拓展外嚙合齒輪泵操作的窗口

介紹

許多化學品生產商在他們的產品組合中，采取一不做二不休的方式。換句話說，沒有公司會決定僅生產次氯酸鈉或只生產硫酸。作為一個為相當一部分不同市場或行業提供化學品的全球供應商，在建立了大量的協同效應和聲譽的同時，通過提供產品組合，公司可以擁有更廣泛的受眾人群，從而滿足市場更廣泛的需求。

然而，這種想法必須切實可行。也就是說，一個公司生產越多的化學品，產品變得越復雜，通常需要越多的生產線。投資新生產線是非常密集的資本支出，并且，當用完現有的生產設施空間，化學品生產商接下來要做一個選擇：淘汰一些舊的產品，或開發新設施。

大約4年前，美國的一個化學品生產商，在打算擴展產品組合時，發現了公司所面臨的窘境。

位于瑞士上格拉特的馬格泵系統股份公司（Maag Pump Systems AG），是一家為化學生產開發齒輪泵技術的公司，該公司的一名資深工程專家，雷內?特里伯解釋說：“他們當然明白，專用的小生產線需要更多的關注。所以，如果你有五條生產線，用于五種產品，你就需要五臺齒輪泵，并對它們進行維護。”

挑戰

具體而言，該公司想著手生產一種新的混合物，而現有生產線制造出的化合物粘度要比先前使用的低50-100倍。在這種情況下，讓生產線開工生產此產品，就類似于先用噴嘴噴蜂蜜一分鐘再用它來噴水。

于是，該公司只剩下兩個選擇：建立一條新生產線，專用于新配方；或者為現有生產線添加另外一個泵，配備必要的分離器和閥門，這樣能使其處理額外的配方。盡管每個選擇都伴隨著潛在的操作隱患。

特里伯說：“為每個新產品添加一條生產線，并保證這些線路運轉，比制造一條能在組件中轉換的線路要貴的多。但是，另一方面，如果你為現有生產線添加組件，它們就必須能處理它們遇到的所有范圍的產品。

馬格泵系統的第六代（Gen 6）齒輪泵

化學品生產商建議為現有生產線添加一條旁通線和第二個泵，在輸送低粘度材質時，原始泵處于閑置模式。然而，最終的情況是一臺齒輪泵在無需添加額外泵、閥門或分離器、也不需要建立一條全新生產線的情況下就具有處理整個粘度范圍的能力。

解決方案

來自馬格泵系統的第六代（Gen 6）齒輪泵，能處理專業化生產線與添加了額外硬件而被修改的線路之間的沖突,從而使它們能處理各種配方。在齒輪泵的運行中，第六代泵開辟了革命性的新天地。因為馬格重新思考和設計了泵的每一個組件——從齒輪和軸到軸承和密封件——在這個過程中調整所有組件如何相互作用。結果是，一個最先進的技術改變了一切以往與齒輪操作相關的規則:

?同樣的泵殼尺寸，產出的流量提高了50%。

?較高的容積效率，減少了50%以上的回流。

?壓力波動減小了十倍。

?比傳統的齒輪泵的設計占有更小的空間，但是，也可以被設計為先前馬格標準泵型號的完美替換。

?更重要的是，由于拓寬了泵的操作窗口，無需專門的生產線，只一個泵就可以輸送粘度范圍廣泛變化的不同液體。

特里伯說：“基礎創新是改變泵的核心，沒有任何人在做這件事”；“通過做這件事，我們可以改變齒輪泵操作方面的類同，開創一種全新的思考范圍。我們正在制作一個更小的泵，但是允許更高的流量；我們已經打破了齒輪泵操作的定律?！?br/>
最顯著的設計變化是，更改了嚙合齒輪之間液體流通的間隙。在輸送時，高粘度液體產生了許多摩擦，所以，為了提供所需的流量速，必須優化流通路徑。也就是說，由于第六代泵較高的內在效率，間隙要做的更寬，但是仍要充分密封低粘度的液體。另一方面，越寬的間隙能為較粘稠的液體創造更多的空間使其流通，而且不會產生太大的摩擦力，從而保持熔融溫度有限的上升。

特里伯表示：“通常，因為容積一致的窗口是關緊的，所以一臺齒輪泵能輸送的液體很受限制?！?；“使用第六代泵后，容積一致的窗口打開顯著，可以輸送更多的低粘度介質，不限制輸送較高粘度介質的能力?！?br/>
總的來說，第六代泵輸送給用戶帶來了以下好處：

?極大的提升了容積效率，從而可以在運轉時降低泵轉速、剪切率和溫度，由此提高生產效率、產品質量，并延長了泵的使用壽命，電能消耗相應的減少了10%甚至更多——某些情況下，甚至可達50%。

?由于抗壓能力的提升，允許使用更細的過濾網，進一步貼近了生產線，使得產品質量得到了全面提高。更少的脈動也將保證完成品的品質均衡。

?擴展了多種多樣產品的生產范圍，因為一臺泵可以處理許多帶有粘度的產品配方，粘度數量級變化可多達5個。

?匹配老一代泵接口的可供選擇的泵殼體設計。生產商可以用最小的安裝成本獲得產品性能的提高。

第六代（Gen 6）齒輪泵提高了容積效率，減少了50%以上的回流。

特里伯還說：“第六代泵在生產廣泛的產品過程中，運轉表現良好，但同時該技術還可以用在低粘度單體和預聚合物的間歇法工藝中，并且循環整個混合物，直到完全起反應，然后當液體變得更粘稠時，即可使用相同的齒輪泵出料和推動其通過線路?！?；“這樣做可適應產品的多種變化，并為間歇式反應器提供更寬的操作范圍，間歇式反應器可以為不同的應用打開窗口，這種情況下可以使用泵。這就是第六代泵的特別之處。在它之前，我們有不同的標準化間隙，但是所有泵的運轉方式相同。關于模擬齒輪泵的性能，我們創造了一個新的方程式，這為我們提供了全新的機遇。”

結論

所以，總部位于美國的化學品生產商，為了處理新配方，在安裝新生產線和改造現有生產線之間的艱難抉擇中爭論不休。

特里伯回憶說：“我們跟他們講，‘伙計們，我們有一種新產品，無需任何分離器和額外的閥門，就可以處理整個范圍，’”；“我們建立的第六代泵代替了它們的現有泵——具有相同的泵尺寸，與他們老的、現有的泵一樣的連接法蘭。在一天結束時，替代泵可以做的比原始泵更好，可以處理所有壓力需求的新產品，無需額外的閥門和旁通線，顯著降低了所需的成本支出。第六代泵工作時，沒有遇到任何產品處理的限制?！?/p>