自吸ポンプの科学と有用性

自吸ポンプは、流体力学において重要かつ多用途の機器であり、空気を送り込むことができないという標準的な遠心ポンプの根本的な制限を克服するように設計されています。ポンプが液体ソースの上に配置されているアプリケーションでは、 サクションリフト 従来の遠心ポンプは、動作に必要な真空を作り出すために手動で液体を事前に充填する、または「プライミング」する必要があります。自吸式ポンプは、独創的な設計機能によってこの面倒な要件を排除し、多くの産業分野や自治体分野で不可欠なツールとなっています。

1. 動作原理：自動プライミングの仕組み

の決定的な特徴は、 自吸ポンプ これは、吸引ラインとポンプ ケーシングから空気またはガスを自動的に排出し、大気圧によって液体を吸引パイプに押し上げてインペラに入れる機能です。このプロセスは通常、次の 2 つの異なるフェーズで発生します。

A. 呼び水モード（エア抜き）

1. 保持: ポンプ ケーシングは、ポンプがオフになっている場合でも、一定量の液体 (通常は前回の運転から) を保持するリザーバーまたは分離チャンバーを備えて設計されています。

2. 気液混合物: ポンプが始動すると、インペラが回転し始め、(吸引ラインからの)空気とリザーバからの保持液体の混合物がインペラの羽根に吸い込まれます。

3. 分離: インペラによって発生する遠心力により、この混合が加速されます。混合物がインペラを出て特殊な形状の排出ケーシング (ボリュート) に入る際、空気と液体の密度差により分離が引き起こされます。密度の高い液体はリザーバに押し込まれ、軽い空気/ガスは排出ポートから排出されます。

4. 再循環と真空: 空気を含まない液体はインペラの目に戻り、より多くの流入空気と混合し、連続ループを形成します。この再循環プロセスにより、吸引ラインからすべての空気が徐々に排出され、真空が形成されます。

5. リフトの開始: 吸引ラインから空気が完全に排出され、十分な真空が確立されると、大気圧によってプロセス液体が吸引ラインを上ってポンプに押し込まれます。

B. ポンピングモード（通常動作）

ポンプが液体で完全に呼び水されると、通常の動作段階に移行し、基本的に標準の遠心ポンプとして機能し、液体を効率的に移送します。保持された液体と分離チャンバーは所定の位置に残り、次の起動に備えます。

2. 主な設計の特徴と種類

基本原理は一貫していますが、自吸機能はさまざまなポンプ アーキテクチャに統合されています。

• 自吸式遠心ポンプ: これらは最も一般的なタイプです。これらは、大きな内部リザーバーと、気液分離を容易にする渦巻き/ディフューザー設計が特徴です。中程度の固体やスラリーの取り扱いに優れています。

• 容積式ポンプ (ダイヤフラム、ピストン、蠕動ポンプなど): 多くの容積式ポンプは、その狭い内部クリアランスと動作原理により本質的に自吸式であり、空気を扱う場合でも効果的にシールして真空を作り出すことができます。多くの場合、高粘度の液体や精密な投与に好まれます。

3. メリットとデメリット

自吸ポンプを選択するには、機能上の利点と特定の性能のトレードオフを比較検討する必要があります。