Verbeteren van de werking van doseerpompen

Deze week wil ik het graag over pompen hebben, met name over doseerpompen. Veel van onze klanten willen flowmeters met pompen combineren en in dat verband krijgen wij vaak dezelfde vragen voorgelegd.
 

Waarom hebben we een Coriolis-massflowmeter nodig als we al een doseerpomp gebruiken?

In de meeste gevallen die we tegenkomen, worden doseerpompen als nauwkeurig beschouwd omdat er op basis van de theorie vanuit wordt gegaan dat een bekende pompbeweging tot verplaatsing van een bekende hoeveelheid gedurende een bekende tijd leidt, met als resultaat een bekende afgegeven hoeveelheid. In de praktijk is die nauwkeurigheid echter nooit heel hoog en zijn afwijkingen van 10-15% gebruikelijk. Dergelijke onnauwkeurigheden ontstaan als gevolg van een groot aantal veranderende omstandigheden in het proces, zoals:

1. de temperatuur
2. mogelijke drukfluctuaties
3. de ‘insluiting’ van lucht
4. de slijtage van onderdelen.

Elk van deze factoren kan een onnauwkeurigheid in de verwachte volumeverplaatsing als gevolg van een pompbeweging veroorzaken. Een combinatie van deze factoren kan leiden tot behoorlijk grote meetfouten, wat een slechtere nauwkeurigheid en inconsistentie tot gevolg heeft.

Hoe kan die nauwkeurigheid verbeterd worden?

Optie 1) Zet een flowmeter tussen de pomp en het proces.
Door een flowmeter tussen de pomp en het proces toe te voegen, kan op basis van de informatie uit de flowmeter de snelheid van de pomp aangepast worden. Dit wordt doorgaans geregeld met een analoog 4...20 mA of soortgelijk uitgangssignaal van de flowmeter naar een afzonderlijke PID-regelaar die het signaal van het werkelijke debiet vergelijkt met het gewenste debiet. De elektronische regelaar kan vervolgens de snelheid van de pomp aanpassen om de gewenste dosering of het gewenste debiet te verkrijgen.

Met deze oplossing worden de problemen in de oorspronkelijke oplossing deels verholpen, maar er kunnen zich wel andere problemen voordoen:

• een traag debietsignaal als gevolg van het filteren van het signaal in de PID-regelaar;
• een trage reactie van de pomp als gevolg van extra besturingsrelais;
• een grotere complexiteit door extra onderdelen;
• het kan lang(er) duren voordat er een stabiel debiet is gerealiseerd;
• er moeten extra kosten worden gemaakt voor de meter en de PID-regelaar.

Optie 2) Directe meting van de mass flow met een flowmeter met geïntegreerde PID-regelaar.
Een andere mogelijke oplossing is het gebruik van een instrument om de mass flow direct te meten met een flowmeter met geïntegreerde PID-regelaar die een pomp kan aandrijven waarmee de gewenste dosering of het gewenste debiet wordt gerealiseerd.
Met deze oplossing hoeft de pomp niet in het aansturingssysteem geïntegreerd te worden. Wanneer een bepaalde waarde op de massflowmeter wordt ingesteld, wordt de pomp tot de gewenste dosering of het gewenste debiet aangedreven. Deze oplossing biedt een aantal voordelen, zoals:

• een rechtstreekse regeling van de doorstroming;
• mass flow dosering is druk- en temperatuursonafhankelijk, in tegenstelling tot de volumetrische dosering wanneer alleen een pomp wordt gebruikt;
• een nauwkeurige opbrengst met minder pompproblemen dan doorgaans gebruikelijk is;
• een alarmfunctie bij een laag debiet;
• preventief onderhoud op basis van prestaties van de pomp in de loop van de tijd;
• een consistente meting van het debiet op basis van feitelijke (en niet van veronderstelde) gegevens.