Per dimensionare l'alimentazione di aria compressa per una pompa pneumatica a doppia membrana (AODD), individuare innanzitutto il flusso di liquido richiesto e la pressione di scarico sull'esatta curva delle prestazioni della pompa. Leggere la pressione di ingresso dell'aria e il consumo d'aria in quel punto operativo, quindi verificare che il compressore, il ricevitore, il collettore, la linea di diramazione, il regolatore e i raccordi possano fornire quel flusso d'aria alla pompa mentre altre apparecchiature sono in funzione. La sola pressione dell'aria non è sufficiente: la pompa necessita anche di un volume d'aria adeguato.
Iniziare con il punto di funzionamento della pompa
Non dimensionare il sistema dell'aria in base alle dimensioni della porta della pompa, al flusso massimo o alla pressione massima dell'aria. Inizia con il compito effettivamente richiesto dal processo:
- Flusso di liquido richiesto in condizioni normali e di picco
- Pressione di scarico totale, inclusa prevalenza statica, attrito del tubo, valvole, filtri e apparecchiature di processo
- Condizione di aspirazione o aspirazione allagata
- Viscosità dei fluidi, temperatura, solidi e peso specifico
- Ore di funzionamento previste e se il servizio è continuo o intermittente
Utilizzare la curva delle prestazioni per l'esatta dimensione della pompa, la configurazione della membrana e la base del test. La portata massima pubblicata normalmente rappresenta condizioni di test favorevoli e non è un valore affidabile per il dimensionamento del compressore.
Come leggere il consumo d'aria della pompa AODD da una curva delle prestazioni
- Trova il flusso di liquido richiesto sull'asse orizzontale.
- Spostarsi alla pressione di scarico richiesta sull'asse verticale.
- Identificare la curva della pressione dell'aria in ingresso che passa attraverso il punto di funzionamento.
- Leggere il profilo del consumo d'aria nello stesso punto, solitamente indicato in SCFM, Nm³/h o un'altra unità di aria standard.
La guida alla curva delle prestazioni di Wilden utilizza un punto operativo di esempio di 90 gpm a una pressione di scarico di 50 psig. La curva illustrata indica una pressione di ingresso di circa 90 psig e un consumo d'aria di circa 72 SCFM. Queste cifre dimostrano solo il metodo di lettura; non sono valori universali per altre pompe o funzioni.
La pressione e il flusso d'aria risolvono diversi problemi
La pressione dell'aria fornisce la forza necessaria per superare la resistenza del lato liquido. Il flusso d'aria fornisce il volume necessario per mantenere il ciclo dei diaframmi alla velocità richiesta. Un manometro può mostrare una pressione statica adeguata mentre un tubo flessibile, un regolatore, un raccordo rapido o un collettore sottodimensionati riducono la pompa durante il funzionamento.
Se la pressione sulla pompa diminuisce bruscamente quando la pompa accelera, controllare la pressione dinamica e il flusso d'aria all'ingresso anziché aumentare automaticamente l'impostazione del regolatore. Una pressione eccessiva può aumentare il consumo d'aria e l'usura senza correggere una linea di alimentazione ristretta.
Dimensionare il compressore in base all'aria erogata, non alla potenza nominale
Confrontare i requisiti della pompa con la portata d'aria libera nominale del compressore alla pressione richiesta. Non fare affidamento solo sulla potenza o sulla cilindrata del motore. La potenza del compressore cambia in base alla pressione, al metodo di controllo, alle condizioni ambientali e alla configurazione dell'unità.
Per diversi utenti d'aria, calcolare la domanda simultanea di picco:
Portata d'aria erogata richiesta = somma della domanda simultanea della pompa + altra domanda d'aria simultanea + un margine tecnico per perdite, comportamento di controllo e incertezza futura.
Il margine deve essere scelto utilizzando la perdita misurata dell'impianto, i controlli del compressore e il modello operativo. Una percentuale arbitraria non può sostituire uno studio sulla domanda quando la produzione dipende dal sistema d'aria.
Controllo illustrativo del compressore
Se una curva esatta della pompa mostra 72 SCFM al servizio richiesto, il sistema di compressione deve fornire almeno quel volume alla pressione richiesta dopo aver tenuto conto di ogni utenza e perdita di pressione simultanee. L’esempio di Wilden converte 72 SCFM in un compressore da circa 16 hp utilizzando SCFM ÷ 4,5, quindi arrotonda a una dimensione standard da 20 hp. Consideralo come un esempio di screening, non come una specifica di acquisto: verifica il FAD alla pressione pubblicato del compressore selezionato.
Controlla il percorso dell'aria completo
Un compressore correttamente dimensionato non può compensare un sistema di distribuzione restrittivo. Esamina ogni componente tra il ricevitore e la pompa:
- Diametro interno dell'intestazione principale e della diramazione
- Lunghezza, foro e materiale del tubo
- Capacità di flusso del filtro e del regolatore alla pressione scelta
- Attacchi rapidi, valvole di intercettazione, gomiti e silenziatori
- Caduta di pressione quando tutte le apparecchiature previste sono in funzione
- Controllo di acqua, olio e particolato richiesto dal manuale della pompa
Specificare regolatori e filtri in base alla portata nominale e alla caduta di pressione accettabile, non solo alle dimensioni della connessione. Utilizzare un manometro vicino all'ingresso della pompa e registrare la pressione mentre la pompa eroga il flusso di liquido richiesto.
Previene problemi di scarico freddo e formazione di ghiaccio
L'aria compressa in espansione si raffredda durante lo scarico. Velocità di ciclo elevate, umidità nell'aria, temperatura ambiente bassa o una marmitta limitata possono favorire la formazione di ghiaccio e un funzionamento instabile. Il lavoro correttivo può includere il miglioramento dell'essiccazione e del drenaggio dell'aria, la riduzione dei cicli inutili, il controllo del percorso di scarico e la selezione di una pompa o di una disposizione del sistema d'aria adeguata. Seguire le indicazioni sulla lubrificazione del produttore della pompa; l'aggiunta di un lubrificatore a una pompa progettata per il funzionamento senza olio può creare problemi di manutenzione.
Stima dei costi operativi dell'aria compressa
Per decisioni di acquisto, confronta le pompe nello stesso punto operativo del liquido. Il solo SCFM totale può essere fuorviante se le pompe forniscono un flusso di liquido diverso. Un parametro utile per l'impianto è il consumo di aria standard per unità di liquido trasferito.
Una stima annuale di base è:
Costo annuale dell'aria = consumo di aria in servizio × ore di funzionamento × costo dell'aria compressa specifico per il sito.
Utilizzare il costo misurato della struttura per volume standard di aria compressa, inclusa l'elettricità e le relative ipotesi di manutenzione. Le tariffe dell'elettricità, l'efficienza del compressore, il profilo di carico e le perdite variano notevolmente, pertanto un prezzo generico non deve essere presentato come preventivo per il cliente.
Errori comuni di dimensionamento
- Selezione di un compressore dalla pressione di ingresso della pompa ignorando SCFM o Nm³/h
- Utilizzo del punto di flusso massimo della pompa anziché del punto di funzionamento reale
- Ignorare la domanda simultanea di altre pompe e apparecchiature pneumatiche
- Dimensionare tubi flessibili, regolatori o raccordi solo in base alla dimensione nominale della connessione
- Confronto della potenza del compressore senza controllare i dati dell'aria erogata alla pressione
- Aumento della pressione dell'aria per compensare le limitazioni di aspirazione o scarico
- Supponendo che una curva delle prestazioni si applichi a ogni configurazione di diaframma e valvola
Informazioni da includere in una richiesta di offerta per pompa AODD
Inviare il fluido, la viscosità e la temperatura; dettagli solidi; flusso richiesto; condizione di aspirazione; pressione di scarico; dimensioni e lunghezze dei tubi; orari di funzionamento; pressione dell'aria disponibile; volume d'aria disponibile; tipo di compressore; qualità dell'aria; numero di utenti aerei simultanei; requisiti per aree pericolose; e qualsiasi modello di pompa esistente. Ciò consente di rivedere la pompa e l'alimentazione dell'aria come un unico sistema.
Domande frequenti
Posso dimensionare una pompa AODD solo dal PSI?
No. PSI indica la pressione, mentre SCFM o Nm³/h indica il flusso d'aria standard. La pompa ha bisogno di una quantità sufficiente di entrambi nel punto operativo.
Perché la mia pompa perde flusso anche se il manometro sembra normale?
Il manometro potrebbe mostrare la pressione statica ma non la pressione disponibile durante il picco del flusso d'aria. Un tubo piccolo, un regolatore sottodimensionato, un giunto restrittivo, una diramazione condivisa o un'erogazione inadeguata del compressore possono causare una perdita di pressione dinamica.
Devo utilizzare il consumo massimo di aria della pompa per dimensionare il compressore?
Utilizzare l'esatta curva delle prestazioni al servizio richiesto, quindi valutare le condizioni di picco e future. Il consumo massimo può essere utile come limite, ma può sovradimensionare il sistema se la pompa non funziona mai lì.
Un compressore può alimentare più pompe a membrana?
Sì, se la sua capacità fornita, il ricevitore e il sistema di distribuzione possono supportare la domanda simultanea di picco alla pressione richiesta. I presupposti della diversità dovrebbero riflettere la reale sequenza operativa.
Un collegamento dell'aria più grande risolve sempre un flusso basso?
No. La restrizione potrebbe essere altrove e un flusso di liquido basso può anche derivare da altezza di aspirazione, viscosità, valvole bloccate, parti usurate sul lato bagnato o eccessiva resistenza allo scarico. Diagnostica sia il lato dell'aria che quello del liquido.
Risorse DFIN correlate
- Risoluzione dei problemi di basso flusso della pompa AODD
- Sfoglia le pompe complete
- Sfoglia kit di riparazione e pezzi di ricambio AODD
- Richiedi supporto per la selezione della pompa e dell'alimentazione dell'aria
Riferimento tecnico
Solo guida per l'applicazione. Confermare l'esatta curva della pompa, la capacità del sistema d'aria, i requisiti di installazione e la documentazione attuale del produttore prima di ordinare.