Kapalinová čerpadla: Charakteristiky manipulace s viskózními kapalinami
Čerpání viskózních kapalin může představovat několik problémů. Při výběru čerpadla je vždy nutné vzít v úvahu viskozitu čerpané kapaliny. Účinkům viskozity lze snadněji porozumět, když se podíváme na chování viskózních kapalin vystavených působení síly.
Newtonské kapaliny:Viskozita zůstává konstantní bez ohledu na změny ve smykové rychlosti nebo míchání. Se zvyšující se rychlostí se úměrně zvyšuje průtok. Mezi kapaliny vykazující newtonské chování patří voda, minerální oleje, sirupy, uhlovodíky a pryskyřice.
Pseudoplastické kapaliny:Viskozita se snižuje se zvyšující se smykovou rychlostí, nicméně počáteční viskozita může být dostatečně velká na to, aby v běžném čerpacím systému neumožnila tok. Typickými pseudoplastickými kapalinami jsou gely, latexové barvy a pleťová mléka.
Dilatační kapaliny:Se zvyšující se smykovou rychlostí se zvyšuje viskozita. Po počátečním bezproblémovém čerpání dilatačních kapalin může dojít k zablokování a zastavení čerpadla. Mezi kapaliny vykazující dilatační chování patří kaly, jíl a cukrovinkové směsi.
Tixotropní kapaliny:Podobně jako u pseudoplastické kapaliny se viskozita snižuje se zvyšující se smykovou rychlostí nebo mícháním. Když se míchání zastaví nebo zpomalí, dojde k hysterezi a viskozita se zvýší. Viskozita se často nevrátí na počáteční hodnotu. Mezi kapaliny vykazující tixotropní chování patří mýdla, dehty, rostlinné oleje, ztužené tuky, lepidla, inkousty, arašídové máslo a některé kaly.
Viskozita typických kapalin
| Typická kapalina | Centipoise (cP) |
Centistokes (cSt) |
Saybolt Second Universal (SSU) |
| Voda | 1 | 1 | 31 |
| Mléko | 3 | 4 | 40 |
| Topný olej č. 4 | 12,6 | 15,7 | 80 |
| Smetana | 20 | 20,6 | 100 |
| Rostlinný olej | 40 | 43,2 | 200 |
| Olej SAE 10 | 88 | 110 | 500 |
| Rajčatová šťáva | 180 | 220 | 1 000 |
| Olej SAE 30 | 352 | 440 | 2 000 |
| Glycerin | 800 | 1 100 | 5 000 |
| Med | 1 500 | 2 200 | 10 000 |
| Lepidlo | 3 000 | 4 500 | 20 000 |
| Majonéza | 5 000 | 6 250 | 28 000 |
| Melasa B | 8 640 | 10 800 | 50 000 |
| Zakysaná smetana | 15 000 | 19 000 | 86 000 |
Chování viskózní kapaliny
Čerpání viskózních kapalin pomocí:
Peristaltických čerpadel
Konstrukce peristaltických čerpadel je činí vhodnými pro abrazivní a/nebo viskózní kapaliny, např. suspenze, krémy, kaly, maziva, barvy, tekutý odpad a další. Pro maximální účinnost čerpání viskózních kapalin, postupujte takto:
- Snižte rychlost čerpadla. Zvýšení rychlosti nad určitý bod způsobí snížení průtoku. Maximální účinná rychlost čerpadla klesá se zvyšující se viskozitou a zmenšující se velikostí hadice.
- Zvolte hadici větší velikosti, než je velikost potřebná pro čerpání vody.
- Zvolte pevnou hadici, např. Chem-Durance® Bio, Norprene®, PharmaPure®, PharMed® BPT, Tygon® E-LFL, GORE® STA-PURE® Series PCS nebo GORE® STA-PURE® série PFL. Výkon bude lepší, protože pevnější hadice se po okluzi hlavy čerpadla rychle vrátí do původního tvaru a vytvoří sání potřebné k čerpání viskózní kapaliny. Pro velikosti L/S® a I/P® zvolte přesné hadice pro vysoký výkon – čím je silnější stěna hadice, tím rychleji se vrací do původního tvaru, oproti např. pouze přesné hadici. Rychlejší návrat umožňuje silnější nasání kapaliny do hadice.
- Zvolte hadici s hladkým vnitřním povrchem. Hladký povrch minimalizuje třecí síly. Dobrou volbou je BioPharm, BioPharm Plus, Tygon® E-Lab, Tygon® E-LFL, Puri-Flex® nebo silikonové formulace.
- Snižte viskozitu vaší kapaliny. Pokud je to možné, zahřejte kapalinu ihned u zdroje nebo v lázni. Viskozita typicky klesá se zvyšující se teplotou, a pokud zahřátí nemá na kapalinu vliv, čerpání bude snadnější.
Zubová čerpadla
Zubová čerpadla jsou při dodržení následujících pravidel vhodná pro čerpání viskózních kapalin:
- Při viskozitě nad 100 cP je nutné snížit rychlost čerpadla (ot/min). Při čerpání kapalin o viskozitě nad 100 cP kontaktujte naše aplikační specialisty, pomohou vám určit optimální rychlost čerpadla a další provozní parametry.
- Sací a výtlačné vedení musí být větší alespoň o jednu nebo lépe o dvě velikosti nad velikost portů čerpadla.
- Výkon motoru musí být vyšší než výkon potřebný pro čerpání vody při stejném tlaku a průtoku.
Odstředivá čerpadla
Odstředivá čerpadla obecně nejsou pro čerpání viskózních kapalin vhodná. Nejlépe se hodí pro čerpání kapalin do viskozity 200 cP. Objemové a tlakové schopnosti čerpadla se snižují se zvyšující se viskozitou.