и изменения расхода рабочих жидкостей от насоса к гидроцилиндру поворота колес, пропорционально углу поворота приводного вала. А так же для подачи жидкости к рабочему органу, когда механизм не работает.

В рулевых механизмах используются нагнетающие гидронасосы, дозаторы и гидроцилиндры.

Для поддержания в салоне тепла во время движения транспортного средства используются догреватели HydronikD5 WZ. Устанавливается штатно на дизельных автомобилях. D5 WZне подогревает систему охлаждения перед запуском двигателя.

Для спецтехники

Для трактора ХТЗ и Т-150 используется рулевой дозировочный насос типа HKUS, HKUQ, для МТЗ насос дозатор Д-100.

Тракторы ЮМЗ- современная техника с большим спросом в сельском хозяйстве. Для облегчения вождения трактором появился инновационный элемент-насос дозатор на ЮМЗ. Для переоборудования руля предлагаются такие комплекты: гидроусилители руля, ЮМЗ насосы дозаторы болгарского производства, Г-образные рычаги, штуцерные комплекты, рукава высокого давления, гидравлические бачки, кронштейны.

Установка на К 700 насоса дозатора позволяет увеличить управляемость колесным трактором на труднопроходимых участках дороги.

Для самоходного шасси трактора Т 16 насосы дозаторы так же станут выгодным вложением. Для этого трактора применяется серияXУ – 85-0/1 болгарского производства.

Насосы дозаторы на Т 40 устанавливаются марки ХУ 120-0/1. Основная задача белорусского дозатора Д 100-14.20-02- это поддержание циркуляции рабочей жидкости в гидросистеме, своевременная ее транспортировка на цилиндры поворотного механизма.

Насосы дозаторы НДМ-200-У-600 имеют ограничение- используются для техники с максимальной скоростью 40 км в час, таких как грейдер ДЗ 98. Исполняет две функции – изменение направления потока рабочей жидкости и увеличение или уменьшение ее расхода.

Установка на Т 25 НД импортного производства – это наиболее правильное и экономически выгодное решение.

Советские зерновые комбайны ДОН- 1500- это базовая модель самоходных машин марки ДОН. Гидравлическая система состоит из основной гидросистемы и системы, обеспечивающей работу рулевого управления. Она имеет такие узлы: шестеренный клапан, гидроруль ДОН-1500, потоковый усилитель, гидроцилиндры, система маслоприводов.

Разборка насоса-дозатора рулевого управления (видео)

Классификатор ОКОФ

Для дозирующих насосов существуют определенные коды. Для кодирования используется общероссийский классификатор- ОКОФ. Существуют такие подкатегории ОКОФ:

• 100000000 – материальный основной фонд;
• 140000000 – машины, оборудование;
• 142912000 – насосы, оборудование компрессорное;
• далее идут коды конкретно по наименованию.

Наиболее популярны дозирующие насосы таких производителей:

Etatron (Этатрон) – секрет надежности этого производителя- многоступенчатый контроль качества всех элементов.

Seko (Секо) – лидер российского производства.

Grundfos (Грундфос) – немецкий инновационный производитель.

Injecta – итальянская компания, выпускающая уникальное дозировочное оборудование.

Tapflo – лидер производства центробежных НД.