• Добавить к себе:

Технический доклад по насосам объемного типа

Предисловие

Существует огромное множество машин, сконструированных человеком для перемещения текущих сред. В течение нескольких тысяч лет изобретательные умы разработали насосы, которые работают в широком диапазоне механических и гидродинамических принципов. В более поздние времена промышленность приняла на вооружение центробежный насос в качестве первого выбора для выполнения общих функций перекачки жидкостей. Однако, когда перекачка становится проблемной, наступает время обратиться к семейству объемных насосов роторного типа. Это насосы, которые справляются с самыми сложными проблемами перекачки, и этот динамичный сектор настроен на значительный рост и изменения в грядущие годы.

В этом докладе Вы найдете описания принципов работы и основные применения для каждого типа насосов. Описаны технические и маркетинговые разработки в каждом секторе насосов, и представлен полный список основных промышленных производителей для каждого типа насосов с контактной информацией. В алфавитном указателе перечислены все компании и наименования торговых марок, упомянутые в докладе, что позволит Вам составить полную картину этого разнообразного, интересного и многообещающего рыночного сектора.

Введение

Объемный насос роторного типа можно представить в виде супергероя в мире жидкостных насосов, призванного разрешать сложнейшие проблемы перекачки, с которыми не могут справиться традиционные насосы. Эти универсальные насосы могут перекачивать жидкости с высокой и низкой вязкостью, жидкости, содержащие твердые частицы и газы, и такие несхожие продукты, как бетон и земляничный йогурт; они могут создавать высокие давления, самозаполняться, выполнять измерения жидкостей с высокой точностью и отвечать высочайшим стандартам гигиены. Они находят применение даже в важном медицинском оборудовании, таком как аппараты для диализа, сердечные байпасные насосы или устройства для внутривенной инфузии. Насосы варьируются в диапазоне от простейших конструкций, которые производятся в массовом количестве по очень низкой стоимости, до конструктивно сложных точных машин – работа всех этих насосов основана на том, что они содержат текучую среду в герметичной полости и перемещают ее посредством вращательного движения вала насоса. При таком множестве принципов перекачки и огромном разнообразии сложных применений, выбор изделия в этом секторе приобретает жизненно важное значение, и в течение многих лет это удерживало рынок роторных насосов в руках мало- и среднемасштабных специализированных компаний, имеющих необходимые прикладные знания. Теперь акцент нишевых участников рынка изменяется, и глобализация начинает приобретать существенное влияние на рынок роторных насосов.

Существует более дюжины типов роторных объемных насосов, учитывая все варианты конструкции, и каждый из них имеет собственные характеристики и приверженцев. В этом докладе в деталях рассматривается каждый тип насосов и их источники, объясняются принципы работы и описываются основные характеристики насосов. Затем более подробно рассматриваются применения и рынки для этих насосов и развитие базы поставщиков, обеспечивающей соответствие требованиям задач глобальной экономики.

Объемный насос роторного типа

Отрасль производства насосов является жизненно важным зубцом в механизме глобальной экономики, в которой насосы находятся в самом центре любой промышленной деятельности. Они используются везде, где необходимо осуществлять подъем, перемещение, накачку или удаление текучей среды. Насосы поставляются в большом количестве различных форм с различными характеристиками. Их можно разделить на три широких группы: центробежные насосы, возвратно-поступательные объемные насосы и объемные насосы роторного типа. Они имеют разные формы и размеры: от насосов, которые помещаются на ладони вашей руки, до насосов, через которые Вы можете проходить.

Центробежные насосы работают за счет передачи кинетической энергии вращающейся крыльчатки перекачиваемой среде посредством ускоряющего действия крыльчатки на среду. В целом они обеспечивают высокий расход и лучше всего работают с чистыми жидкостями, имеющими низкую вязкость. Центробежные насосы являются наиболее широко используемым типом насосов, и могут иметь все формы и размеры в зависимости от их применения. Многоступенчатые насосы достигают больших давлений на выходе за счет последовательного комбинирования нескольких крыльчаток. Погружные насосы имеют электрические моторы, герметизированные в водонепроницаемом корпусе, что позволяет использовать насосы в скважинах или в отстойниках сточных вод. Шламовые насосы позволяют перекачивать жидкости, содержащие абразивные частицы, используя специальные подкладки (из резины или очень твердых материалов) для предотвращения эрозионного повреждения частей насосов. Гигиенические насосы изготавливаются из полированной нержавеющей стали и рассчитаны на легкую очистку без разборки.

Возвратно-поступательные насосы перемещают среды посредством возвратно-поступательного действия поршня. Поршень может приводиться в действие механически или за счет гидравлического или пневматического действия, и может воздействовать на жидкость непосредственно или через гибкую диафрагму. Объем перекачиваемой среды равен рабочему ходу поршня. Эти насосы могут выполнять перекачку при высоких давлениях, но производительность у них обычно ниже, чем у центробежных насосов. Вследствие того, что при каждом ходе поршня перекачивается точный и повторяемый объем, эти насосы идеально подходят для использования для дозирования, при котором к процессу добавляются точные количества среды.

ГодВажный этап
200 до н.э.Архимед описывает архимедов винтовой насос
1580Агостино Рамелли изобретает пластинчатый насос
1597Иоганн Кеплер изобретает шестеренный насос с наружным зацеплением
1830Ревиллион патентует винтовой насос во Франции
1859Братья Рутс изобретают воздуходувку Рутса (предшественницу роторного лопастного насоса) в Коннерсвилле, штат Иллинойс, США
1883Пьер Руффель патентует свой перистальтический насос
1904Датский эмигрант Дженс Нильсен патентует шестеренный насос с внутренним зацеплением и...
1930Рене Монье патентует эксцентриковый винтовой насос и приступает к...
1938Арт Бриггс и Джек Стритер изобретают насос с гибкой крыльчаткой и...
1955Уроженец Корнуолла Джеймс Гудиер изобретает винт и колесо Гудиера
1981Масо Пампен изобретает синусный насос
2008Компания PCM представляет первый цельнометаллический эксцентриковый винтовой насос

Таблица 1:Важные этапы в развитии объемных насосов роторного типа.

Объемные насосы роторного типа также работают за счет вытеснения текучей среды из полости. Полость создается взаимодействием одного или более роторов и корпуса насоса. Среда вытесняется по мере того, как ротор перемещает полость в направлении выхода. Геометрия полости, корпуса и ротора является специфичной для определенного класса насосов и широко варьируется от класса к классу. Типы насосов включают винтовые насосы (архимедов, двойной и тройной), шестеренные насосы (внутреннего зацепления, наружного зацепления и героторный), роторные лопастные (двух-, трех- или многолопастные) и близко связанные с ними кольцевые поршневые насосы, пластинчатые насосы, насосы с гибкой крыльчаткой, жидкостные кольцевые, перистальтические и эксцентриковые винтовые насосы. Каждый тип насосов будет описан подробнее далее в этой книге. Существует класс насосов, описанных как радиально-поршневые насосы, в которых поршни управляются посредством вращающегося вала, но, по существу, они являются возвратно-поступательными объемными насосами и выходят за рамки этой книги.

Каждый тип насоса имеет очень разную историю (см. Таблицу 1) и, следовательно, рынок для каждого типа насосов возникал разными путями. В настоящее время наиболее быстро развивающимся типом насосов является перистальтический насос, который применялся в промышленной перекачке только в течение около 35 лет. В отличие от него, Архимед впервые описал архимедов винтовой насос 2200 лет тому назад, а история пластинчатых и шестеренных насосов начинается в конце шестнадцатого века.

Стоимость продукции
(млн. евро)
2002
Стоимость продукции
(млн. евро)
2007
Шестеренные насосы180,0212,3
Центробежные лопастные23,136,0
Перистальтические, роторные лопастные и эксцентриковые винтовые350,431,9
Винтовые насосы133,2269,8
Всего687,0950,0

Таблица 2:Европейское производство промышленных объемных насосов роторного типа (не включает гидравлические насосы, жидкостные кольцевые насосы или другие роторные вакуумные насосы) 2002 – 2007. Источник: Евростат.

Одним последствием универсальности этих типов насосов является то, что в дополнение к конкурентной борьбе производителей одного и того же типа насосов изготовителям объемных насосов роторного типа приходится конкурировать с другими технологиями перекачки. Имеется существенное перекрытие между оптимальными областями рабочих характеристик для различных типов насосов; таким образом, пользователи могут оказаться перед выбором между перистальтическим, эксцентриковым винтовым и роторным лопастным насосом для определенного применения. Выбор насоса может быть затруднен из-за конкурентных требований для большого числа различных типов насосов, и часто наилучший выбор зависит от таких моментов, как простота обслуживания, нежели простые эксплуатационные характеристики. Начальная покупная цена и стоимость жизненного цикла также будут иметь большое значение, но в некоторых видах сложных прикладных задач надежность будет самым важным моментом при приобретении насоса. Анализ успешных вариантов применения является жизненно необходимой частью маркетинговых материалов, используемых продавцами и изготовителями объемных насосов роторного типа, которые находятся в непрерывном поиске новых ниш для применения насосов. Одна успешная установка может привести к годам повторных сделок при идентичных заменах оборудования, а также к созданию нового бизнеса по рекомендациям удовлетворенных клиентов. Специалисты-дистрибьюторы играют важную роль в стратегиях сбыта и маркетинга производителей, с вытекающим из этого требованием очень тесного сотрудничества для поддержки процесса выбора насосов конечными пользователями. Это отражается в многочисленных долгосрочных отношениях между производителями и дистрибьюторами.

Когда насос не является насосом?

Объемные насосы роторного типа являются универсальными машинами, и их применение не обязательно ограничивается до перекачки сред. Некоторые из них могут использоваться в качестве компрессоров, воздуходувок и вакуумных насосов. Их можно использовать в качестве компонентов гидравлических систем, и даже первичных двигателей (гидравлические двигатели). Такая гибкость приводит к трудностям при попытке осмыслить рынки для этих изделий. И поставщики, и заказчики в основном заинтересованы в анализе конечного использования изделия, а тип изделия при этом приобретает вторичное значение. Поэтому, в производственной и торговой статистике, собираемой правительствами и международными агентствами, жидкостные насосы классифицируются раздельно от компрессоров, вакуумных насосов, гидравлических компонентов и медицинских устройств, даже если одни и те же машины могут использоваться в более чем одной классификации. Статистическое Бюро США указывает насосы для нефтяных месторождений и скважин в качестве отдельной категории от промышленных насосов, и тогда как промышленные насосы подразделяются на центробежные, возвратно-поступательные и роторные, такое разделение не делается для насосов нефтяных месторождений, поэтому, невозможно идентифицировать официальные поставки и торговую статистику для сектора скважинных эксцентриковых винтовых насосов. Шестеренные насосы, центробежные лопастные насосы и, в меньшей степени, винтовые насосы широко используются в гидравлических применениях в качестве компонентов гидравлических систем.

Стоимость продукции (млн. евро)Шестеренные насосыЛопастные насосыВинтовые насосыПеристальтические, роторные лопастные и э.в. насосы
Франция7,065,9
Германия51,4156,7191,2
Италия114,554,844,8
Соединенное Королевство20,718,40,486,1
Испания2,413,56,9
Дания3,20,032,4
Финляндия0,251,69
Польша1,41,1

Таблица 3: Выбранные данные для объемных насосов роторного типа в Европе в 2007 г. С целью сохранения конфиденциальности некоторые данные не разглашаются на уровне отдельных стран, поэтому, в таблице встречаются пропуски. Из этих данных исключены гидравлические насосы и вакуумные насосы. Источник: Евростат.

Эти гидравлические насосы перечисляются отдельно от промышленных насосов для статистических целей в США и в Европе, что оставляет возможность неточного отчета по этим типам насосов. В целом, этот доклад сконцентрирован на насосах, применяемых для промышленной перекачки жидкостей, с необходимыми ссылками на другие применения, когда это возможно. Он не относится к использованию ни объемных аппаратов роторного типа, предназначенных в основном для вакуумной откачки, ни шестеренных насосов, используемых исключительно в качестве гидравлических компонентов в замкнутых системах, однако рассматриваемый предмет нельзя охватить, не делая ссылок на эти другие применения.

Рыночные тенденции

В настоящее время рынок объемных насосов роторного типа оценивается стоимостью от 3 до 4 млрд. долларов ежегодно. Как описано выше, официальная производственная и торговая статистика дает ограниченное видение истинного состояния рынка из-за используемой методологии, но мы включили официальную статистику для Европейского Союза и США в таблицах с 2 по 5.

За последние 20 или 30 лет отрасль производства насосов подверглась значительной консолидации, фокусируясь главным образом на секторе центробежных насосов. В более позднее время та же самая тенденция наблюдалась в секторе объемных насосов роторного типа, который ранее характеризовался малыми и средними специализированными компаниями, находящимися в семейном владении, часто обслуживающими местный рынок. Это привело к новому феномену: созданию больших корпораций по производству объемных насосов роторного типа. Такие компании как Idex, SPX и Colfax собрали в этом секторе мощные портфели за счет приобретения малых и средних специализированных компаний. Это дает корпорациям возможность предлагать своим клиентам множество решений, становясь при этом органами комплексного обслуживания по принципу “одного окна” для всех применений, которые не могут быть удовлетворены стандартными диапазонами центробежных насосов. Это сделало рынок объемных насосов роторного типа более глобальным по своей природе, так как ведущие компании имеют больше ресурсов для сбыта и маркетинга, чем остающиеся специализированные компании, находящиеся в семейном владении. Эти большие корпорации также способны выпускать материалы и осуществлять производство в глобальном масштабе, снижая расходы и минимизируя длительность цикла изготовления изделий. Но для таких корпораций все еще остаются проблемы. Они должны ассимилировать многочисленные малые и средние компании с различными торговыми марками, культурой производства и возможностями. Они должны сохранять мощную систему поддержки клиентов, так как выбор насосов требует дополнительной поддержки по типу сложного применения, в котором выделяются объемные насосы роторного типа. Будут встречаться и внутренние проблемы, так как природа объемных насосов роторного типа обуславливает конкуренцию существующих торговых марок друг с другом. Эта конкуренция будет драйвером для современных принципов экономичного производства с упрощенным товарным ассортиментом и совместным использованием компонентов на производственных линиях.

Млн. долл. США20072002
Стоимость продукции428,2301,7
Экспорт62,0115,3
Импорт200,246,1
Объем рынка566,4232,5

Таблица 4:Статистика американского рынка по объемным насосам роторного типа. Примечание: статистика исключает насосы для нефтяных месторождений и скважин и гидравлику/гидравлические насосы. Источник: Статистическое Бюро США.

Млн. евро20072002
Стоимость продукции950,0687,0
Экспорт366,5252,5
Импорт103,6113,3
Объем рынка687,1 547,8

Таблица 5:Статистика европейского рынка по объемным насосам роторного типа. Примечание: статистика исключает гидравлические насосы. Источник: Евростат.

Тенденция к глобализации становится очевидной в таблице 4, которая показывает, что американский рынок объемных насосов роторного типа продемонстрировал особенно сильный рост в течение периода с 2002 по 2007 гг.; большая часть этого рынка обслуживалась за счет импорта из Европы. Это совпало с ростом групп Colfax, SPX и Idex и говорит о том, что эти корпорации были эффективны в поставке новых технологий и прикладного опыта на относительно консервативный рынок. Забегая вперед, мы можем ожидать, что доля объемных насосов роторного типа на рынке насосов продолжит свой рост прежде, чем достигнет пологого участка развития, так как осведомленность о различных технологиях насосов увеличивается в пределах пользовательской базы, и совершенствуется выбор изделий.

Глобализация также очевидно проявляется в производстве объемных насосов роторного типа. Исторически сложилось так, что Европа доминировала в производственном секторе, но другие регионы все больше и больше играют более важную роль. Как и в остальной части отрасли производства насосов, увеличивается местное производство в Азии. Это принимает две формы: независимые местные поставщики или филиалы (или совместные предприятия) западных компаний. Большинство местных поставщиков действует в небольшом масштабе, но имеется некоторый потенциал для роста их влияния, особенно, если они будут работать совместно с одним из основных западных производителей. Недавно компания Colfax приобрела индийского производителя объемных насосов роторного типа Tushaco, обеспечив ему значительные производственные возможности в Индии. Такие компании, как Roto Pumps (винтовые и эксцентриковые винтовые насосы) в Индии, JEC (роторные лопастные насосы) в Корее и бесчисленные китайские производители насосов могут быть привлекательными объектами для приобретения или партнерства в ближайшем будущем. Появляются новые места производства, например, Sloman Pumps производит роторные лопастные насосы в Сербии, а Tierra Alta делает свои эксцентриковые винтовые насосы для насосно-компрессорной добычи на нефтяных месторождениях в Венесуэле.

Нишевые применения продолжают оказывать значительное влияние на рынок. Развитие эксцентриковых винтовых насосов в качестве ключевой технологии насосно-компрессорной добычи для нефтедобывающей промышленности вынудило поставщиков инструментов для нефтяных месторождений, таких как Baker Hughes, добавить технологию эксцентриковых винтовых насосов в свой портфель. Теперь Baker Hughes поставляет эксцентриковые винтовые насосы через свою насосную компанию Centrilift и National Oilwell Varco, приобретшую ведущего производителя эксцентриковых винтовых насосов Mono Pumps в Соединенном Королевстве (и ее американскую дочернюю компанию Monoflo) в 2003 г. Другие специализированные компании по поставке эксцентриковых винтовых насосов отделили свои операции на нефтяных месторождениях от промышленных операций (например, PCM и Robbins & Myers), в то время как появились новые поставщики, обслуживающие исключительно нефтегазовый рынок. Дополнительную информацию о растущем значении эксцентриковых винтовых насосов в нефтяном секторе см. в Главе 3.

10 основных экспортеров объемных насосов роторного типаСтоимость (млн. долл. США)
Германия1974,4
США611,2
Китай486,7
Япония437,0
Канада272,6
Италия208,6
Франция183,8
Австрия151,0
Соединеное Королевство147,6
Швейцария97,1

Таблица 6: 10 основных экспортеров объемных насосов роторного типа по стоимости в 2007 г. Примечание: эти цифры несравнимы с данными, полученными от Евростата и Статистического Бюро США, так как они не делают различия между конечным использованием насосов и могут включать гидравлические насосы, насосы для нефтяных месторождений и автомобильные компоненты. Источник: База данных Comtrade Организации Объединенных Наций.

Нефтегазовая промышленность стала драйвером для еще одной новой рыночной возможности: многофазные бустерные насосы. Возможность использования насосов, которые могут перекачивать смеси нефти и газа (и даже твердые частицы) чрезвычайно привлекательна для энергетического сектора, поэтому развитие многофазных насосов привлекло большое внимание в последние годы. Двухвинтовой насос был успешно разработан для этих применений и проверен в наиболее жестких областях, включая подводное освоение ресурсов. Этот рынок нацелен на сильное развитие в ближайшие годы и является важным приоритетом для ряда производителей винтовых насосов. Производители насосов маневрируют в попытках отыскать наилучших партнеров в нефтяном секторе, которые включат их насосы в интегрированные производственные системы.

Продажи на вторичном рынке важны для ряда производителей объемных насосов роторного типа. Винтовые насосы занимают особенно хороший постоянный рынок запчастей, на котором корпорация Colfax получила 22% от ее дохода в 2008 г. на продажах взаимозаменяемых запчастей. Производители шестеренных насосов также имеют сильный послепродажный рынок, заменяя изношенные пластины трения и шестерни. Производители эксцентриковых винтовых насосов получают выгоду от аналогичных уровней бизнеса запчастей, с относительно дорогими изнашиваемыми деталями. Это привело к тому, что появились сторонние поставщики, предлагающие взаимозаменяемые детали для насосов основных производителей, и даже к тому, что основные производители стали предлагать запчасти для насосов их конкурентов – действие, которое подняло уровень конкуренции между поставщиками. Рынок перистальтических насосов имеет вторичный рынок большого объема для шлангов насосов, но они имеют относительно низкую стоимость по сравнению с винтовыми и э.в. насосами. Меньшие перистальтические насосы имеют тенденцию к использованию общих технологических трубок, и основные возможности вторичного рынка в лабораторном и медицинском секторах реализуются через заменяемые крышки насосов или модернизированные системы управления.

  • Добавить к себе:

Нужен насос?
Обратитесь к нам!

Заполните и отправьте нам бланк технического задания на подбор насоса.

Наши специалисты с удовольствием помогут вам сделать правильный выбор.

Всю дополнительную информацию о насосном оборудовании, продаже насосов вы можете получить у наших лучших специалистов по телефону: +7 (495) 585–09–65