Alipainepumpun valinta ammattikäyttöön – ilmamäärä, alipaine, käyttöjakso ja jäähdytys
Alipainepumpun valinnassa pelkkä pumpun ilmoitettu maksimialipaine tai ilmamäärä ei riitä. Ammattikäytössä pumpun pitää soveltua koko järjestelmään, käyttötapaan ja käsiteltävään materiaaliin.
Imuautoissa, teollisuuden imujärjestelmissä ja muissa raskaissa sovelluksissa pumpun suorituskykyyn vaikuttavat muun muassa tarvittava ilmamäärä, alipainetaso, käyttöjakson pituus, jäähdytys, putkiston painehäviöt sekä pumpun suojaus kosteudelta ja epäpuhtauksilta.
Tässä oppaassa käydään läpi alipainepumpun tärkeimmät valintaperusteet ja se, miten eri ominaisuudet vaikuttavat pumpun toimintaan todellisessa käyttökohteessa.
Sisällysluettelo
Kenelle tämä opas on tarkoitettu?
Tämä opas on suunnattu imuautojen, yhdistelmäautojen, teollisuuden imujärjestelmien ja muiden alipainekäyttöisten järjestelmien suunnitteluun, hankintaan ja käyttöön osallistuville ammattilaisille.
Opas auttaa hahmottamaan, mitä alipainepumpun valinnassa kannattaa huomioida, kun tavoitteena on toimiva, käyttövarma ja käyttökohteeseen sopiva kokonaisuus.
Mitä alipainepumpun valinnassa oikeasti mitoitetaan?
Alipainepumpun mitoituksessa ei valita vain yksittäistä pumppua, vaan käytännössä mitoitetaan koko imujärjestelmän suorituskykyä. Pumpun pitää muodostaa riittävä alipaine ja ilmavirta siinä käyttötilanteessa, jossa laitteistoa todella käytetään.
Tarvittava suorituskyky riippuu esimerkiksi imumatkasta, letkun tai putkiston halkaisijasta, korkeuserosta, käsiteltävän materiaalin ominaisuuksista sekä siitä, kuinka nopeasti säiliö halutaan täyttää. Pitkä tai halkaisijaltaan pieni imuputkisto kasvattaa painehäviöitä ja voi rajoittaa järjestelmän kapasiteettia, vaikka itse pumpun nimellisarvot näyttäisivät riittäviltä.
Siksi pumpun datasheetin suurinta ilmamäärää ja maksimialipainetta ei pitäisi tarkastella irrallisina lukuina. Ammattikäytössä olennaista on, millaisen ilmamäärän ja alipainetason pumppu pystyy ylläpitämään halutussa käyttötilanteessa ja kuinka hyvin se kestää kyseisen käyttöjakson.
Ilmamäärä – mitä m³/h kertoo käytännössä?
Ilmamäärä kertoo, kuinka suuren ilmavirran alipainepumppu pystyy siirtämään tietyssä käyttötilanteessa. Datasheeteissä arvo ilmoitetaan tyypillisesti kuutiometreinä tunnissa (m³/h), mutta pelkkää suurinta ilmoitettua arvoa ei kannata käyttää pumpun valintaperusteena.
Pumpun todellinen ilmamäärä riippuu muun muassa kierrosluvusta ja järjestelmässä vallitsevasta alipaineesta. Pumpun suorituskykyä pitää siksi tarkastella juuri sillä alipainetasolla, jolla järjestelmän on tarkoitus toimia. Kaksi pumppua, joiden ilmoitettu maksimivirtaus on lähes sama, voivat käyttäytyä hyvin eri tavalla alipaineen kasvaessa.
Suuri ilmamäärä on erityisen tärkeä silloin, kun järjestelmässä pitää ylläpitää voimakasta ilmavirtaa pitkän imuputkiston läpi tai siirtää ilman mukana kuivaa, kevyttä tai irtonaista materiaalia. Nestemäisten aineiden imussa myös saavutettavalla alipainetasolla ja imukorkeudella on suuri merkitys, joten ilmamäärää ei tule tarkastella erillään alipaineesta.
Esimerkki: mitä RV 520:n 882 m³/h tarkoittaa käytännössä?
Jurop RV 520:n vapaan ilman tuotto on valmistajan mukaan 882 m³/h eli 14 700 l/min. Tätä lukua ei kuitenkaan saavuteta kaikissa käyttötilanteissa, sillä pumpun ilmamäärä muuttuu alipaineen kasvaessa.
Valmistajan suorituskykytietojen perusteella RV 520:n tuotto on:
| Käyttötilanne | RV 520 tuotto | Osuus vapaan ilman tuotosta |
|---|---|---|
| Vapaa ilma | 882 m³/h | 100 % |
| 60 % alipaine | 775 m³/h | 88 % |
| 80 % alipaine | 480 m³/h | 54 % |
Esimerkiksi 80 % alipaineella pumpun ilmamäärä on enää noin 54 % vapaan ilman 882 m³/h arvosta. Toisin sanoen pumpun suurimman ilmoitetun ilmamäärän käyttäminen sellaisenaan järjestelmän mitoituksessa voi antaa hyvin erilaisen kuvan todellisesta käyttötilanteesta.
RV 520:n jatkuvan käytön suurin sallittu alipainetaso on valmistajan mukaan 80 %, joten 90 % arvo havainnollistaa tässä suorituskykykäyrän käyttäytymistä eikä jatkuvan käytön mitoituspistettä.
Alipaine – maksimiarvo ei ole sama asia kuin jatkuva käyttö
Alipainepumpun datasheetissä ilmoitettu maksimialipaine kertoo pumpun teknisestä rajasta, mutta sitä ei pidä tulkita jatkuvan käytön suositusarvoksi. Jatkuva käyttö lähellä maksimialipainetta kasvattaa pumpun lämpökuormaa ja voi lyhentää käyttöikää.
Ammattikäytössä olennaisempi arvo on jatkuvalle käytölle sallittu alipainetaso. Esimerkiksi Jurop RV 360- ja RV 520 -pumpuille maksimialipaine on 95 %, mutta jatkuvan käytön enimmäisalipaine 80 %.
Mitoituksessa on siksi tärkeää arvioida, millä alipainetasolla järjestelmä toimii suurimman osan ajasta ja kuinka pitkiä käyttöjaksoja pumpulle tulee. Maksimiarvo kertoo hetkellisestä suorituskyvystä, kun taas jatkuvan käytön raja kertoo enemmän pumpun soveltuvuudesta todelliseen työsykliin.
Käyttöjakso ja jäähdytys – miksi ne ratkaisevat pumpun kestävyyden?
Alipainepumpun kuormitus ei määräydy vain alipainetason perusteella. Myös käyttöjakson pituus vaikuttaa merkittävästi pumpun lämpökuormaan, öljyn lämpötilaan ja huollon tarpeeseen.
Lyhyissä ja jaksottaisissa imutöissä pumppu ehtii jäähtyä käyttöjaksojen välillä. Pitkäkestoisessa tai lähes jatkuvassa käytössä lämpökuorma kasvaa, jolloin pumpun jäähdytyksen, voitelun ja ilmanvaihdon merkitys korostuu.
Ammattikäytössä pumpun valinnassa pitää siksi arvioida todellinen työsykli: kuinka pitkään pumppu käy yhtäjaksoisesti, millä alipainetasolla se toimii ja kuinka paljon lepoaikaa käyttöjaksojen väliin jää. Sama pumppu voi soveltua hyvin jaksottaiseen käyttöön, mutta olla jatkuvassa käytössä liian kuormitettu ilman riittävää jäähdytystä.
Jäähdytysratkaisut ja asennusympäristö
Alipainepumpun jäähdytysratkaisu pitää sovittaa käyttöjaksoon ja asennusympäristöön. Mitä pidempi käyttöjakso ja mitä suurempi kuormitus, sitä tärkeämpää on, että pumpun ympärillä on riittävä ilmanvaihto ja lämpö pääsee poistumaan tehokkaasti.
Ajoneuvoasennuksissa pumpun sijoitus vaikuttaa suoraan jäähdytykseen. Tiivis kotelointi, kuumat moottoritilat tai heikko ilmankierto voivat nostaa pumpun käyttölämpötilaa merkittävästi, vaikka itse pumppu olisi muuten oikein mitoitettu.
Myös ulkolämpötila, lika, pöly ja kosteus vaikuttavat jäähdytykseen ja komponenttien kestävyyteen. Siksi ammattikäytössä jäähdytysratkaisua ei pitäisi tarkastella irrallaan pumpun sijoituksesta, huollettavuudesta ja käyttöympäristöstä.
Suojaus kosteudelta ja epäpuhtauksilta
Alipainepumppu toimii osana järjestelmää, jossa ilman mukana voi kulkeutua kosteutta, pölyä, lietettä tai muuta epäpuhtautta. Pumpun käyttövarmuuden kannalta olennaista on estää näiden pääsy itse pumppuun.
Ammattikäytössä suojaus toteutetaan tyypillisesti esimerkiksi erotussäiliöillä, suodattimilla ja asianmukaisella putkistolla. Suojauksen merkitys korostuu erityisesti kohteissa, joissa käsiteltävä materiaali on kosteaa, likaista tai sisältää runsaasti kiintoainetta.
Puutteellinen suojaus voi lisätä kulumista, heikentää voitelua, kasvattaa huollon tarvetta ja pahimmillaan aiheuttaa pumpulle vaurioita. Siksi pumpun valinnassa pitää tarkastella myös sitä, millainen esierotus ja suojaus koko järjestelmässä on käytössä.
Imuputkisto ja letkukoko vaikuttavat enemmän kuin usein ajatellaan
Alipainepumpun suorituskyky voidaan menettää osittain jo ennen kuin ilma tai materiaali saavuttaa pumpun, jos imuputkisto on liian pitkä, liian pieni tai siinä on paljon mutkia ja kuristuksia. Putkiston painehäviöt kasvavat ilmavirran, pituuden ja virtausnopeuden kasvaessa.
Käytännössä tämä tarkoittaa, että suuri pumppu ei automaattisesti takaa suurta imutehoa työpisteessä. Jos letku tai putkisto rajoittaa virtausta, pumpun kapasiteetista osa kuluu painehäviöiden voittamiseen eikä varsinaiseen materiaalin siirtämiseen.
Ammattikäytössä pumpun mitoitus kannattaa siksi tehdä yhdessä imuputkiston kanssa. Letkun halkaisija, pituus, liitokset, korkeuserot ja käsiteltävän materiaalin ominaisuudet vaikuttavat siihen, kuinka suuri ilmamäärä ja alipaine järjestelmään todellisuudessa tarvitaan.
Tyypilliset virheet alipainepumpun valinnassa
Alipainepumpun valinnassa yleinen virhe on tarkastella vain pumpun maksimialipainetta tai vapaan ilman suurinta virtausta. Nämä arvot eivät yksin kerro, miten pumppu toimii todellisessa käyttötilanteessa.
Toinen yleinen virhe on alimitoittaa imuputkisto suhteessa pumpun kapasiteettiin. Tällöin putkiston painehäviöt rajoittavat virtausta ja osa pumpun suorituskyvystä jää hyödyntämättä.
Myös käyttöjakson pituus voi jäädä liian vähälle huomiolle. Pumppu, joka toimii hyvin lyhyissä ja jaksottaisissa imutöissä, ei välttämättä sovellu jatkuvaan käyttöön ilman riittävää jäähdytystä ja oikeaa voiteluratkaisua.
Lisäksi puutteellinen suojaus kosteudelta ja epäpuhtauksilta voi lyhentää pumpun käyttöikää merkittävästi. Pumpun ympärille rakennettu järjestelmä on siksi yhtä tärkeä kuin itse pumppu.
Mitä kannattaa tarkistaa ennen alipainepumpun valintaa?
| Tarkistettava asia | Miksi se vaikuttaa valintaan | Mitä pitää tietää |
|---|---|---|
| Tarvittava ilmamäärä | Määrittää järjestelmän kapasiteettia ja materiaalin siirtoa | Tarvittava m³/h todellisessa käyttötilanteessa |
| Alipainetaso | Vaikuttaa imukykyyn ja pumpun kuormitukseen | Normaali käyttöalipaine ja hetkellinen maksimi |
| Käyttöjakso | Pitkä käyttö kasvattaa lämpökuormaa | Jatkuva vai jaksottainen käyttö |
| Imuputkisto | Painehäviöt voivat rajoittaa pumpun suorituskykyä | Letkun halkaisija, pituus, mutkat ja korkeuserot |
| Käsiteltävä materiaali | Neste, liete ja kuiva materiaali asettavat järjestelmälle erilaisia vaatimuksia | Materiaalin tyyppi, kosteus ja kiintoainepitoisuus |
| Jäähdytys ja asennus | Vaikuttavat käyttölämpötilaan ja käyttöikään | Asennustila, ilmanvaihto ja ympäristön lämpötila |
| Pumpun suojaus | Kosteus ja epäpuhtaudet voivat lisätä kulumista tai vaurioittaa pumppua | Erotussäiliö, suodatus ja muut suojaukset |
Käytännön esimerkki mitoituksesta
Jos alipainepumppua valitaan esimerkiksi imuautoon, jossa käytetään pitkää imuletkua ja käsitellään kosteaa lietettä, pelkkä vapaan ilman suuri virtaus ei yksin ratkaise pumpun sopivuutta. Tällaisessa kohteessa pitää huomioida myös käyttöalipaine, käyttöjakson pituus, jäähdytys sekä se, miten hyvin järjestelmä suojaa pumppua kosteudelta ja epäpuhtauksilta.
Vastaavasti kevyempään ja jaksottaiseen käyttöön voidaan valita ratkaisu, jossa painopiste on kompaktissa rakenteessa, riittävässä ilmamäärässä ja hyvissä huolto-ominaisuuksissa, vaikka järjestelmä ei toimisi jatkuvasti lähellä suurinta mahdollista kuormitusta.
Yhteenveto
Alipainepumpun valinnassa kannattaa tarkistaa vähintään seuraavat asiat:
- tarvittava ilmamäärä todellisessa käyttötilanteessa
- käyttöalipaine ja hetkellinen maksimi
- käyttöjakson pituus
- jäähdytys ja asennusympäristö
- imuputkiston mitoitus
- käsiteltävän materiaalin ominaisuudet
- pumpun suojaus kosteudelta ja epäpuhtauksilta
Pyydä apua alipainepumpun valintaan
Jos käyttökohde, käyttöjakso tai järjestelmän mitoitus herättää kysymyksiä, autamme sopivan alipainepumpun valinnassa.