Pompowanie dwutlenku węgla za pomocą pompy wielostopniowej

Dwutlenek węgla (CO₂) – bezbarwny gaz (w normalnych warunkach), łatwo rozpuszczalny w wodzie.

Oprócz powszechnie znanego faktu, że jest ważnym elementem procesu fotosyntezy, substancja ta jest szeroko stosowana w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym, rolnictwie, inżynierii mechanicznej itp.

W procesie technologicznym produkcji dwutlenku węgla niezbędne są środki transportu produktu, a mianowicie agregat pompy. Dwutlenek węgla znajduje się w stanie ciekłym w niskiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem.

Na poniższym zdjęciu – pionowa pompa wielostopniowa zainstalowana w linii technologicznej produkcji dwutlenku węgla. Na powierzchni pompy i armatury odcinającej widoczna jest szron (zamrożona para wodna zawarta w powietrzu).

Charakterystyczną cechą tego typu pomp jest możliwość wytwarzania wysokiego ciśnienia dzięki liczbie kół roboczych umieszczonych na jednym wale jedno za drugim. Taka konstrukcja pozwala osiągać znaczne ciśnienia (od 3 do 25 bar).

Wadą pionowej konfiguracji jest niebezpieczeństwo powstawania parowo-powietrznych „zatorów” w górnej części pompy z powodu wysokiej prędkości cieczy i w konsekwencji lokalnego wrzenia dwutlenku węgla.

W tej części pompy znajduje się uszczelnienie czołowe. Element ten zapobiega wyciekom cieczy z komory roboczej i powinien być chłodzony cieczą przepompowywaną, ale ponieważ powstaje strefa parowo-powietrzna, w której uszczelnienie działa bez cieczy – „suchy bieg”, trwałość uszczelnienia czołowego znacznie się zmniejsza.

W przypadku „suchego biegu” następuje szybkie ścieranie par ciernych i topnienie pierścieni gumowych.

Aby wyeliminować ten problem, można zastosować rurkę bypassową (bypass). Element ten obwodowy pompy umożliwia odprowadzenie par do linii ssącej i tym samym zapobiega powstawaniu parowo-powietrznego „worka” w strefie uszczelnienia czołowego.