Индуктивтік сорғы: Құрылымы, қасиеттері және қолданылуы
Inductive pump
Индуктивті сорғы: сұйықтар мен газдарды тасымалдау үшін магниттік басқарумен жұмыс істейтін позитивті ығысу сорғысы. Химиялық заттарға төзімді, жоғары өнімділік!
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Индуктивті насос – сұйықтар мен газдарды қабылдауға арналған, магниттік түрде басқарылатын, оң көлемдік насос. Ол көптеген коррозияға ұшырайтын химиялық заттарды, сондай-ақ еріткіштер мен газдарды өңдеуге қабілетті. Ол магнит өрісінде қозғалатын бір поршеньмен сипатталады, сондықтан поршеньді сыртқы механикалық қуат көзімен байланыстыру үшін динамикалық тығыздау қажет емес. Поршень корпусының екі басында кері клапандар орналастырылған, бұл поршеньнің әрбір қозғалысында бір мезгілде сору және қабылдау процесін қамтамасыз етеді. Бұл, әсіресе жоғары өнімділікте пульсацияны азайтуға көмектеседі. Поршень мен корпус көптеген сұйықтар мен газдарға бейтарап материалдардан жасалған. Поршень мен корпус пластик емес материалдардан жасалғандықтан, оң көлемдік камера иілу мен деформациядан өлшемдерін өзгертпейді, осылайша индуктивті насостардың уақыт өте келе елеулі өзгерістерсіз өте дәл болуына мүмкіндік береді. Индуктивті насостардың жоғары дәлдігіне себебі – әрбір қозғалыс қатты поршень мен қатты камераның ішіндегі бірдей көлемді құрайды. Жеткізілген жалпы көлемді анықтау үшін қозғалыстардың санын санауға немесе уақытын өлшеуге болады. Оларды стерильді және бақыланатын ортада қолдануға болады, себебі поршень тозығымен бірге болса да, олар корпустан сыртқа ағып кетпейді.
An Inductive pump is a magnetically regulated positive displacement pump used to pump liquids and gases. It is capable of handling many corrosive chemicals as well as solvents and gases. It is characterized by a single piston that reciprocates within a magnetic field and therefore doesn’t require a dynamic seal to link the piston to an outside mechanical power source. Check valves are placed at both ends of the piston housing allowing the simultaneous suctioning and pumping that reverses with each stroke. This is known to reduce pulsations especially at higher flow rates. The piston and housing are constructed of materials that are inert to many liquids and gasses. Because the piston and housing are non plastic materials the positive displacement chamber does not change in dimension from flexing and distortion thus allowing inductive pumps to remain very accurate with no significant changes over time. Inductive pumps are extremely accurate as each stroke contains the same volume created by a solid piston inside a solid chamber. The number of strokes can be counted or timed to determine the total volume delivered. They can be used in sterile and controlled environments as they will not leak to the outside of the housing even if the piston has experienced wear.
Тиімділік
Индуктивті сорғылар жоғары дәл және энергияны тиімді пайдаланатыны саналады. Индуктивті сорғылар ағынды басқару үшін екі негізгі параметрді қолданады: Жылдамдық және Тұрақ. Жылдамдық секундына немесе белгілі бір уақыт аралығындағы соққылар санын анықтау үшін қолданылады. Тұрақ – энергия беру катушкасының Жылдамдық циклында қанша уақыт қосулы болатынын бақылау үшін пайдаланылады. Негізінен, егер поршень соққысын аяқтап, кері циклдің басталуын күтіп тұрса, катушканы қуаттандыруды жалғастырудың қажеті жоқ, себебі энергияның көп бөлігі поршень енді жұмыс істемейтіндіктен, жылуға айналады. Тұрақ параметрі жылдамдық циклында осы қосулы уақытты реттеуге мүмкіндік береді. Сонымен қатар, Тұрақ параметрі сорғының қысымды нақты бақылау параметрін анықтауға мүмкіндік береді. Тұрақ уақытын одан да қысқарту арқылы сорғы циклы кезінде поршеньге берілетін жалпы энергияны азайтуға болады. Бұл сорғы кезінде максималды шығыс қысымын төмендетуге мүмкіндік береді. Бұл басқа көптеген сорғылардан өзгеше, себебі олар қысымды төмендету үшін әдетте ағынды азайтады. Бірақ, егер шығыс арнасында бітелу пайда болса, басқа сорғылар құбырларды жарып немесе ішкі механизмдеріне зақым келтіретінше максималды қысымға дейін көтеріледі. Индуктивті сорғыларды шығыста тоқтатуға болады және олар орнатылған қысымнан аспайды. Жабық шығысқа қарсы сорғылау сорғыға зақым келтірмейді.
Inductive pumps are considered highly accurate and energy efficient. Inductive pumps use two primary parameters to control flow, they are Rate and Dwell. Rate is used to determine the number of strokes per second or in any given time interval. Dwell is used to control the length of time the energizing coil remains on during the Rate cycle. Essentially if the piston has completed its stroke and is waiting for the reverse cycle to occur, there is no need to continue energizing the coil as most of this energy will be converted to heat as no more work is being done by the piston. The Dwell setting allows adjustment of this ON time during the rate cycle. Also the Dwell setting allows for a true pressure control parameter for the pump. By reducing the Dwell time even further one can reduce the total energy applied to the piston during the pumping cycle. This can reduce the maximum output pressure during pumping. This differs from many other pumps as they commonly reduce flow to reduce pressure in a given circumstance, however if an occlusion occurs to the output channel other pumps tend to build up to their maximum pressure until they either burst the tubing or damage their internal mechanism. Inductive pumps can be shut off at the outlet and will not exceed the pressure they are set at. Pumping against a closed output does not cause damage to the pump.
Тарих
Индуктивті сорғыны алғаш рет 1998 жылы АҚШ-та Лоуренс Р. Саламей патенттеген, АҚШ патенті № 5 713 728, және 1999 жылы АҚШ патенті № 5 899 672. 2014 жылы Саламей қосымша патент алуға өтініш берді. Бұл сорғы бастапқыда перистальтикалық және диафрагмалық сорғыларды жақсарту мақсатымен жасалған, себебі олардың пластикалық бөліктерінің иілуінен пайдалану кезінде сорғы камерасының жарылуына бейімділігі болған. Индуктивті сорғылар жөндеу қажет болмайынша, дәлдік пен қызмет ету мерзімін ұзартуда жақсартулар көрсетті. Уақыт өте келе Саламей магниттік өрістерді және индуктивті сорғы арқылы күш таратуда оларды қолдануды түсінуін дамыта берді. Бұл одан әрі жетілдірулерге және тиімділіктің артуына әкелді. Сонымен қатар, индуктивті сорғылар 3000 пси-ден астам қысымға қол жеткізу мүмкіндігін дамытты. Индуктивті сорғы технологиясын микролитр көлемді жеткізетін өте кішкентай сорғылардан бастап, минутына 10 галлон көлемді жеткізетін әлдеқайда үлкен сорғыларға дейін қолдануға болады. Магниттік өрістің таралуын түсіну индуктивті сорғылардың айрықша ерекшелігі болып табылатын конструкцияның қарапайымдығын арттырды. Қозғалатын бөліктер өте аз, механикалық байланыстар жоқ. Пистон – кері клапандардан басқа жалғыз қозғалатын бөлік және ол электрмен басқарылатын магниттік өріс арқылы қозғалады.
The Inductive Pump was first patented in the United States by Laurence R. Salamey in 1998 U. S. patent number 5 713 728 and again in 1999 U. S. patent number 5 899 672. An additional patent has been filed for in 2014 by Salamey. The pump was originally designed as an improvement to peristaltic and diaphragm pumps as they were susceptible to fracturing of the pumping chamber with use due to their flexing of plastic parts. Inductive pumps were found to be an improvement to accuracy and length of service before repairs were required. Over time Salamey continued to develop his understanding of magnetic fields and their use for propagation of force with the inductive pump. This has led to further refinements and increased efficiency. Additionally inductive pumps have developed the ability to achieve much higher pressures in excess of 3,000 psi. The same inductive pump technology can be applied to very small pumps delivering volumes in the micro liter range to much larger pumps delivering volumes in the 10 gallon per minute range. Understanding of magnetic field propagation has led to increased design simplicity which is a hallmark of inductive pumps. There are very few moving parts and no mechanical linkages. The piston is the only moving part aside from the check valves and it is driven by an electrically controlled magnetic field.
Құрылыстың маңызды ерекшеліктері
Индуктивті сорғылар поршеньнің екі жағын бір мезгілде сору және қалыпқа келтіру үшін пайдаланады. Бұл сорғы поршеньінің екі жағы да кіріс қысымын кіріс қысымын басып өтетін қысым циклына дейін ең төменгі деңгейде сезінеді дегенді білдіреді. Осыған байланысты, жабық контурдағы таза бас қысымы, соққы циклының басында әрқашан нөлге тең деп түсіндіруге болады. Сондықтан индуктивті сорғыларды өте жоғары қысымды жабық жүйелерде сұйықтықты өте төмен дифференциалдық қысыммен айналдыру үшін қолдануға болады. Қысқасы, индуктивті сорғы жүйедегі сұйықтықты жылжыту үшін жабық жүйенің қысымын жеңуі қажет емес. Бұл жүйе арқылы сұйықтықты жылжыту үшін энергияны айтарлықтай азайтады. Бұл сондай-ақ жүйенің сыртына ағып кетуі мүмкін динамикалық тығыздарсыз қосымша айналымды қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, индуктивті сорғыларды тізбекте қосуға болады, бұл қысымды шамамен екі есеге арттырады, бірақ көлемді арттырмайды. Оларды параллель қосу арқылы да қысымды арттырмай, көлемді шамамен екі есеге арттыруға болады. Көптеген оң ығысулы сорғылар тізбекте орналастырылғанда шығыс қысымын арттыра алмайды, себебі олардың екеуі де максималды жұмыс қысымына жеткенде тоқтайды. Индуктивті сорғылар бірінші сорғыдан екінші сорғыға көрінетін нөлдік айырмашылыққа байланысты бірін-біріне күш қосады.
Inductive pumps use both sides of the piston to pump and suction simultaneously. This means that both sides of the pump piston are always experiencing the inlet pressure at a minimum until the pressure cycle that would exceed the inlet pressure. This may be interpreted as meaning the net head pressure in a closed circuit, at the beginning of a stroke cycle, is always zero. Therefore, inductive pumps may be used in very high pressure closed circuits to circulate liquids at very low differential pressures. Essentially the inductive pump does not have to overcome the closed system pressure in order to move liquid in the system. This results in far less use of energy to move liquid with the circuit. This also provides additional circulation without any dynamic seals that could eventually leak to the outside of the system. Additionally inductive pumps may also be connected in series to approximately double the pressure while not increasing the volume. They may also be connected in parallel to approximately double the volume while not increasing the pressure. Most positive displacement pumps cannot increase output pressure when placed in series as they both stop when they reach their max operating pressure. The inductive pumps add to each other due to the zero differential seen on the second pump from the first pump.
Тиімділік
Индуктивті сорғылар тиімділікті арттыру үшін жасалған және энергияны үнемдеуді қажет ететін жағдайда энергия тұтынуды азайтуға бағытталған. Көптеген электр моторларының тиімділігі орташа есеппен шамамен 85% құрайды, бұл мотор механикалық түрде тоқтатылғанда ток тартудың күрт артуын көрсететін стандартты тоқтату тестісімен дәлелденеді. Индуктивті сорғылар жұмыс істеп тұрғанда тоқтатылғанда ток тартудың артуын көрсетпейді, өйткені поршеньге күш түсіру үшін токпен 95% астам энергия пайдаланылады. Поршень мен сыртқы қуат көздері арасында тікелей механикалық байланыс болмағандықтан, дәстүрлі поршенді сорғылармен және басқа технологиялармен салыстырғанда механикалық шығындар өте аз. Индуктивті сорғының поршені корпустың ішкі құрылымындағы және поршеньдегі магниттік өріс тікелей қозғалтады. Поршень мен цилиндр арасындағы минималды үйкеліс шығындары цилиндрдің қабырғасына қарай поршенді барлық бағытта теңдей тартатын айналма магниттік өріс арқасында туындайды. Нәтижесінде пайда болатын күш поршеньнің бойымен бағытталған және шығыс қысымын жасайды. Басқа көптеген сорғылар поршенді қозғалтқанда мотордың айналуын баяулату үшін әртүрлі редукторлық механизмдерді қолданады. Бұл байланыстар мотордың тиімсіздігіне қоса, айтарлықтай энергия шығынына әкеледі. Индуктивті сорғылар үйкеліс кедергісін азайту және тиімділікті арттыру үшін әртүрлі запатентелген жабындарды қолданады. Индуктивті сорғылардың кейбір модельдері эластикалық тығыздағыштарды қажет етпейтін, жақын толеранттылықпен өңделген, цилиндр және поршень интерфейстеріне сәйкес келетін керамикалық интерфейстерді қамтиды. Керамикалық интерфейстер өте коррозиялық өнеркәсіптік қышқылдарға, сілтілерге және еріткіштерге төзімді.
Inductive pumps are designed for increased efficiency and were intended to reduce energy consumption in an environment that is increasingly demanding energy conservation. Most electric motors are, on average, about 85% efficient as evidenced by the usual stall test that shows a marked increase in current draw when the motor is stopped mechanically. Inductive pumps show no increase in current draw when stalled during operation as better than 95% of the current is being used to create a force on the piston. There are very few mechanical losses compared to conventional piston pumps and other technologies because there are no mechanical linkages between the piston and outside power sources. The inductive pump piston is driven directly by the magnetic field formed within the body structure about the bore and within the piston. There are minimal friction losses between the piston and bore due to a circumferential magnetic field that pulls the piston equally in all directions towards the wall of the bore. The resulting force is more axial along the path of the piston creating output pressure. Most other pumps use different types of gear reduction mechanisms to slow the motor rotation when driving the piston. These linkages result in significant energy losses in addition to the inefficiencies of the motor. Inductive pumps use various proprietary coatings to reduce friction drag and increase efficiency. Specific models of inductive pumps incorporate a seal less ceramic interface with matching ceramic bore and piston interfaces ground to close tolerances that do not require use of elastic seals. Ceramic interfaces are inert to extremely caustic industrial acids, alkalis, and solvents.