高粘度および化学的腐食性の流体処理用高耐久性二軸スクリューポンプ

化学処理システムは、しばしば一貫したポンプ輸送が困難な流体を移送する必要がある。高粘度、低潤滑性、腐食特性、懸濁不純物、温度変化、変動する圧力はすべて、流体取扱い機器に追加の要求を課す。これらの用途では、公称流量のみに基づいてポンプを選定することはほとんど不十分である。

二軸スクリューポンプは、適切に設計された化学処理システム内でこれらの要求の多くに対処できる容積式輸送原理を提供する。非接触スクリュー配置により、限られた潤滑性または腐食特性を持つ特定の流体の取り扱いが可能となり、可変速および逆転運転は生産の異なる段階で柔軟性を提供する。

化学ソリューションおよび完全な設備システムの場合、ポンプは貯蔵タンク、混合槽、配管、バルブ、加熱または冷却装置、濾過、およびその他のプロセスユニットと共に考慮されるべきである。目標は、製品特性と運転条件が変化しても安定した移送システムを構築することである。

化学流体に異なるポンプ輸送アプローチが必要な理由

化学流体は、従来の低粘度液体とは大きく異なる挙動を示すことがある。比較的自由に流動するものもあれば、濃度、温度、または配合の変化に応じて高粘度になったり、移動が困難になったりするものもある。

一部のプロセス媒体は潤滑性が低い場合もある。従来のポンプ設計では、可動部品間の潤滑不足が摩耗を増加させたり、適用可能な範囲を制限したりする可能性がある。

SLGP二軸スクリューポンプは、互いに、またはポンプケーシングと直接接触せずに回転する2本のスクリューによってこの課題に対処する。スクリューが回転するにつれて製品は連続的に形成されたキャビティを通じて輸送され、容積式輸送作用を生み出す。

この設計は、接液材料、シール、温度、圧力、および運転条件が適切に指定されている場合、特定の化学的に攻撃的な流体または潤滑性の低い流体に適用できる。

過酷な流体移送のための非接触スクリュー

スクリューとポンプハウジングとの間に直接接触がないことは、効果的な潤滑を提供しない流体を取り扱う際の重要な特性である。

製品を移送するために滑り接触に依存する代わりに、二軸スクリューはポンプチャンバー内に制御された輸送容積を生成する。これにより、ポンプは主要な回転部品間の直接的な機械的接触を低減しながら、広い粘度範囲にわたって流体を取り扱うことができる。

SLGPシリーズの記載された粘度能力は最大500,000 cStまで及ぶ。この数値は、選択されたポンプモデル、スクリュー構成、運転速度、差圧、および製品温度と共に評価されるべきである。ある運転条件で高粘度の化学配合物に適したポンプであっても、プロセス条件が変化した場合には異なる構成が必要となる場合がある。

同じ原理が腐食性媒体にも適用される。ポンプ材料の選定とシールの互換性は、単一の構造がすべての化学製品に適していると想定するのではなく、実際の化学組成に合わせる必要がある。

プロセス全体の粘度管理

粘度は、化学流体移送における主要な変数の一つとなり得る。濃度、温度、配合、および混合条件はすべて、製品がプロセスラインをどの程度容易に移動するかに影響を与える可能性がある。

SLGPポンプは広い速度範囲を提供し、全体の設計は最大3,600 rpmに達することができる。これにより、プロセスエンジニアは実際の流体状態に応じて移送速度を調整する柔軟性を得られる。

しかしながら、最大速度は高粘度化学製品にとって最適な速度であるとは限らない。適切な運転点は、吸込条件、要求流量、差圧、製品温度、配管抵抗、および選択されたスクリュー形状を考慮する必要がある。

このアプローチにより、ポンプは単なる大容量移送装置として機能するのではなく、制御されたプロセスの一部となることができる。

低潤滑性または不純物を含む流体の取り扱い

特定の化学プロセス流体には、従来のポンプ輸送をより複雑にする不純物、懸濁粒子、または成分が含まれる場合がある。

SLGP設計は、適切な条件下で直径最大40 mmの粒子に対応できる。実際の能力は、粒子の硬度、濃度、形状、粘度、スクリュー構成、およびその他のプロセス変数に依存する。

これにより、二軸スクリューの原理は、懸濁または軟質の固体粒子を含む特定の化学配合物に関連性を持つことができる。

非接触スクリュー配置は、製品自体の潤滑性が限られている場合にも有用である。接触する部品間の潤滑剤としてプロセス流体を必要とする代わりに、スクリューは回転要素と周囲の表面との間にクリアランスを保って作動する。

統合化学システムのための逆転運転

化学生産システムは、しばしば複数の移送段階を伴う。ポンプは、調製槽から貯蔵タンクへ材料を移動させたり、プロセス機器を通じて製品を循環させたり、移送ラインからの回収を支援したりする必要がある。

SLGPポンプは、シャフトの回転方向を変えることで順方向と逆方向の運転をサポートする。これにより、ポンプを機械的に改造することなく搬送方向を変更できる。

完全な化学処理装置の場合、逆転運転は、複数の容器を接続したり、製品回収を管理したりする際に追加の柔軟性を提供できる。また、同じポンプが複数のプロセス方向にサービスを提供する必要がある特定の循環構成を簡素化するのにも役立つ可能性がある。

実際のシステム構成によって、特にラインにバルブ、フィルター、熱交換器、またはその他の方向性コンポーネントが含まれている場合、逆転運転がどのように使用されるかを決定する必要がある。

完全な化学処理ソリューションへのポンプの組み込み

ケミカルポンプが単独のコンポーネントとして機能することはほとんどない。その性能は周辺機器に大きく依存する。

完全なシステムには、原料タンク、混合槽、計量装置、サニタリーまたはプロセス配管、バルブ、濾過ユニット、加熱または冷却システム、中間タンク、および充填または包装装置が含まれる。

二軸スクリューポンプは、このシステム内に配置され、プロセス段階間の制御された移送を提供できる。可変速は異なる生産要件に対応するのに役立ち、逆転運転は特定の移送および回収シーケンスに追加の柔軟性を提供できる。

高粘度流体の場合、ポンプと吸込配管の関係は特に重要である。長いまたは抵抗の大きい吸込ラインは、製品がポンプに到達する前に抵抗を増加させる可能性がある。したがって、タンク出口形状、ポンプ位置、配管径、製品温度、およびバルブ選定は、完全なエンジニアリング設計の一部として評価されるべきである。

温度と圧力がポンプ選定に与える影響

化学製品は温度によって大きく変化する可能性がある。加熱することで移送が容易になるものもあれば、指定範囲外で化学的または物理的特性が変化する可能性があるため、厳格な温度管理を必要とするものもある。

SLGPポンプは、記載された製品構成の下で、媒体温度最大130°Cに指定されている。洗浄温度は140°Cに達する可能性があり、選択された構造と運転条件が許容する場合がある。

ポンプは、標準構造またはジャケット構造で構成することもできる。安定した処理のためにポンプ周辺の製品温度を維持することが重要である場合、ジャケット付き構成を検討することができる。

圧力も重要な選定要素である。供給される製品情報は、該当する構成について最大差圧16 barを指定している。実際の運転圧力は、選択されたモデルと完全なシステム条件に従って決定されなければならない。

化学用途におけるシール選定の重要性

化学的適合性は、ポンプケーシングとスクリューだけに及ぶわけではない。シャフトシールは運転環境に直接さらされるため、流体、温度、圧力、洗浄条件、および化学的適合性要件に従って選択する必要がある。

SLGPシリーズは、シングルメカニカルシール、ダブルメカニカルシール、ゴムシャフトシール、またはパッキンシールで構成できる。

適切なシーリング配置は特定のプロセスに依存する。化学的に攻撃的な流体の場合、エンジニアは圧力や温度のみに基づいてシールを選択するのではなく、すべての接液材料およびシールコンポーネントの実際の化学配合物との適合性を評価する必要がある。

化学流体取り扱いへのシステムレベルのアプローチ

化学ポンプ輸送における耐久性は、ポンプ構造のみによって決定されるわけではない。信頼性の高い運転は、ポンプを流体に適合させ、完全なプロセスに正しく統合することに依存する。

SLGP二軸スクリューポンプは、過酷な化学用途にいくつかの有用な特性を提供する：非接触スクリュー運転、容積式輸送、広い粘度能力、可変速、逆転流、および柔軟なシール構成である。

化学ソリューションおよび完全な設備システムの場合、これらの機能は、ポンプ材料と運転条件が正しく指定されている場合、粘性、低潤滑性、または特定の化学的に攻撃的な流体の移送をサポートできる。

最も効果的な選定プロセスは、実際の化学的性質とプロセス要件（粘度、化学的適合性、温度、圧力、固形分含有量、要求流量、吸込条件、および洗浄方法）から始まる。そこから、ポンプ構成、スクリュー形状、シール、材料、および周辺機器を適合させ、ポンプを単独のコンポーネントとして扱うのではなく、信頼性の高い流体処理システムを構築することができる。