플라스틱 펠릿 제조를 위한 고점도 유동체 펌핑
고무 및 플라스틱 산업을 위한 압출 시스템의 선두주자이자 제조업체인 NFM / Welding Engineers Inc.는 중국에 위치한 최종 사용자가 고점도 폴리머 제품을 펌핑하고 계량할 수 있는 솔루션을 개발해 달라고 Milton Roy에 요청했습니다. Milton Roy는 사용자의 응용 분야에 완벽하게 맞도록 Megaroyal® 펌프를 사용자 지정하여 대응했습니다.
미국 오하이오에 본사를 둔 NFM 용접 엔지니어는 플라스틱 펠릿 생산 산업에서 활동하는 조직에 완벽한 턴키 압출 시스템을 제공할 수 있습니다. 이 엔지니어링 회사는 중국 고객 중 한 곳의 요청을 이행하기 위해 특히 점성이 강한 폴리머 혼합 용액을 펌핑할 수 있는 펌프를 고객의 공정에 통합하기 위해 Milton Roy의 전문 지식을 활용했습니다. Milton Roy의 글로벌 제품 매니저인 Liem Chau는 다음과 같이 설명합니다: "우리는 고온에서 10,000 센티푸아즈 이상의 극도로 점성이 높은 제품을 주입할 수 있는 충분한 출력을 갖춘 솔루션을 찾아야 했습니다." 제조업체는 아시아 플라스틱 펠릿 시장의 급증하는 수요에 발맞춰 높은 생산 속도를 유지해야 하며, 이는 곧 높은 유량을 제공하는 효율적인 펌프가 필요하다는 것을 의미합니다.
MEGAROYAL 펌프 4대 납품
이 고객의 공정에는 가압 탱크에서 공급되고 194°F(90°C)까지 가열된 폴리머 용액이 포함되었습니다. 예열 시스템을 통해 제품을 버퍼 탱크에 주입한 다음 압출 기계로 주입하려면 펌프가 필요합니다. 그런 다음 제품은 수냉 냉각되고 회전하는 면도날로 펠릿으로 절단됩니다. 이 특정 응용 분야를 위해 Milton Roy는 API 675 표준을 준수하기 때문에 석유 및 가스 및 화학 산업에서 자주 사용되는 Megaroyal 삼중 모노블록 펌프를 제안했습니다. "2019년에 Milton Roy는 이 생산 현장에 Megaroyal 펌프 4대를 공급했습니다,"라고 Liem Chau는 조언합니다. "이 펌프는 이러한 미션 크리티컬 공정에서 지속적으로 작동해야 하며, 조금만 생산이 중단되어도 큰 타격을 입을 수 있습니다. 이 절연 펌프는 2245GPH(8.5m3/h)의 높은 유량을 제공하면서 토출 압력의 변화를 견뎌내어 고객의 요구 사항을 충족합니다."
기술 스포트라이트
Megaroyal 펌프에 내장된 이중 다이아프램 PTFE 계량 기술은 20년 이상 Primeroyal® 펌프 시리즈에 사용된 것과 동일한 기술로, Milton Roy는 정량 프로세스에 대한 진정한 전문 지식과 인사이트를 얻게 되었습니다. Megaroyal 펌프는 최대 220GPM(50m3/h)의 유량과 최대 3655psi(252bar)의 토출 압력을 견딜 수 있습니다. 최종 사용자는 수요에 맞춰 생산을 조정하고자 하기 때문에 생산 시간을 1:5 비율로 단축할 수 있는 가변 속도 모터를 사용하여 뛰어난 유연성을 달성하고자 합니다. Megaroyal 펌프는 세 가지 접액부 크기로 제공됩니다.
설치 안전의 기준을 높입니다
Megaroyal 펌프에는 유압 오일을 자동으로 제어하여 일관되고 정확한 유량을 보장하는 내부 리필 밸브가 장착되어 있습니다. 이 시스템은 또한 흡입 밸브가 막힌 경우에도 안정적인 성능을 보장합니다. "저희 펌프에는 펌프를 보호하기 위해 내부 감압 밸브가 통합되어 있으며 다이아프램 파열을 방지하는 유압식 파일럿 밸브가 장착되어 있습니다,"라고 Liem Chau는 설명합니다. 또한 이중 다이아프램 누출 감지 시스템도 사용합니다. 드물게 다이아프램이 누출되는 경우 압력 센서가 압력 상승을 감지하여 제어실에 경고 신호를 보냅니다. 다이아프램이 손상된 경우에도 펌프는 생산 배치가 끝날 때까지 계속 작동합니다." Megaroyal 펌프의 이중 다이아프램은 외부 누출 가능성을 방지하기 위해 밀폐된 상태로 유지됩니다. 그렇기 때문에 이 모델은 독성, 위험 및 방사성 제품에 완벽하게 적합합니다.
마찰 손실 최소화
펌핑이 필요한 유동체는 최종 사용자에게 특히 중요합니다. 특정 온도를 유지해야 하는 고점도 유동체는 공정에 또 다른 복잡성을 더합니다. 액체가 냉각되면 점도가 높아져 펌프가 정확한 유량을 공급하지 못하고 체크 밸브에 병목 현상이 발생할 위험이 있습니다. 이 제품은 점성이 매우 높기 때문에 마찰 손실을 줄이고 캐비테이션 없는 펌핑을 보장하기 위해 면적의 단면과 체크 밸브 크기를 늘렸습니다. Milton Roy의 R&D 매니저인 Gaëtan Spude는 다음과 같이 설명합니다: "213psi(14.7bar)의 높은 증기압과 246.5psi(17bar)의 최소 흡입 압력으로 NPSHa와 NPSHr 사이의 간격, 즉 시스템에서 사용 가능한 흡입 압력과 펌프에 필요한 흡입 압력 사이의 간격이 상당히 낮습니다. 점도가 높으면 마찰 손실이 급격히 발생하므로 단면을 늘려야 합니다." 반면에 유동체의 압축성을 고려하는 것도 중요합니다. 정량 펌프의 단면적과 유동체의 부피가 너무 크면 유량이 빠르게 감소합니다. Gaëtan Spude는 계속 설명합니다: "유동체가 10% 압축되면 압력 손실은 10%보다 훨씬 더 커집니다." 양압/음압 효과를 받는 부피는 펌프의 용량보다 훨씬 커서 승수 역할을 합니다. 따라서 유량 감소를 방지하기 위해 단면적이 너무 크지 않도록 하는 것과 펌프의 캐비테이션을 방지하기 위해 단면적이 충분히 큰 것 사이에서 적절한 절충점을 찾아야 했습니다. 이 목표를 달성하기 위해 CFD(전산 유체 역학) 계산을 수행했습니다." 이와 동시에 Megaroyal 펌프는 세 개 플런저 사이의 위상 이동으로 인한 배관 내 마찰 손실을 제한했습니다. Milton Roy는 압축성과 점도를 조화시켜야 하는 과제에 직면해 있었습니다.
솔루션에 만족한 NFM
Milton Roy의 채널 파트너 중 하나인 IPEC(Industrial Pump & Equipment Corp.)와 미국의 영업 엔지니어들은 NFM 용접 엔지니어들과 협력하여 표준 Megaroyal 모델을 기반으로 펌프를 개조했습니다. 최종 사용자는 이 솔루션에 만족해 하였습니다. NFM 용접 엔지니어는 현재 동일한 Megaroyal 펌프 모델을 사용하여 새로운 생산 라인에서 작업하고 있습니다. "네 대의 펌프가 잘 작동했습니다. 첫 번째 설치를 통해 현장에서 계산의 정확성을 확인할 수 있었습니다,"라고 Gaëtan Spude는 말합니다. "현장 결과는 우리가 필요한 유량을 충족했음을 보여주었습니다. 우리는 분당 117회의 속도를 가진 펌프를 제안했고 분당 94회로 목표 유량을 달성할 것으로 예상했는데, 실제로 그렇게 되었습니다."
LE JOURNAL DES FLUIDES | 2021년 3월