从全局考虑以保护环境和节约资源已成为Netzsch公司的共识,在他们研发的新型偏心螺杆泵和旋转柱塞泵系统中,Netzsch做了创新性的技术改良,使新产品在能源效率、原材料及维护保养方面有了重大的改进。
Netzsch公司对自己研发生产的泵及泵系统产品提出了高要求,例如性能可靠、运行经济以及不繁琐优化升级,此外,Netzsch很重视产品生产和使用过程中的能耗及环境资源友好。Netzsch全新的旋转柱塞泵Tornado T2就是这些研发目标的完美体现。
新的材料配置方式
与以往的泵相比,Tornado T2的最大不同就在于泵的输送腔设计。传统的旋转柱塞泵通常在钢质壳体内使用两个结构复杂的弹性体柱塞,这种设计的缺点是:每一次旋转都会使弹性橡胶体上承受很大的动载荷,从而大大加速了材料的老化;另一方面,旋转的柱塞总是相互接触,并因此而产生磨损。为了解决这些问题,新一代的旋转柱塞使用的是更加耐磨蚀的优质钢材,旋转柱塞的工作面上仅在特定的部位硫化上弹性体贴片,以保证两柱塞每一次的接触都是金属的硬与橡胶的软相互接触。
这种新的材料配置方式的优点是降低了能源消耗,减少了弹性体与钢材相互接触时的磨损;另一个优点是很薄的弹性体贴片受温度变化的影响比其他的结构形式,例如弹性体材料的直接接触要小得多。受温度变化而出现的热胀冷缩现象也明显减少,容易控制好其他零部件更小的尺寸公差,由此而得到的、非常小的间隙尺寸提高了旋转柱塞泵的工作效率。与传统的结构形式相比较,这一结构性的改进能够比传统泵节能10%。
图1 Netzsch公司在新型偏心螺杆泵和旋转柱塞泵研发设计中注意了能源的节约
新的定子技术
新一代流程泵设计的另一个要求是它所使用材料的回收再利用方面的要求。为了提高流程泵材料的回收利用率为偏心螺杆泵专门研发了一种新的定子技术,进一步节约能源及原材料、实现部分回收利用。以前的常规方法是在铝合金或者钢质定子表面硫化了一层弹性体橡胶,更换定子后整体进行无害化处理;而新研发的偏心螺杆泵定子则采用了获得Atex认证的iFD 2.0定子:单独加工的弹性体与金属壳体之间不是材料性的相互连接,例如硫化到螺杆泵定子壳体上的,相反是单独的以多边形的形式、在轴向力的作用下固定。若因磨损需要更换这种弹性体时,iFD外壳可以继续使用,只需把排污处理过程比较复杂的、费用昂贵的橡胶合成材料去掉就可以了,这不仅节约了资金和资源,而且也有利于环境保护。
使用灵活的弹性体材料
在迄今大多数的结构设计中,由于定子内的橡胶层均固定硫化在金属壳体上,因此使橡胶弹性体材料失去了使用灵活性。它不仅提高了泵的起动力矩也提高了泵的工作扭矩,使泵消耗的能量更多,需要功率更大的驱动装置。但iFD 2.0版的定子则相反:弹性体和金属壳体的分离使得所需的驱动力矩更小,因为定子可以按照规定的尺寸偏心移位,使得偏心螺杆泵能使用较小功率的驱动装置,与传统定子相比所需能源更少。由于遇到坚硬的异物时弹性体会做一定的避让,故弹性体轴向运动减少了磨损,减少了偏心螺杆泵的停机维修时间,所需的维护保养工作量也随之减少。这种定子带来的成本费用一般可在第一个维护保养周期内收回,而偏心螺杆泵的整个使用生命周期也会节约大量的配件费用。
图2 在转子的生产制造中,Netzsch公司尽可能地节约能源和原材料
节约原材料和能源
Netzsch公司在转子的生产加工中也注意到材料和能源的节约。除了常规转子,即实心钢质转子外,Netzsch公司还研发生产了空心转子,这种被他们称之为管式转子的零件是用精轧管Präzisionsrohr制成。大型泵高转速时,这种转子有着很高的运转平稳性,由于重量的减轻,泵工作的起动力矩和能源消耗减少,因此常常可以使用更小型号的驱动机构。另外,管式转子的强化表面使其有着更长的使用寿命。
结语
新型偏心螺杆泵和旋转柱塞泵把保护环境和经济性结合起来,通过节约原材料带来的生产制造费用和使用运行费用,实现可持续发展。在这样的背景条件下,随着资源紧缺、能源费用高昂已成为工业时代的现实性问题,产品研发和设计不得不关注这一未来的焦点。
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