Aktuální vydání

celé číslo

03

2021

Digitální transformace, chytrá výroba, digitální dvojčata

Komunikační sítě, IIoT, kybernetická bezpečnost

celé číslo

Technika dávkování vstupuje do 21. století

číslo 2/2002

Technika dávkování vstupuje do 21. století

Problémy, s nimiž se v současnosti potýkají uživatelé dávkovacích čerpadel, ponejvíce souvisejí se složitým a časově náročným nastavováním požadované velikosti dávky, poměrně složitým seřizováním čerpadel a jejich náročnou kalibrací. Každá změna, která nastane po kalibraci, jako např. změna nastavení velikosti dávky, změna protitlaku nebo průtočného množství v hlavním potrubí apod., může zhoršit přesnost dávkování. Tyto poznatky inspirovaly vývojové pracovníky firmy Grundfos k realizaci koncepčně zcela nové řady dávkovacích čerpadel. Nová koncepce dostala obchodní značku Digital DosingTM, pod níž jsou uvedeny na trh dva modely membránových dávkovacích čerpadel s typovým označením DME a DMS.

Obr. 1.

Snadno a přesně

První věc, které si uživatel nového čerpadla povšimne, je jednoduchý způsob nastavování velikosti dodávané dávky na ovládacím panelu a digitálním displeji čerpadla (obr. 1). Displej ukazuje skutečnou nastavenou dávku. Uživatel ji pohodlně zvětšuje nebo zmenšuje prostřednictvím tlačítek se šipkami. Nemusí již otáčet žádnými knoflíky ani provádět žádné výpočty. Relativně jednoduché nastavování dávkovacího čerpadla řady Digital DosingTM tak silně kontrastuje s matematickými postupy nutnými při klasické aplikaci řízení impulsním signálem a hledání optimálního vztahu mezi délkou a frekvencí zdvihu.

Mikroprocesor v čerpadle elektronicky převede nastavené parametry do mechanické podoby prostřednictvím unikátně koncipovaného spojení krokového motoru a převodového hřídele. Přímý a stálý kontakt motoru s pracovní membránou čerpadla v sací i ve výtlačné fázi pracovního procesu zajišťuje řemenový pohon, excentr a ojnice (obr. 2). Tímto pokrokovým způsobem pohonu membrány se nová čerpadla principiálně liší od stávajících dávkovacích čerpadel poháněných elektromagnetem. Trvalé spojení membrány s pohonem odstraňuje z čerpadla pružinu, jinak nezbytnou pro zajištění sacího zdvihu membrány. Toto opatření, spolu s plynulou změnou otáček krokového motoru (uskutečňovanou automaticky podle požadované velikosti dávky), s sebou nese podstatné omezení tlakových rázů ve vlastní dávkovací hlavě čerpadla i v celém výtlačném potrubí. Tím se zmenšuje nebezpečí úniku dopravovaných chemikálií nětesnostmi, vznikajícími v důsledku překročení dovoleného tlaku při tlakového rázu, popř. mechanickým poškozením výtlačného potrubí nežádoucími vibracemi.

Obr. 2.

Dávkovací čerpadla řady Digital Dosing mají konstantní délku zdvihu pracovní membrány. Při požadavku na změnu dodávaného množství se u nich mění pouze otáčky motoru a tím frekvence zdvihů membrány. Tak je vyloučen pokles přesnosti dávkování, zcela běžný u klasických elektromagnetických čerpadel při zkrácení zdvihu membrány pod určitou mez (obvykle 30 % maxima). U nové řady se dodávané množství změní pouze změnou doby trvání výtlačného zdvihu membrány (typ DME), popř. změnou samotné frekvence zdvihů membrány (typ DMS). Doba trvání sacího zdvihu je stálá, v souladu s požadavkem na zajištění dobré sací schopnosti čerpadla.

Při použití uvedených technických řešení lze garantovat přesnost dávkování 1 %, a to v ojedinělém rozsahu vzhledem k nominálnímu průtoku – až 1 : 1 000. Jednoduše řečeno, čerpadlo se jmenovitým průtokem 2 l/h dodá stejně přesně i dávku 2 ml/h. Tato neobvykle velká přestavitelnost také zjednodušuje výběr čerpadla – k pokrytí rozsahu 0,002 až 48 l/h postačuje pouhých pět modelů čerpadla DME. Výsledkem je nejen jednodušší návrh, ale také mnohem větší provozní pružnost celého systému: změna používané chemikálie nebo např. připojení impulsního vodoměru s jiným rozsahem automaticky nevedou k výměně čerpadla (obr. 3). Jestliže bylo čerpadlo kalibrováno za podmínek odpovídajících skutečnému provozu, lze maximálního dávkovacího výkonu dosáhnout při jakémkoliv protitlaku.

Obr. 3.

Nová koncepce použitá v čerpadlech řady Digital Dosing nesporně významně zjednodušuje činnost při nastavování provozních parametrů čerpadla. Uživatel se tudíž může plně soustředit na využití svých znalostí a zkušeností nabytých praxí a jednoduše nastavit velikost dávky tak, aby byla v souladu se skutečnými provozními potřebami. Dávku lze nastavit v mililitrech nebo v litrech přímo na digitálním displeji, ať už jde o množství požadované na impuls, za jednotku času nebo aplikovanou v dávkovém provozním režimu. Čerpadlo dodává nastavenou dávku se stále stejným vysokým stupněm přesnosti dávkování bez ohledu na to, zda pracuje s velkým či malým výkonem.

Víc než jen čerpadlo

Jednou z neoddiskutovatelných výhod nové technické koncepce využívané systémem dávkování Digital Dosing je skutečnost, že uživatel získává spolu s novým dávkovacím čerpadlem také komplexní řešení technologie. Čerpadlo typu DME lze např. ovládat ručně, impulsním signálem i analogovým signálem 4 až 20 mA. Stejně tak může pracovat v dávkovém provozním režimu na bázi časového spínače nebo v rámci impulsního řídicího systému. Navíc je lze vybavit automatickým přepínáním napájecího napětí (100 až 240 V, 50 nebo 60 Hz), zajišťujícím provozní a funkční spolehlivost při kolísání napětí v napájecí síti. Nelze opomenout ani takové jedinečné standardní funkce, jako je např. antikavitační funkce, uplatňující se při dávkování kapalin s velkou viskozitou. Na místě je také třeba připomenout snadnou kalibraci a funkci zahlcování, popř. proplachování čerpadla, při jejíž aktivaci běží čerpadlo na plný výkon, aby se poté automaticky přesně vrátilo do svého předchozího nastaveného provozního stavu.

Sběrnicová komunikace

K dávkovacím čerpadlům řady Digital Dosing může být přidán modul sběrnicové komunikace, který je umožní integrovat do moderních systémů automatického řízení. Znalosti výkonových parametrů a údajů o provozním stavu čerpadla lze využít v oblasti řízení jakosti a při preventivní údržbě. Příslušná data jsou uchovávána v paměti pro budoucí potřebu. Provoz čerpadla je také možné sledovat a jeho provozní parametry optimálně, podle provozních potřeb nastavovat přímo z počítače, aniž by musel být uživatel přítomen v místě instalace čerpadla.

Systém sběrnicové komunikace umožňuje uživateli sledovat průběh každodenního rutinního provozu, včetně např. stavu chemického roztoku v rozpouštěcí nádrži, a kontrolovat, zda čerpadlo dodržuje svůj provozní režim. Vyskytne-li se porucha, na obrazovce počítače uživatele se objeví varovné hlášení.

Vysoká kvalita a univerzální použití

„Bitva o přesnost je dobojována“, píše se v úvodní stati prezentační publikace systému Digital DosingTM. Pracovníci firmy Grundfos nepochybují, že nová membránová dávkovací čerpadla DME a DMS zaznamenají úspěch. Snáze se ovládají, a tudíž šetří uživatelům čas a peníze. Umožňují zlepšit kvalitativní parametry dávkovacích systémů, na jejichž spolehlivost a přesnost se při začlenění přesnějších dávkovacích čerpadel bude možné více spolehnout. Jejich uvedením na trh se firma Grundfos stává jedním z univerzálních dodavatelů čerpací a dávkovací techniky použitelné v oblasti úpravy vody i k dávkování chemikálií v mnoha dalších průmyslových aplikacích.

Ing. Lubomír Nuc, Grundfos s. r. o.

GRUNDFOS s. r. o.
Čajkovského 21,
779 00 Olomouc
tel.: 068/571 61 11,
Fax: 068/543 89 06
e-mail: gcz@grundfos.com
http://www.grundfos.cz

Inzerce zpět