Ingersoll Rand (aikaisemmin Tuthill) on hammaspyöräpumppujen johtava valmistaja, jotka palvelevat erilaisissa sovelluksissa aaltopahvilaatikoiden jalostuslaitoksissa. Matalissa virtauksissa, tarkoissa pumppusovelluksissa, kuten musteet ja jätevesien käsittelykemikaalit, TechnaFlo -tuotteet ovat saatavilla erilaisista materiaaleista. Nämä pumput voidaan toimittaa taajuusmuuttajilla varustettuna nopeuden säätöä varten ja lisävarusteilla, jotka tukevat monenlaisia kemikaalien syöttö- ja annosteluohjausjärjestelmiä.
Tärkkelyksen pumppaus
Hyvin yleinen sovellus sisäisille hammaspyöräpumpuille on tärkkelyksen käsittely. Aaltopahvilevy tai kartonki valmistetaan liimaamalla ulko-ja sisäpintaan (vuorauslevy) aaltomainen levy tai uurre. Kuvassa 1 on nähtävissä aaltopahvilaatikkorakenne. Liima on tärkkelyspohjainen, joka kutsutaan yleisesti tärkkelykseksi tai purukumiksi. Uurre liimataan vuorauslevy koneessa, jota kutsutaan aallotuskoneeksi (“corrugator”). Kuva 2 esittää aallotuskonetta. Sisäisiä hammaspyöräpumppuja käytetään usein pumppaamaan tärkkelystä varastosäiliöstä aallotuspahvin alustalle. Sisäiset hammaspyöräpumput on valittu kohteeseen niiden kyvyn perusteella tuottaa pulssitonta virtausta sekä energiatehokasta pumppausta jatkuvassa käytössä olevassa sovelluksessa.
Kartonkitehtaassa on tyypillisesti useita sisäisiä hammaspyöräpumppuja. Riippuen tehtaan koosta ja kartonkikoneiden lukumäärästä, näitä pumppuja voi olla käytössä toistakymmentä kappaletta. Kuva 3 esittää koko prosessin uurteen liimaamiseksi vuorauslevyihin kartonkikoneen sisällä.
Mahdolliset ongelmat hammaspyöräpumppuja käytettäsessä on yhden usein käytetyn merkin rakenteessa. Materiaali siinä valurauta; pumpun koko on tyypillisesti 2” KK tai L mallin koko; pumput toimitetaan joko pronssilla päällystetyillö holkeilla tai roottorin takana olevalla mekaanisella tiivisteellä ja hiilisillä holkeilla. Ylimääräisiä välejä ei yleensä käytetä. Nämä pumput ovat usein hihnavetoisia pumpun käyttönopeuksilla alueella 400 – 600 rpm asti.
Tärkkelystä käsitteleviä sisähammaspyöräpumppujen mukana ei useimmiten toimiteta varoventtiilejä. Linja tukos seurauksena, koska tärkkelys pääsee sisään poistoputkistoon joka on melko yleinen ilmiö. Pumppu ja mekaaninen tiiviste voivat vaurioitua, jos linja tukkeutuu kun ei ole varoventtiiliä suojaamassa ylipaineelta. Toisaalta, painepiikkien sattuessa varoventtiili voi avautua mutta jäädä auki, mikä johtaa varoventtiilin tärinään, nesteen ohivirtaukseen ja virtauksen menetykseen.
Havaitut ongelmat ovat seuraavat:
- Liiallinen vuoto tiivisteestä, jos tiivistettä käytetään
- Mekaanisten tiivisteiden käyttöikä lyhyt, kohteissa joissa niitä käytetty
- Tärkkelyksen viskositeetin oheneminen liiallisesta kierrätyksestä kuluneessa pumpussa tai pumpussa jossa välykset suurentuneet
Ongelman ratkaisu
GlobalGear® on todistetusti suorituskykyinen tärkkelysliimasovelluksissa ja sillä ratkaistaan kaikki nämä mainitut kolme ongelmaa. Ensinnäkin suositeltava tiivistys tapahtuu roottorin takana hiili keraamisella pinnalla olevalla tiivisteellä. Tiivisteeksi joko Buna tai viton. Pronssinen kannatinholkki ja hiilikuituinen väliholkki tulisi valita.
Useat suunnitellut ominaisuudet parantavat mekaanisen tiivisteen ja pumpun elinikää. GlobalGear®-rakenne sisältää vakiona imuyhteen tiivisteontelon alueella, joka vähentää painetta siinä ja estää tärkkelystä jäämästä kiinni roottori taakse olevaan tilaan. Jos tärkkelystä jumiutuu sinne, se hyytelöityy, jähmettyy ja avaa tiivistepinnat. Tässä kohteessa usein käytetyn kilpailijan pumpussa ei ole mitään vakiona joka estäisi tärkkelyksen keräätymisen estämiseksi roottorin taakse. Korvausilman imuaukko toimii myös iskunvaimentimena, vaimentaen painepiikkejä jotka kohdistuisi mekaaniseen tiivisteeseen linjatukoksen sattuessa.
Tukosten aiheuttavat painepiikit vaatii vankkaa rakennetta pumpussa. GlobalGear® käyttää halkaisijaltaan 1,75 tuuman akselia, kun kilpailijalla halkaisija ainoastaan 1,44 tuumaa. “Ylisuuri” akseli vähentää sen taipumaa ajanmyötä yli puolella, mikä pidentää tiivisteen käyttöikää merkittävästi. Painepiikkien aiheuttama akselin taipuma aiheuttaa tiivistepintojen avautumisen joka johtaa ennenaikaiseen vuotoon ja tiivisteen viottumiseen.
Lisäksi suurempi akseli ja laakeri kestävät paremmin hihnakäytön sivukuormituksen ja tärinän vaikutukset.
GlobalGear® on rakennettu kestämään pidempään kuin tunnetun kilpailijan malli. Pienempi akselin taipuma vähentää kosketusta ja hankausta vaihdepinnoissa. GlobalGear®:ssä roottorit ja välipyörät ovat pallografiittiraudasta, verrattuna kilpailijan vakiona käyttämään valurautaan. Pallografiittirauta on huomattavasti kovempaa kuin tavalliset valulaadut, mikä tarjoaa paremmat kulumisominaisuudet.
GlobalGear® käyttää raskaan sarjan “jack screw”menetelmää järjestelyyn ja päätyvälyksien saavuttamiseen. GlobalGear®:n “jack screw” menetelmä on samanlainen kuin mitä käytetään menestyksekkäästi raskaan sarjan prosessipumpuissa. Kilpailija käyttää yhtä ruuvia kierteitetyssä laakerin päätykappaleessa säilyttääkseen päätyvälyksen. Varsinkin hihnavedolla tärinää on runsaasti. Tärinä voi löysentää ruuvia, joka sallisi akselin liikkua muuttaen pumpun pään säätöjä. Näiden välysten muodostuessa syntyy merkittäviä sisäisiä virtauskierteitä pumpun sisällä, mikä voi johtaa ei-toivottuihin tärkkelyksen viskositeetin ohentumiseen.
Viimeaikaikoina käytännöksi on tullut yllä mainittujen ongelmien takia siirtyä käyttämään sisäistä hammaspyöräpumppua kartongin valmistuksessa silloin kun siirretään tärkkelys varastosäiliöstä tärkkelys valmistukseen. Toisinpäin taas on siirrytty käyttämään ilmakäyttöistä kalvopumppua palauttamaan tärkkelys varastosäiliööön. Näin on toimittu koska käytetyn hammaspyöräpumpun merkin tiiviste on vuotanut, tiivisteen epäluotettavuus ja viskositeetin ohentumisen johdosta. Näin on toimittu usealla tehtaalla.
Näissä tapauksissa olisi huomioitava, että ilmakäyttöinen kalvopumppu kuluttaa tällaisessa sovelluksessa useita kertoja enemmän energiaa verrattuna sisäiseen hammaspyöräpumppuun. Energian lisäkustannukset voivat olla jopa tuhansia euroja vuodessa. Myös hyvä huomioida että kalvopumppua tulee huoltaa useammin tällaisissa jatkuvatoimisissa sovelluksissa. Vaikka kalvopumppu ei kärsi mahdollisista putkiston tukoksista, niin sykkivä pumppasu like voi aiheuttaa itsessään tukoksia putkistoon. Tällaisen pumpun kyky on hyvin rakallinen tuottaa riittävästi painetta tukosten poistamiseksi.
Ingersoll Rand GlobalGear® tarjoaa nyt kartongin muuntimille uuden ja paremman vaihtoehdon luotettavaan, vuotamattomaan ja energiatehokkaaseen tärkkelyksen pumppaamiseen. Jotkut valmistajat kutsuvat pumppujaan raskaan sarjalaisiksi. GlobalGear on oikeasti rakennettu raskaaseen käyttöön, ja sen toteamiseen ei vaadi muuta kuin katsoa vierekkäin GlobalGear®-mallia vastaavan kilpailijan vieressä todetakseen eron.
