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工業用流体の取り扱いにおいて、液体をある点から別の点に移動させることは、プロセスに入る液体の量を制御することと同じではありません。従来の移送ポンプは、1 つの動作条件下で必要な量を供給できますが、吐出圧力、粘度、温度、または吸引条件の変化により、実際の流量が変化する可能性があります。化学薬品の投与、製剤、医薬品生産、食品加工、水処理の場合、この変動は製品組成、処理効率、プロセスの再現性に影響を与える可能性があります。
適切に指定された液体計量装置システムは、単に液体を輸送する能力ではなく、必要な流量を中心に設計されています。目的は、実際のプロセス条件下で定義された数量を繰り返し供給することです。それには、計量装置、接液材料、圧力定格、制御方法を液体とプロセスに適合させる必要があります。
液体計量装置は、制御された量の液体を指定された流量で測定、調整、または送出するように設計された装置です。用途に応じて、システムは容積式定量ポンプ、流量計、可変速ポンプ、制御バルブ、センサー、またはこれらのコンポーネントの組み合わせを使用する場合があります。
投与用途では、吐出量が吐出量と動作周波数に関係するため、容積式定量ポンプが一般的に選択されます。容量は、ストローク長、ポンプ速度、またはその両方によって調整できます。そのため、低流量の投与や供給速度の制御が必要な用途に適しています。
ただし、ポンプだけでシステム全体の精度が決まるわけではありません。圧力、粘度、温度、吸引条件、校正および制御戦略はすべて、供給される流量に影響を与える可能性があります。このため、液体の計量は、単純なポンプ選択の作業ではなく、システム設計の問題として扱われる必要があります。
最初のステップは、完全な動作範囲を定義することです。購入者は、最大容量のみを指定するのではなく、最小、通常、最大の流量を提供する必要があります。
たとえば、通常の生産では 10 L/h を必要とするが、場合によっては 50 L/h に増加するプロセスでは、約 45 ～ 50 L/h で連続的に稼働するプロセスとは要件が大きく異なります。選択したポンプが過度に大きすぎる場合、通常の動作点が制御可能範囲の下限近くに落ちて、流量の調整と再現性がより困難になる可能性があります。
したがって、ターンダウン比は重要な選択パラメータとなります。これは、指定された性能範囲内の最大流量と最小流量の間の使用可能な関係を説明します。たとえば、10:1 ターンダウンは、規定の性能条件下で定格容量の 100% から 10% までの制御可能な範囲を示します。
精度と再現性も個別に評価する必要があります。精度は、供給される流量が必要な設定値にどの程度一致するかを表し、再現性は、動作条件と設定が繰り返されたときに実質的に同じ結果を生み出す能力に関係します。これらの数値は、テスト条件と動作範囲が明確に定義されている場合にのみ意味を持ちます。
プレッシャーも重要な要素です。安定した吐出圧力で正しく動作する定量ポンプでも、下流圧力が大幅に変化すると動作が異なる場合があります。したがって、システム全体では、ポンプの定格圧力、配管抵抗、背圧条件、および圧力制御コンポーネントを考慮する必要があります。
液体の特性も同様に重要です。粘度が高くなると、特に機器がもともと低粘度の液体を中心に選択されていた場合、吸引動作、バルブ応答、体積効率が変化する可能性があります。温度によっても粘度や密度が変化する可能性があるため、加熱された樹脂や濃縮された化学薬品を扱うプロセスでは、周囲温度では同じ液体でも異なるサイジングが必要になる場合があります。
腐食性媒体の場合、接液部は実際の化学的適合性に応じて選択する必要があります。濃度、温度、曝露条件に応じて、材料にはステンレス鋼、エンジニアリングプラスチック、エラストマー、または特殊合金が含まれる場合があります。材料の決定は、単に化学名ではなく、完全な化学環境に基づいて行う必要があります。
すべてのアプリケーションに適した単一の計量原理はありません。
化学薬品の投与では、プロセスで比較的高圧に対して制御された低流量が必要な場合、ダイヤフラムまたはピストンベースの容積式定量ポンプが適しています。これらのシステムは、酸、アルカリ、処理薬品、および単純な液体移送よりも制御された投与量が重要であるその他のプロセス流体に広く使用されています。
製薬および製剤プロセスの場合、再現性、材料の適合性、洗浄性、および制御された流れをより重視して選択する場合があります。ポンプと流量測定の配置は、生産プロセスと衛生要件とともに考慮する必要があります。
食品および飲料の製造では、製品の粘度、温度、衛生要件、せん断感度が重要になる場合があります。公称流量表のみから選択されたデバイスは、低温で液体が著しく濃くなる場合、期待どおりに動作しない可能性があります。
水処理の場合、化学物質の供給量はプラントの負荷または測定された水質に応じて変化する場合があります。手動で調整されたポンプは単純な固定用量の用途には適切ですが、継続的な調整が必要なプロセスでは 4 ～ 20 mA 信号、パルス入力、VFD または PLC ベースの制御が使用される場合があります。
流量計は、プロセスで実際の供給の確認が必要な場合に特に役立ちます。ポンプ速度と流量が等しいと仮定する代わりに、システムは下流流量を測定し、その信号を補正に使用できます。閉ループ構成では、計量ポンプが制御された流量源を提供し、流量計がフィードバックを提供します。 PLC またはコントローラは、測定された偏差に応じてポンプの速度または容量を調整できます。工業用計量ガイダンスでも同様に、正確な流量制御はポンプ、測定方法、制御戦略の組み合わせに依存することが強調されています。
手動ストロークまたは速度調整は、比較的一定の生産速度のプロセスに適しています。これはシンプルであり、完全な制御アーキテクチャを必要としません。
プロセス条件が変化すると、電子制御がさらに役立ちます。 4 ～ 20 mA 信号により、計量デバイスは外部プロセス変数に従うことができます。パルス制御により、投与を別の機器または測定された流量信号と同期させることができます。 VFD はモーターの速度を調整でき、PLC はバルブ、センサー、アラーム、その他の生産機器とポンプの動作を調整できます。
正しい選択は、プロセスの応答時間と必要な制御範囲によって異なります。自動化が利用できるという理由だけで自動化を追加すべきではありません。定義された制御問題を解決する必要があります。
液体計量装置 装置の仕様は用途に応じて変化するため、価格は大幅に異なる場合があります。
計量原理は最初の要素の 1 つです。手動調整付きの基本ポンプは、定量ポンプ、流量計、圧力センサー、PLC、通信インターフェースを組み込んだ完全なスキッドとは異なるコスト構造を持っています。
流量と圧力の要件も機器の構成に影響します。圧力が高くなると、より強力な液体端コンポーネント、シール、および駆動装置が必要になる場合があります。流量が極度に低い場合は、より小さな排気量、または低容量でも性能を維持できる制御システムが必要になる場合があります。
材料も大きなコスト要因です。標準的な材料は水や互換性のある化学薬品に適している場合がありますが、腐食性、高温、または攻撃的な液体には特殊な接液材料やシールコンポーネントが必要な場合があります。
制御要件により、初期投資がさらに増加する可能性があります。手動調整、電子ストローク制御、VFD 操作、および PLC ベースの閉ループ制御は、さまざまなレベルのシステム統合を表します。追加のセンサーと通信インターフェイスは、ハードウェアとエンジニアリングのコストの両方を増加させる可能性があります。
カスタマイズも重要です。標準カタログユニットは通常、特定の流量範囲、圧力プロファイル、液体粘度、材料要件、自動化アーキテクチャに基づいて設計されたシステムとは異なる価格体系を持っています。
さらに重要なことは、購入価格をライフサイクルコストと切り離して評価すべきではないということです。サイジングが正しくないと、校正作業、ダイヤフラムまたはシールの交換、エネルギー消費、プロセス損失が増加する可能性があります。適切に選択されたシステムは、耐用年数全体にわたる動作中断やメンテナンスの必要性を軽減しながら、初期価格が高くなる可能性があります。
実際の比較は、実際のプロセス データから始める必要があります。
最小、通常、最大流量
必要な精度と再現性
動作圧力と最大圧力
液体の粘度と密度
最低温度と最高温度
化学組成と腐食性
必要な接液部材質
必要なターンダウン率
手動または自動制御
4 ～ 20 mA、パルス、VFD または PLC の要件
流量計のフィードバック要件
校正とメンテナンスの要件
この仕様は、必要な最大流量のポンプを単に引用するのではなく、実際のプロセスに基づいてデバイスを推奨するのに十分な情報をサプライヤーに提供します。
RUMI テクノロジーは、完全な化学プロセスの観点から液体計量にアプローチします。 2018年に初の自社開発の高精度計量システムと高効率混合装置を発売して以来、RUMIはプロのファインケミカル機器サービスプロバイダーとしての機能に注力してきました。
その経験は、塗料およびインクメーカー向けのカスタマイズされた注入要件、樹脂および新素材会社向けの混合システム、新エネルギーおよび複合材料用途向けのシステム ソリューションをカバーしています。 RUMI Technology は、流量容量を唯一の仕様として扱うのではなく、必要な注入精度、液体特性、機器構成、プロセス条件を中心としたソリューションを開発します。
ISO9001、CE認証を取得し、72時間の工場テスト、24時間のアフター対応などの品質保証体制を確立しています。同社は引き続き、統合された精密化学機器ソリューションを必要とする顧客向けの混合および注入技術の開発に幅広く焦点を当てています。
したがって、液体計量機器の価格を比較する購入者にとって重要な質問は、単にどの見積書の初期値が最も低いかということだけではありません。より有用な比較は、選択した液体計量装置が実際のプロセス条件下で必要な流量範囲、圧力能力、再現性、材料適合性を維持できるかどうか、また制御とメンテナンスの構成が装置の動作寿命全体にわたって実用的であり続けるかどうかです。
