Übersetzungsverhältnis und Dosierpumpen

Übersetzungsverhältnis und Dosierpumpen

Bei den Dosierpumpen handelt es sich um Verdrängerpumpen zur Dosierung von Chemikalien mit der Möglichkeit, die Leistung je nach Prozessbedingungen manuell oder automatisch zu variieren Diese Pumpen werden in Anwendungen eingesetzt, die eine hochpräzise, wiederholbare und einstellbare Durchflussmenge erfordern.

Dosierpumpen zeichnen sich dadurch aus, dass sie bestimmte Leistungsanforderungen in Bezug auf Linearität, Genauigkeit im eingeschwungenen Zustand und Wiederholbarkeit erfüllen. Turndown (der einstellbare Bereich einer Dosierpumpe) und Genauigkeit sind der Schlüssel zur Definition der Qualität und Leistung einer Dosierpumpe.

Das Turndown-Verhältnis ist die Nennleistung geteilt durch die Mindestleistung, die unter Beibehaltung der spezifizierten Genauigkeit und Linearität im stationären Zustand erreicht werden kann.

Beispiel
Nennkapazität: 50 Gallonen pro Stunde
Mindestkapazität: 5 Gallonen pro Stunde
Turndown: 50 / 5 = 10
Turndown-Verhältnis: 10:1

Im obigen Beispiel beträgt das Verhältnis 10:1. Wäre die Mindestkapazität 0,5 GPH, würde das Verhältnis 100:1 betragen. Die Definition des Turndowns ohne Genauigkeit ist jedoch bedeutungslos.

Nehmen wir dieselbe Pumpe mit einer maximalen Leistung von 50 GPH. Wenn Sie die Genauigkeit nicht definieren, kann die Pumpe technisch gesehen auf 0 GPH heruntergedreht werden, in diesem Fall ist der Wert unendlich.

Die Definition von Accuracy erfordert zwei Eingaben:

• Der prozentuale Bereich wird als ±Wert ausgedrückt
• Ein Qualifier, der den wahren Wert des angegebenen Prozentsatzes definiert

Dosierpumpen haben in der Regel eine Genauigkeit von ±1%. Die Hersteller verwenden den vollen Bereich/Skala, den stationären Zustand am Sollwert oder die Wiederholung als Qualifizierungsmerkmal zur Definition der Genauigkeit. Der stationäre Zustand am Sollwert ist die einzige sinnvolle Kenngröße für den prozentualen Genauigkeitsbereich einer Dosierpumpe. Schauen wir uns jeden Qualifier im Detail an und warum der stationäre Zustand am Sollwert der beste Qualifier ist.

Voller Bereich oder volle Skalengenauigkeit
Verwendet die maximale Kapazität der Pumpe als Ventil. In unserem obigen Beispiel:

• Genauigkeit von ± 1% des Skalenendwertes
  ○ 1% des Skalenendwertes = 0,5 GPH
• Genauigkeit bei 100% Kapazitätseinstellung (50 GPH)
  ○ 50 GPM ± 0,5 GPH
  ○ 0,5 / 50 = 1% vom Sollwert
• Genauigkeit der 10%igen Leistungseinstellung (5 GPH)
  ○ 5 GPH ± 0,5 GPH
  ○ 0,5 / 5 = 10% vom Sollwert

Die volle Skalengenauigkeit ist nicht sehr genau. In unserem obigen Beispiel mit 50 GPH sind 1 % des Skalenendwerts = 0,5 GPH. Unabhängig davon, wo wir die Leistung der Pumpe einstellen, erlaubt die Durchflussangabe eine Abweichung von plus/minus 0,5 GPH, was in der Summe doppelt so viel ist, weil sie ± ist. Der Fehlerbereich beträgt also 1 GPH.

Wenn die Pumpe auf 100 % Leistung eingestellt ist, ist die Berechnung einfach zu verstehen, da sie ± 1 % entspricht. Wenn die Pumpe jedoch auf 10 % Leistung eingestellt ist, beträgt die zulässige Abweichung immer noch 1 % der maximalen Leistung. Der Benutzer erwartet also 5 GPH, aber mit einem möglichen ± Fehler von 0,5 GPH. Die tatsächlich zulässige Abweichung beträgt laut Spezifikation nun ± 10 % des Sollwerts der Pumpe - ein Fehlerbereich, der 20 % der Pumpeneinstellung entspricht. Das ist nicht die Genauigkeit einer Dosierpumpe. Um Genauigkeit zu erreichen, muss der stationäre Zustand am Sollwert eingestellt werden.

Steady State at Set Point Accuracy
Verwendet die aktuelle Leistungseinstellung der Pumpe als Wert. Aus dem obigen Beispiel:
Bei einer Einstellung von 100 % Leistung ist 1 % = 0,5 GPH
Bei einer Einstellung von 10 % Leistung ist 1 % = 0,05 GPH

Die Genauigkeit im stationären Zustand ist die einzig sinnvolle Genauigkeit für eine Dosierpumpe. Sie wird bei der aktuellen Leistungseinstellung der Pumpe gemessen. Der Wert des Durchflusses ändert sich in Abhängigkeit von der Kapazitätseinstellung, da der Prozentsatz auf der Einstellung und nicht auf der maximalen Pumpenleistung basiert.

Schaubild 1

Diagramm 1 zeigt die Ober- und Untergrenze einer Dosierpumpe mit einer Genauigkeit von ± 1 % im eingeschwungenen Zustand. Der Spielraum für akzeptable Abweichungen ist sehr gering - und das bei einer echten volumengesteuerten Dosierpumpe gemäß der Definition von Hydraulic Institute, ANSI und API.

Wiederholgenauigkeit
Wiederholgenauigkeit hat 2 Bedeutungen:

• Genauigkeit der Pumpe bei kontinuierlichem Betrieb mit der gleichen Leistungseinstellung
• Genauigkeit der Pumpe bei einer bestimmten Einstellung, wenn die Kapazität geändert wird und dann zur ursprünglichen Einstellung zurückkehrt

Auch die Wiederholungsgenauigkeit wird oft missbraucht. Es ist nicht wirklich eine allgemeine Aussage über die Genauigkeit der Pumpe, die mit dem Turndown verbunden wäre. Die einzige Beziehung zum Turndown besteht darin, dass die Wiederholgenauigkeit nur innerhalb des Turndown-Bereichs gilt.

Der Zweck einer Dosierpumpe ist es, einen vorhersehbaren Förderstrom bei einer bestimmten Leistungseinstellung zu liefern, daher gilt Definition 2. Definition 1 hat nur eine geringe Bedeutung, da sie die Fähigkeit der Pumpe, über den gesamten Bereich hinweg vorhersagbar genau zu sein, nicht wirklich in Frage stellt. Aus diesem Grund wird die Definition 1 häufig auf Pumpen angewandt, die eigentlich keine Dosierpumpen sind. API und andere Normungsorganisationen definieren ± 3 % als Spezifikation für die Wiederholgenauigkeit und erwarten, dass die Pumpe gemäß Definition 2 geprüft wird.

Zusammenfassend sollte klar sein, dass man Turndown und Genauigkeit nicht voneinander trennen kann und dass die Genauigkeit im stationären Zustand die einzige Form der Genauigkeitsangabe ist, die in einer Dosierpumpenanwendung einen Wert hat. Sie ist messbar, überprüfbar und bringt einen Mehrwert für das Pumpsystem.

Eine echte volumengesteuerte Dosierpumpe erfüllt die strengen behördlichen Standards für Turndown und stationäre Genauigkeit.