ポンプ流量脈動：ポンプ振動問題の主要原因
以前、ポンプの性能低下や完全故障を引き起こすトップ6の振動問題について議論しました。今回はポンプ流量脈動の問題に焦点を当てます。脈動は流量変化による制御不能な圧力波の結果です。ポンプ内の媒質には質量があり、それを動かすために必要な加速力があります。一度動き出せば、力が十分で摩擦が最小限であれば運動は持続します。この力は媒質に吸収されるのではなく、媒質を通じて伝達されます。媒質の質量と力のアンバランスは破壊的な力を生成し、ポンプ流量脈動を引き起こし、コンポーネントまたはシステム全体の壊滅的故障につながる可能性があります。
ポンプ流量脈動の原因
脈動は時にサージ（ポンプ内で音速波が生成される現象、通常1.5秒未満で閉じるポンプで発生）と混同されます。ポンプ流量脈動は、エネルギーの急速な制御不能な加速と減速時に発生します。このエネルギーは通常、移動する液体のスラグであり、周波数と圧力振幅で指定できます。
チューブポンプでは、流体がヘッドに入り2つのローラーの間に捕捉されると脈動が発生します。一種の「枕」が形成され、それに空隙が続きます。これら枕と空隙が交互に現れると、流体流が滑らかでなくなり脈動します。チューブポンプで流量脈動に特に敏感な用途があります。これら用途は以下で平滑化できます：
- 複数のポンプヘッドをオフセット配置で取り付ける
- オフセットオクルージョンとマルチローラー設計のポンプヘッドを使用する
- ポンプの吐出チューブ配置を変更する
ポンプ流量脈動の影響を受ける設備には以下の兆候が現れることがあります：
- ゴロゴロ音やチャーニング音
- 金属音
- ドスンという音
- 定期的に不安定な流量
- 圧力波、特にバルブ開放時
ポンプ流量脈動の修正方法
ほとんどのポンプで脈動に対処する最も一般的な方法は、脈動減衰器を設置することです。この装置は対象ポンプに合わせて設計され、多くの場合吐出ラインに設置されます。脈動流が減衰器に入ると、流体上部に閉じ込められた空気層が脈動の最大90%を吸収します。その結果、ポンプから滑らかな流れが出ます。パルス減衰器は、保持容器と適切なサイズの継手を用いてすべてのチューブサイズで製作可能です。減衰器の出口は入口と同じか低い高さにし、デッドボリュームを減らすべきです。
ポンプ流量脈動は、チューブが流れるチャネル配置を調整することでも軽減できます。吐出チューブの長さを数倍延ばし、より柔らかいチューブ材料を選ぶことで、脈動を最大60%削減可能です。柔らかいチューブが脈動吸収を助け、長い吐出ラインが摩擦を増やします。これにより背圧が増し、パルスが圧縮され、全体的な脈動が減少します。
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