고성능 다이아프램
계량 펌프 원리 - 파트 lV
파트 3(금속 다이아프램 접액부)에서 계속
HPD 작동은 유압식으로 작동하고 동일한 모양과 다이아프램을 사용한다는 점에서 디스크 다이아프램과 유사합니다. 공정 유동체가 접액부를 통과하는 "직선" 경로를 가지고 있다는 점에서 튜브형 다이아프램과 유사합니다. 낮은 NPSH 요구 사항은 폐쇄식 플런저 접액부의 요구 사항과 유사합니다. 그러나 HPD의 주요 장점은 기존 설계와 구분되는 고유한 설계 기능입니다.
MARS의 장점
유압식으로 작동하는 다이아프램 접액부 설계는 정상 작동 중에 피스톤을 지나거나 에어 블리드 밸브를 통해 누출되는 유압유를 보완하기 위해 리필 시스템이 필요합니다.
또한 시스템에 과도한 압력이 발생하면 내부 감압 밸브를 통해 유압 유동체가 챔버 밖으로 배출되므로 이 역시 보충해야 합니다. HPD는 기존 리필 시스템에 비해 여러 가지 장점을 제공하는 기계식 리필 시스템(MARS)을 갖추고 있습니다. MARS의 장점을 이해하려면 먼저 기존 리필 시스템을 살펴봐야 합니다.
기존 설계
기존 설계는 다이아프램이 유압 윤곽판 너머로 움직이지 못해 진공이 발생하면 챔버를 다시 채우는 시스템을 사용했습니다.
윤곽판은 다이아프램을 지지하고 이동을 제한하는 오목한(실제로는 오목-볼록한) 디스크입니다. 이 판에는 유동체가 다이아프램과 접촉할 수 있도록 일련의 구멍이 뚫려 있습니다. 이러한 구멍의 패턴과 크기는 작동 압력에서 발생하는 다이아프램의 힘을 견디는데 필요한 윤곽판 강도를 유지하기 위해 세심한 엔지니어링이 필요합니다.
유압 윤곽판은 유압 유동체가 윤곽판 구멍을 쉽게 통과하기 때문에 펌프 작동에 문제를 일으키지 않습니다. 그러나 기존 디스크 다이아프램 접액부에 필요한 공정 윤곽판은 공정 유동체도 윤곽판 구멍을 통과해야 하기 때문에 펌프가 처리할 수 있는 공정 유동체(예: 슬러리)의 종류에 제한이 있습니다. 또한 공정 윤곽판은 압력 손실을 발생시켜 접액부의 NPSH 요구 사항을 높입니다.
MARS 시스템 MARS 시스템은 다이아프램이 유압 윤곽판까지 이동한 경우에만 유압 유동체를 리필할 수 있도록 하여 공정 윤곽판의 필요성을 제거합니다. 다이아프램이 MARS 밸브를 누르면 유압유가 부족할 때만 포핏 밸브가 진공 상태에서 열립니다.
따라서 유압식 오버필이 불가능합니다. 공정 윤곽판이 없어진 HPD는 공정 액체의 직선 통과 경로로 인해 슬러리 및 점성 물질에 완벽한 선택이 됩니다. 또한 공정 윤곽판을 통한 압력 손실이 제거되므로 펌프의 NPSH 요구 사항도 낮아집니다.
MARS 시스템은 또한 HPD 시동을 간소화합니다. 다른 유압식 접액부와 달리 리필 밸브는 조정할 필요가 없습니다. 또한 HPD 유압 유동체를 과도하게 채울 수 없기 때문에 유압 유동체 밸런스를 동기화하기 위한 섬세한 절차(튜브형 및 기타 이중 다이아프램 접액부에 필요한 어려운 작업)를 수행할 필요가 없습니다. HPD를 사용하면 저장통을 채우고 전원을 켜기만 하면 됩니다.
고급 접액부 기술
HPD 사전 성형 복합 다이아프램
HPD는 사전 성형된 PTFE/엘라스토머 복합 디스크 다이아프램이 특징입니다. 공정 측면에서는 PTFE의 내화학성을 활용합니다. 유압 측면에서는 엘라스토머가 유리한 탄성 및 기계적 요소를 제공합니다.
복합 다이아프램은 순수 PTFE 다이아프램의 고유한 문제를 제거합니다. PTFE는 두 개의 금속 부품(예: 공정 측에서 유압 측을 밀봉하는 데 필요한 부품) 사이에서 압축될 때 차가운 흐름이 발생하는 경향이 있습니다.
MARS 시스템 작동
그림 1 다이아프램(A)과 피스톤(C)이 완전히 전진합니다. 전진 위치의 마스 밸브(B)는 포핏 밸브(D)를 닫아 리필 라인 유압 오일이 챔버로 유입되는 것을 방지합니다.
그림 3 다이아프램(A)과 피스톤(C)이 뒤쪽으로 완전히 들어가면 마스 밸브(B)가 다시 한 번 후방 위치로 강제 이동하여 필요한 경우 포핏(D)이 열립니다. 오일 양이 부족하면 진공이 발생하고 포핏이 열리면서 리필 라인에서 유압유가 챔버로 들어올 수 있습니다.