自吸式ポンプの使い方: 起動手順、呼び水時間、および障害の修正

自吸ポンプが実際にどのようにして吸引ラインから空気を排出するか

WFB シリーズのシールレス自吸ポンプは、サンプから 4m の水を汲み上げ、通常 45 ～ 90 秒で満水流量に達します。 3 分経っても吐出圧力が一定のままの場合は、モーターを停止します。空気漏れを追跡し続けるポンプは発熱し、回転部品が摩耗しますが、それでも何も供給されません。ほとんどの場合、その原因は吸入側にあります。

吸気側が優勢な理由は簡単です。自吸ポンプは真空ポンプではありません。横に個別の空気処理装置は取り付けられていません。独自のケーシング内にすでにある液体を使用して、繰り返しのパスで吸引パイプから空気を引き込みます。空気を逆流させたり、パスに使用できる液体の量を減らしたりすると、プロセスが遅くなるか完全に停止します。

ケーシング内には、インペラを取り囲み上に位置する特大のプライミングチャンバーがあります。最初の開始前に、マークされたレベルに達するかオーバーフローするまで、呼び水プラグを介してチャンバーを液体で満たす必要があります。この貯蔵された液体は、ポンプが空気を移動させるための唯一のツールです。

モーターが始動すると、羽根車が貯留されている液体を外部に吐き出します。インペラの目の圧力が大気圧よりも低下するため、吸引ラインからの空気が引き込まれ、液体と混合されます。混合物は排出側の分離チャンバーに押し込まれ、そこで速度が低下し、空気が分離して排出接続部から逃げ、液体はインペラの目に戻って再び投げられます。各パスで吸引ライン内の空気柱の一部が除去されます。ラインが液体で満たされると呼び水が完了し、吐出圧力がデューティポイントまで上昇します。

このサイクルは、オペレーターがよく間違える 3 つのことを説明しています。呼び水時間は除去する必要がある空気の量に比例するため、長いまたは特大の吸引ラインは短い直接吸引ラインよりも時間がかかります。圧力テストでは決して現れないような小さな空気漏れがあると、ポンプが同じパイプに水を補充し続けるため、1 分以上かかる可能性があります。また、ケーシング内の液体のレベルは、他の機械部品と同様に重要です。これは、半分だけ充填されたケーシングでは 1 分あたりに利用できるパスが少なくなるためです。

シールレス設計により、トラブルの最大の原因の 1 つが排除されます。 WFB および類似の非シール型自吸式ポンプでは、シャフトが回転シールのケーシング壁を貫通していないため、切り込みを入れるメカニカル シール面、滴下するグランド、および空気を抜くシール キャビティがありません。メカニカルシールを使用するポンプでは、シールは通常の摩耗アイテムであり、面が摩耗すると空気の通り道になります。

違いは試運転時に現れます。の 非密閉型自動自吸ポンプ このファミリーは、吸引ラインが長く、ポンプが液面より上にあり、シフトごとにケーシングを再充填できる人がいない場合の業務向けに構築されています。

プライミングのパフォーマンスは測定可能であり、試運転記録に数値を書き込む価値があります。以下の表は、ケーシングがマークされたレベルまで充填され、吸引ラインがポンプ入口よりも 1 サイズ大きい場合の、摂氏 20 度の清水の現実的な範囲を示しています。

ポンプに呼び水を行うかどうかを判断する始動前チェック

プライミング障害のほとんどは、モーターのスイッチがオンになる前に発生します。 6 つのチェックには約 10 分かかり、大部分が削除されます。

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これらのチェックのうち、ケーシングのレベルと吸引ラインの気密性という 2 つのチェックは、オペレーターのルーチンに常駐する価値があります。これらのうち、水を汲み上げないポンプから始まる通話の大部分を占めています。

開始シーケンス、ステップバイステップ

以下の手順は、フットバルブを備えたウェットサンプの水平自吸ポンプに適しており、ほとんどの排水、移送、廃水業務をカバーします。垂直設置とロングシャフト設置は同じロジックに従いますが、バルブの配置は異なります。

1. ポンプがマークされたレベルまで充電されていることを確認します。前回の運転以降にケーシングが空になっている場合は、呼び水プラグから再度ケーシングを充填します。
2. サクションバルブを全開にし、開いたままにしておきます。自吸ポンプの吸込側を絞るとキャビテーションが発生し、空気除去サイクルが遅くなります。
3. 排出バルブを 4 分の 1 ～ 3 分の 1 開きます。背圧が低いと、空気がケーシングから出やすくなります。
4. 排出ラインが別の供給源から圧力を受けた液体で満たされていないことを確認してください。加圧された吐出により、水がケーシング内に押し戻され、呼び水室が浸水する可能性があります。
5. モーターを始動し、パイプではなく電流計を見てください。空気処理中、電流は無負荷に近い状態になります。液体が到着すると、デューティポイントに向かって上昇します。
6. 音の変化を聞いてください。気液混合物は荒々しく押し寄せる音を発生させますが、最後の空気が抜けると音は安定して静かになります。
7. 吐出圧力計を見てください。上の表から予想されるプライミングウィンドウ内で上昇し始めるはずです。
8. 3 ～ 5 分以内に圧力上昇がない場合は、モーターを停止して調査してください。液体が流れない状態で運転を続けると、ケーシングが加熱され、シール、ベアリング、ウェアリングが損傷します。
9. 流れが確立されたら、排出バルブをデューティポイントまでゆっくりと開きます。流量の設定は吐出バルブで行い、決して吸入バルブでは行わないでください。
10. デューティポイントでの吸入真空、吐出圧力、およびモーター電流を記録します。それらをポンプ モデルの公開されている曲線と比較してください。
11. シール領域とグランドを確認してください。メカニカルシールには目に見える流れがなく、パックされたグランドは空になるのではなく、ゆっくりと着実に滴下する必要があります。
12. 30 分間安定して運転した後、ベアリング ハウジングの温度を手動または接触温度計で確認し、新たな振動や異音がないか聞いてください。

ゲージ上での正常な状態

試運転記録は、どの測定値が正常な動作を示しているかをオペレーターが知っている場合にのみ役立ちます。設計点で 4 m の浄水を揚水するポンプでは、次のパターンが一般的です。

• 吸引真空計：急激な変動がなく、0.02～0.05MPaの間で安定した測定値を示します。ゲージが激しく振れている場合は、ポンプが空気の塊を引き込んでいることを示しています。
• 吐出圧力ゲージ: 設計圧力またはそれに近い圧力で安定していますが、開いた吐出バルブを通る流量が増加するとわずかに低下します。
• 電流計: 銘板の全負荷電流以下、呼び水が完了すると安定します。運転中に測定値がゆっくり上昇する場合は、通常、液体が加熱しているか、吐出口が絞りすぎていることを意味します。
• 流量: デューティポイントで測定した場合、設計値のプラスまたはマイナス 10 パーセント以内。
• 音と振動: キャビテーションを示すパチパチ音や、ベアリングやアライメントの問題を示すリズミカルなノック音はなく、均一です。
• シール領域: メカニカルシール上で乾燥、またはパックされたグランド上で制御されたドリップ。

そのパターンからの逸脱は、自吸ポンプが発する最も早い警告です。真空度が上昇し吐出圧力が低下すると、ストレーナの詰まりまたは吸入バルブが部分的に閉じていることがわかります。吐出圧力が変わらないまま真空度が低下するということは、通常、吸引源レベルが低下し、ポンプが空気を吸い込み始めていることを意味します。流量が変化せずに電流が上昇する場合は、機械的抵抗またはポンプの選択対象よりも高い液体粘度を示します。

試運転後に始動時間がドリフトする理由

試運転中に 60 秒で呼び水が完了したポンプは、現在では 4 分かかるようになりましたが、その設計は変わっていません。システム内の何かが変更されました。以下のグラフは、22 リットルの吸込量で 4 m のリフトで測定された、通常の原因の相対的な寄与を示しています。

ランキングはどの設置環境でも一貫しているため、インペラの前に吸引ラインがチェックされるのはこのためです。ガスケットの漏れは修理に費用がかからず、摩耗したインペラよりも遅れの原因となります。ただし、内部摩耗は重要であり、開始点ではなく曲線の形状が変化します。摩耗リングのクリアランスが開いたポンプは呼び水速度とピーク揚程の両方を失います。

温度やパイプの形状など、呼び水時間に影響を与える要因については、このノートで詳しく説明します。 プライミングタイムに影響を与える要因 、試運転記録と併せて読む価値があります。

障害テーブル: 症状、考えられる原因、修正措置

現場診断は、部品を分解する前に症状が最も考えられる原因と一致する場合に最も効果的です。以下の表は、自吸式設置で最も頻繁に報告される障害を示しています。

動作範囲: 空運転、固体、温度、粘度

自吸能力と空運転耐性は 2 つの異なる特性であり、これらを混同するとコストが高くなります。ポンプ自体で呼び水を引くポンプでも、回転部品の冷却と潤滑のためにケーシング内に液体が必要です。通常のプライミングサイクル中に 10 ～ 60 秒間の空気のみの運転は無害です。 10分もありません。

プロセスが吸引時の液体を保証できない場合は、2 つのオプションが確実に機能します。 1 つ目は、フロート スイッチまたはスターターに配線された電極を使用して、サンプが空になる前にモーターを停止する液面制御です。 2 つ目は、断続的な乾式運転に耐える設計です。これが、排水および排水サービスでシールレス WFB 構造が一般的である理由の 1 つです。回転するシール面に傷が付かないため、短時間の乾式運転での故障モードははるかに深刻ではありません。

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固体の取り扱いは別の選択質問です。ゴミ処理用の自吸ポンプは、モデルとインペラのタイプに応じて、およそ 25 mm から最大 76 mm までの球体を通過させます。また、吸引ラインのストレーナは、同じ固形物で目詰まりしないように十分に粗い必要があります。スラリー用途では、ポンプのサイズよりもインペラの材質とインペラと摩耗プレートの間のクリアランスが耐用年数を決定します。

• 粘度: 遠心自吸ポンプは、約 100 cSt 未満で最もよく機能します。それを超えると、流量と揚程が急速に低下するため、通常は容積式ポンプの方が適切です。
• 温度: 標準ケーシングは、約 80 ℃ までの液体に適しています。それ以上に、高温ベアリング、適切なガスケット、および流体と互換性のあるシールを指定し、蒸気圧が上昇するにつれて呼び水時間が長くなることが予想されます。
• 吸引水没: 渦が形成されて空気が下に引っ張られるのを防ぐために、吸引入口より少なくとも 1.5​​ パイプ直径の液体を維持します。
• 正味吸引ヘッド: 常に必要な値より少なくとも 0.5 m 上のマージンを確保し、熱い液体の場合はそれ以上のマージンを確保します。
• デューティ サイクル: 連続運転は正常です。始動と停止を頻繁に繰り返すとモーターとシールにストレスがかかるため、制御タンクのサイズは、少なくとも 1 時間あたり最大 4 回始動できるようにしてください。

シャットダウン、スタンバイ、再起動

自吸ポンプは毎回同じ方法で停止してください。シャットダウンが一貫性を欠くと、短い再起動が完全な呼び水サイクルに変わってしまうためです。

1. 吐出バルブをゆっくりと閉じて、ライン内に圧力サージを生じさせずに流量を減らします。
2. モーターを停止し、ポンプを惰性で停止させます。 30 秒以内に再起動しないでください。ケーシング内の液体を沈殿させる必要があります。
3. ポンプをすぐに再起動する場合は、ケーシングと吸引ラインが浸水したままになるように、吸引バルブを開いたままにしておきます。
4. スタンバイを延長するには、ポンプがアイドル状態で液体が沈殿する傾向がある場合は、逆止弁で吐出を隔離し、ケーシングを充電した状態に保ち、2 週間ごとにシャフトを手で回します。
5. 氷点下になる前に、ケーシング、シールハウジング、冷却ジャケットの水を抜きます。閉じ込められた液体がケーシング内で膨張すると、ケーシングに亀裂が入る可能性があります。
6. 排水業務において、液体に固形物が堆積する傾向がある場合は、停止後にケーシングをフラッシュし、同時にストレーナを清掃します。

長いアイドル期間の後の再起動には、独自のルーチンが必要です。シャフトを手で回して焼き付きがないことを確認し、ケーシングがまだ充填されていることを確認し、吐出バルブが呼び水位置にあることを確認してから、始動を最初の始動として扱います。ポンプが数か月間アイドル状態だった場合は、最初の運転時の呼び水時間が長くなることが予想され、通常よりも注意深く電流計を監視してください。

プライミングの信頼性を維持するメンテナンス間隔

自吸ポンプが突然故障することはほとんどありません。パフォーマンスは少しずつ低下し、その増加は日常的なチェックで確認できます。

2 つの測定は、どんな目視検査よりも価値があります。ウェアリングのクリアランスは、吸引開口部を通して隙間ゲージで測定され、ポンプが迅速な呼び水に必要な真空をまだ構築できるかどうかを示します。ベアリングの振動傾向により、故障に至る数週間前に機械的問題が発生しているかどうかがわかります。どちらもすぐに取得でき、両方とも記録されたログに記録されます。

実際の業務条件に合わせた自吸式ポンプの指定

仕様書は、ほとんどの動作上の問題を防止または発生させる場所です。流量とヘッドだけを重視して選択したポンプは、吸引条件と流体特性を空白のままにすると、呼び水がひどくなり、すぐに摩耗してしまいます。

• 曲線の最大点ではなく、デューティ点での流量と全揚程。
• 液面からポンプ中心線までの実際の吸引揚力に、吸引ラインの長さと直径を加えたもの。
• 流体データ: 比重、粘度、温度、pH、固体のサイズと濃度、液体が泡を形成する傾向があるかどうか。
• 構造材質: 中性水用には鋳鉄、化学薬品や塩分を含む作業用にはステンレス鋼または合金グレード、研磨剤スラリー用には硬化材料。
• シール方法: 適切なフラッシュを備えたメカニカルシール、または空気の侵入や空運転のリスクが高い用​​途にはシールレス構造。
• モーターデータ: 適切なサービスマージンを備えた電力、電圧、エンクロージャ定格および絶縁クラス、環境が必要とする防爆構造。
• 制御と保護: フロートまたは電極のレベル制御、空運転保護、デューティが 1 日を通して変化する場合の可変周波数駆動。

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エネルギーの問題も仕様に含まれます。最高効率点の右側で自吸式ポンプが十分に動作すると、同じ流量でもより多くの電力が消費され、ベアリングへの負荷が大きくなります。インペラをトリミングしたり、ドライブの速度を変更したりすると、特に連続的に実行される冷却、移送、排水の作業では、1 年以内に差が回復することがよくあります。

出荷前に工場テストで予期せぬ事態を取り除く方法

呼び水の動作はテストベンチで測定でき、出荷前に性能テストされたポンプは、試運転の問題がはるかに少なく現場に到着します。包括的なポンプ テスト プラットフォームを使用すると、単一のスポット チェックに頼るのではなく、幅広いサイズにわたって流量、揚程、出力、呼び水特性を検証できます。

生産側では、これは、ポンプ直径約 32 mm ～ 1200 mm、モーター出力 1.1 kW ～ 1200 kW、供給電圧 380 V ～ 10 kV をカバーするテスト能力を意味します。この範囲のプラットフォームを使用すると、顧客の注文を第三者に送信することなく、小型の移送ユニットと大型の排水またはプロセス機械にわたって同じポンプ ファミリを検証できます。

同じ理由で生産能力も重要です。合計面積が 60,000 平方メートルに近い 2 つの製造拠点、6 つの生産ワークショップ、2 つの組立ワークショップ、および 1 つの専用テストワークショップには 160 セットを超える機械加工装置が備えられており、ケーシングとインペラの作業、組み立て、性能検証を 1 つの屋根の下で行うことができます。大学の流体技術研究チームと実施した設計作業は、呼び水速度と効率の両方を決定する部品であるインペラの形状にフィードバックされます。

購入者にとって、実際の価値はシンプルです。配達時にテスト記録を要求してください: 負荷点での流量、揚程、吸収される電力、およびベンチで測定した呼び水時間。これら 4 つの数値は、基礎上のポンプが選択計算で約束されたとおりに動作するかどうかを示します。

よくある質問

自吸ポンプは空運転する可能性がありますか?

ほんの少しだけ。ポンプは、吸引ラインから空気を引き込み、シールとベアリングから熱を奪う真空を作り出すために、ケーシング内に液体を必要とします。通常のプライミングサイクル中の 10 ～ 60 秒の短い乾燥時間は設計の一部です。一度に数分間空運転を行うと、シールが損傷し、リングやベアリングが摩耗します。そのため、液体供給が信頼できない場合は、水平保護または空運転保護を取り付けてください。

プライミングにはどれくらい時間がかかりますか?

正しく充電されたケーシングを使用した摂氏 20 度の澄んだ水の場合、2 m の上昇で 25 ～ 45 秒、4 m で 45 ～ 90 秒、6 m で 90 ～ 150 秒かかることが予想されます。吸引ラインが長くなり、揚程が高くなると、この数値はさらに伸びます。予想時間の約 2 倍を超える場合は、空気の侵入、ストレーナーの詰まり、またはケーシングの充填不足を示しています。

ポンプにはフートバルブが必要ですか?

ポンプが液面より上にある場合、フートバルブにより停止と停止の間で吸引ラインとケーシングが浸水状態に保たれるため、次の起動が短くなります。これがないと、ラインは逆流して、すべての始動が完全な呼び水サイクルになります。フットバルブは正しく装着されている必要があります。シートが摩耗すると、閉じたラインが漏れのあるラインに変わり、ポンプはフットバルブがまったくないかのように動作します。

ポンプが数時間正常に動作した後も呼び水が失われ続けるのはなぜですか?

ほとんどのケースは 2 つの原因でカバーされます。サンプレベルが低下すると、吸込み口で形成される渦が表面から空気を引き下げ、静的条件下で保持されているジョイントが真空が流れるとわずかに開く可能性があります。浸水を増やすかバッフルプレートを取り付けてから、ポンプの運転中に吸引ジョイントを確認してください。

サクションバルブで流量を制御できますか?

いいえ。吸込み側を絞ると、インペラアイの圧力が低下し、ポンプがキ​​ャビテーションに向かって押し出されます。キャビテーションは、騒音、振動、インペラとケーシングの急速な摩耗として現れます。吐出バルブ、可変周波数ドライブ、または選択段階でインペラをトリミングして流量を制御します。

シールレス自吸ポンプとメカニカルシール自吸ポンプの違いは何ですか？

メカニカルシールポンプは、シャフトがケーシングを通過する部分に回転シールを備えています。液体がきれいで、シールが適切に洗い流され、空運転が回避されている場合に、うまく機能します。シールレス設計はその貫通を完全に排除し、空気の通り道としてのシールを排除し、短期間の乾燥に対する敏感さを軽減します。ポンプがサンプから持ち上げられ、自動的に始動するシールレス構造が一般的です。

自吸ポンプはどのくらいの高さまで水を汲み上げることができますか?

理論的には、大気圧は海面で約 10.3 m の水を支えます。実際には、摩擦損失、液体蒸気圧、および必要な正味正味吸引ヘッドにより、これは、透明な冷水の場合は約 6 ～ 7 m に減少し、高温または揮発性の液体の場合はさらに減少します。ほとんどの工業用自吸モデルの定格は 4 ～ 6 m であり、その範囲内に収めることで、呼び水は速く、信頼性が高くなります。