ปั๊มแบบจาน

ในการประมวลผลของไหลในอุตสาหกรรมสมัยใหม่ การรักษาความสมบูรณ์ของผลิตภัณฑ์และลดการสึกหรอเชิงกลให้น้อยที่สุด คือความท้าทายสำคัญสำหรับวิศวกรโรงงาน ปั๊มเหวี่ยงแรงแบบดั้งเดิมพึ่งพาครีบใบพัดที่หมุนด้วยความเร็วสูงเพื่อผลักของเหลวผ่านการกระแทกเชิงกลอย่างรุนแรง ซึ่งนำไปสู่การเกิดแรงเฉือนของของไหลอย่างรุนแรง ความเสียหายต่อเซลล์ การเสื่อมคุณภาพของผลิตภัณฑ์ และการกัดกร่อนส่วนประกอบภายในอย่างรวดเร็ว ปั๊มแบบจานเพื่อสุขอนามัยของเราได้ออกแบบแนวคิดเชิงพลศาสตร์นี้ขึ้นใหม่ทั้งหมด โดยใช้ใบพัดแบบจานแบนพิเศษที่ไม่มีครีบใบพัดแบบดั้งเดิม ปั๊มชนิดนี้อาศัยความหนืดของของไหลและพลศาสตร์ของชั้นขอบเขต เพื่อสร้างการไหลแบบชั้น (laminar flow) ที่ไม่ทำลาย ไม่มีการกระแทก และไม่ติดขัด

หลักการทำงาน: พลศาสตร์ของชั้นขอบเขตและการไหลแบบชั้น

ต่างจากปั๊มเพื่อสุขอนามัยแบบทั่วไปที่พึ่งพาหลักการขับเคลื่อนโดยการเปลี่ยนปริมาตรหรือใบพัดที่มีประสิทธิภาพสูงในการบังคับให้ของไหลผ่านระบบท่อ ปั๊มแบบจานทำงานโดยอาศัยหลักการทางกายภาพของ แรงดึงดูดเชิงความหนืดและแรงเสียดทานของชั้นขอบเขต ชุดใบพัดที่ไม่เหมือนใครประกอบด้วยจานแบนขนานจำนวนหนึ่งที่ผ่านการออกแบบวิศวกรรมอย่างแม่นยำ พร้อมช่องเปิดตรงกลาง

เมื่อใบพัดแบบจานแบนหมุนภายในตัวเรือนปั๊ม ความหนืดระดับโมเลกุลตามธรรมชาติของของไหลจะทำให้ของไหลยึดติดกับพื้นผิวเรียบของจานอย่างแน่นหนา การโต้ตอบนี้ก่อให้เกิด ชั้นขอบเขตแบบชั้นที่มีเสถียรภาพสูงและสอดคล้องกันอย่างสมบูรณ์แบบ ซึ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากับความเร็วของการหมุนของจานพอดี ผ่านแรงดึงดูดเชิงความหนืด ชั้นขอบเขตนี้ดึงชั้นของไหลที่อยู่ถัดไปผ่านห้องปั๊ม สร้างเกรเดียนต์ความเร็วที่ราบรื่น ของไหลถูกดูดเข้าสู่ช่องรับของปั๊มอย่างต่อเนื่อง และถูกส่งไปยังช่องปล่อยออกในรูปแบบแผ่นบางขนาน เนื่องจากชั้นของไหลที่อยู่ใกล้ผิวจานมากที่สุดยังคงอยู่นิ่งสัมพัทธ์กับจาน จึงเกิดความเร็วสัมพัทธ์เกือบศูนย์และความเสียดทานระหว่างชิ้นส่วนเครื่องจักรกับผลิตภัณฑ์เกือบศูนย์ ส่งผลให้กำจัดแรงเสียดทานเชิงกล แรงดันกระชาก แรงเฉือนของของไหล และการสึกหรอจากการกระแทกภายในตัวเรือนปั๊มได้อย่างสมบูรณ์ รับประกันว่าของไหลจะเคลื่อนผ่านปั๊มด้วยกระแสที่ต่อเนื่องและราบรื่น

ข้อได้เปรียบเชิงเทคนิคและประสิทธิภาพหลักของผลิตภัณฑ์

การปกป้องผลิตภัณฑ์เหนือระดับและการส่งผ่านแบบไม่มีแรงเฉือนเลย

ปั๊มแบบจ่ายเชิงบวก ปั๊มแบบโพรงก้าวหน้า หรือปั๊มเหวี่ยงแรงแบบดั้งเดิม มักก่อให้เกิดการสูญเสียผลผลิตที่บอบบางถึง 20%–40% เนื่องจากแรงเฉือนสูง การเปลี่ยนแปลงความเร็วอย่างรวดเร็ว และการกระแทกของครีบใบพัดอย่างรุนแรง ปั๊มแบบจานเพื่อสุขอนามัยของเราสามารถลดอัตราการทำลายผลิตภัณฑ์ให้เป็นศูนย์ได้ โดยการสร้างเส้นทางการไหลแบบชั้นที่ไม่ทำลายผลิตภัณฑ์เลย ปั๊มชนิดนี้รับประกันการขนส่งของไหลที่ไวต่อแรงเฉือนสูงอย่างปลอดภัย โครงสร้างชีวภาพที่เปราะบางและผลิตภัณฑ์อาหารที่ละเอียดอ่อน เช่น เซลล์เม็ดเลือดที่ยังมีชีวิต พลาสมา เม็ดเลือดผลไม้ ครีมนม และสารแขวนลอยที่เปราะบาง สามารถผ่านใบพัดแบบจานแบนได้โดยไม่เกิดความเสียหายต่อโครงสร้าง การสูญเสียพื้นผิว หรือการแตกของเซลล์

ความต้านทานการกัดกร่อนสูงและอายุการใช้งานที่ยืดยาว

เนื่องจากของไหลเคลื่อนที่ในรูปแบบแผ่นบางขนานโดยไม่มีการกระแทกแบบปั่นป่วนกับผนังภายในปั๊ม อนุภาคที่กัดกร่อนจึงไม่กัดเซาะพื้นผิวด้านในหรือผิวด้านหน้าของใบพัด ในงานประเมินประสิทธิภาพเชิงวิศวกรรมภายใต้การควบคุม อนุภาคหินขนาดใหญ่ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 10 มม. ถึง 80 มม. ถูกหมุนเวียนผ่านห้องปั๊มแบบจานขนาด 4 นิ้วอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหลายวัน การตรวจสอบหลังการทดสอบแสดงว่าไม่มีความเสียหายต่อโครงสร้าง ไม่มีรอยบุ๋ม และไม่มีการกัดเซาะผนังด้านในเลย การขาดการสึกหรอจากการกระแทกนี้ยืดอายุการใช้งานของตัวเรือนปั๊มอย่างมีนัยสำคัญเมื่อใช้งานกับสารเคมีที่ตกผลึก ของไหลที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง และของไหลที่ยังไม่ผ่านการกลั่น

การดำเนินงานแบบไม่ติดขัดและการกำจัดปัญหาเส้นใยพันรอบ

ใบพัดแบบเปิดหรือแบบปิดมาตรฐานมักเกิดการอุดตัน ยึดติด หรือล็อกเมื่อจัดการของไหลที่มีเส้นใยยาว ของแข็งขนาดใหญ่ หรือวัสดุที่มีลักษณะเป็นเส้น โครงสร้างแบบเปิดและไม่มีสิ่งกีดขวางของใบพัดแบบจานแบนให้ทางผ่านที่ราบรื่นสำหรับวัสดุที่ท้าทาย ปั๊มชนิดนี้สามารถจัดการกับเยื่อกระดาษที่มีเส้นใยยาว สารแขวนลอยจากการแปรรูปกูลป์ ของเสียจากการแปรรูปทางการเกษตร และกระแสของไหลที่มีของแข็งปนอยู่ โดยไม่เกิดการพันรอบ ยึดติด หรือทำให้มอเตอร์หยุดหมุน เมื่อขนส่งเยื่อกระดาษ การผ่านแบบชั้นที่ไม่มีการกระแทกจะรับประกันความสม่ำเสมอของของไหลอย่างสมบูรณ์แบบ และป้องกันการแยกน้ำก่อนกำหนด การบีบเชิงกล หรือการสูญเสียความยาวของเส้นใย

การไหลแบบต่อเนื่องพร้อมความสามารถในการจัดการก๊าซที่ผสมอยู่สูง

อากาศหรือฟองก๊าซที่ผสมอยู่มักทำให้ปั๊มเหวี่ยงแรงแบบดั้งเดิมเกิดปรากฏการณ์ “air-bind” สูญเสียการดูดซับ (lose prime) หรือได้รับความเสียหายเชิงกลอย่างรุนแรงจากฟองก๊าซที่ยุบตัวอย่างรุนแรง (cavitation bubble implosions) รูปแบบการไหลแบบแผ่นบางที่ไม่มีการกระแทกของใบพัดแบบจานแบน ป้องกันไม่ให้ฟองก๊าซแตก ถูกแรงเฉือน หรือยุบตัวระหว่างการขนส่ง ฟองก๊าซจะเคลื่อนผ่านปั๊มอย่างราบรื่นเท่ากับอนุภาคของแข็ง ปั๊มสามารถจัดการกับของไหลในกระบวนการที่มีปริมาณก๊าซเกิน 70% ได้ในขณะที่ขจัดเสียงรบกวนจากปรากฏการณ์ cavitation แรงสั่นสะเทือนของโครงสร้าง และความล้มเหลวของซีลเพลาที่เกิดก่อนวัยอันควรได้อย่างสมบูรณ์

ข้อได้เปรียบเชิงกลและต้นทุนการบำรุงรักษาที่ลดลง

การออกแบบเชิงกลของปั๊มแบบจานให้การจ่ายของไหลแบบไม่มีการกระเพื่อม (pulse-free) อย่างสมบูรณ์แบบโดยไม่มีแรงโหลดแบบรัศมี เนื่องจากระบบไฮดรอลิกภายในสมดุลย์อย่างสมบูรณ์ ปั๊มจึงขจัดการสั่นสะเทือนที่พบได้บ่อยซึ่งทำลายท่อ วาล์ว และอุปกรณ์วัดทางด้านปลายน้ำออกไปได้ โดยไม่มีแรงเสียดทานเชิงรุนแรงและแรงกระแทกเชิงกล จึงแทบไม่มีการสึกหรอของชิ้นส่วนภายในปั๊มเลย โครงสร้างนี้ลดความจำเป็นในการเปลี่ยนอะไหล่ตามรอบการบำรุงรักษา ลดต้นทุนการถือครองรวม (TCO) ระยะยาวของท่านอย่างมาก และลดค่าใช้จ่ายด้านแรงงานในการบำรุงรักษาประจำปี

การประยุกต์ใช้งานในอุตสาหกรรมเป้าหมาย

ปั๊มแบบจานเพื่อสุขอนามัยโดดเด่นในสภาพแวดล้อมการประมวลผลที่ต้องการศูนย์ความเสียหายต่อผลิตภัณฑ์ การจัดการอนุภาคที่ซับซ้อน และเวลาหยุดทำงานน้อยที่สุด:

• การแปรรูปอาหาร เครื่องดื่ม และผลิตภัณฑ์จากนม: การส่งผ่านแบบต่อเนื่องของน้ำผลไม้ทั้งผลที่บอบบาง น้ำผลไม้เข้มข้น ครีมนม เนยแข็งเคิร์ด น้ำเชื่อมที่มีชิ้นผลไม้ครบถ้วน และไข่เหลว โดยไม่ทำให้ผลิตภัณฑ์เปลี่ยนสีหรือสูญเสียพื้นผิว
• อุตสาหกรรมยาและเทคโนโลยีชีวภาพ: การสูบจ่ายอย่างอ่อนโยนต่อเลือดทั้งหมด พลาสมาที่ไวต่อแรงเฉือน โปรตีน สารแขวนลอยเซลล์ที่ยังมีชีวิต ขี้ผึ้ง และส่วนผสมทางการแพทย์ที่ต้องปฏิบัติตามกฎระเบียบด้านสุขอนามัยอย่างเคร่งครัด
• การแปรรูปเยื่อกระดาษ กระดาษ และแป้ง: การขนส่งเยื่อกระดาษที่มีความหนาแน่นสูงโดยไม่สูญเสียเส้นใย สารแขวนลอยแป้ง และสารแขวนลอยที่มีผลึก
• วิศวกรรมเคมีและสิ่งแวดล้อม: การขนส่งไวน์คุณภาพสูง สารแขวนลอยยีสต์ที่ยังมีชีวิต น้ำเสียจากกระบวนการเคมีที่มีของแข็งกัดกร่อนหนัก และของไหลที่มีแนวโน้มตกผลึกหรือมีก๊าซผสมอยู่สูง