Перекачивание связующих в лакокрасочной промышленности

/ 8

Бессальниковые эксцентриковые дисковые насосы обеспечивают низкий уровень сдвига, безразборную очистку и высокую объемную эффективность при перекачивании связующих.

Проблема

На заводе по изготовлению лакокрасочных материалов, производящем как катионную пасту с пигментами, так и катионные связующие без пигментов для поставки автопроизводителям, столкнулись с трудностями при загрузке составов из передвижных цистерн в грузовики.

В частности, имеющиеся насосы были неспособны полностью осушить трубы, шланги и передвижные цистерны, используемые в процессе, что приводило к потере времени и материалов, а также к увеличению вероятности возникновения утечки.

Катионные связующие загружают в грузовики из передвижных цистерн, что означает частое участие человека, поэтому специалисты завода хотели перейти на насосы такого типа, которые позволили бы сделать работу более чистой и эффективной.

Из-за специфических составов связующих, а также требований к чистоте и быстродействию необходимо было использовать универсальный бессальниковый насос, который обеспечивает низкий сдвиг, возможность очистки на месте и высокую объемную эффективность.

Решение

Специалисты завода выбрали новый насос с технологией эксцентриковых дисков. Спустя четыре года после установки насос продолжает работать в оптимальном режиме. Основное преимущество этого насоса — его способность полностью опорожнять впускной шланг, передвижную цистерну и выпускную трубу в конце процесса загрузки. Кроме того, насос не имеет механических уплотнений, что позволяет избежать утечки продукта.

Бессальниковый эксцентриковый дисковый насос оказался идеальным решением для такого применения благодаря следующим важным конструктивным преимуществам:

  • бессальниковый насос, в котором отсутствуют механические уплотнения, магниты, резиновые и политетрафторэтиленовые (ПТФЭ) мембраны;
  • обработка продуктов с низким усилием сдвига, малым перетеканием продукта, низкими внутренними скоростями и сверхнизким перемешиванием;
  • возможность безразборной очистки, позволяющая полностью опорожнять, промывать и чистить насос без разборки;
  • высокая объемная эффективность, позволяющая поддерживать постоянный расход при заданной вязкости во всем диапазоне давлений;
  • хорошие показатели сжатия и возможность работы всухую (до 10 секунд), что обеспечивает отличную способность к самовсасыванию и полную промывку всасывающего и нагнетательного трубопроводов;
  • саморегулирующий режим, который поддерживает характеристики подачи/давления с течением времени благодаря использованию саморегулирующегося диска/цилиндра.

Благодаря последнему свойству эксцентриковые дисковые насосы также можно использовать в качестве дозировочных насосов (рисунок 1). Автоматическое саморегулирование позволяет поддерживать высокую эффективность и повторяемость результатов с течением времени.

Рисунок 1. Эксцентриковый дисковый насос (изображения предоставлены компанией Mouvex)

Технология

Эксцентриковые дисковые насосы состоят из цилиндра и насосного элемента, установленного на эксцентриковом валу. При вращении эксцентрикового вала насосный элемент образует камеры внутри цилиндра, которые увеличиваются в размерах у впускного отверстия, втягивая жидкость в насосную камеру. Жидкость подается к выпускному отверстию, у которого размер насосной камеры уменьшается. В результате этого жидкость выдавливается в выпускной трубопровод.

Принцип действия

Скорость сдвига в секунду обычно соответствует 0,9 об/мин, что ниже, чем у других насосов, используемых в лакокрасочной промышленности. Отчасти это объясняется плавным, низкоскоростным действием диска и цилиндра и чрезвычайно низкой степенью перетекания продукта.

В таких насосах нет зазоров, которые могут привести к обратному перетеканию, то есть к тому, что часть перекачиваемого продукта возвращается на всасывающую сторону насоса из-за перепада давления в зазорах.

В этих насосах давление нагнетания воздействует на эксцентриковый диск таким образом, что помогает поддерживать осевой контакт с цилиндром, тем самым уменьшая типичное для других насосов влияние давления нагнетания на перетекание материала. Именно низкий уровень обратного перетекания между диском и цилиндром обеспечивает возможность самовсасывания насоса и промывку трубопровода.

Эксцентриковые дисковые насосы, как правило, способны перекачивать материал вязкостью до 10 000 сП при рабочем давлении до 130 фунтов/дюйм2 (9 бар), производительности от 4 до 158 галлонов/мин, рабочей температуре до 176 °F и размере частиц от 1 до 3 мм.

Что касается технологии безразборной очистки, некоторые эксцентриковые дисковые насосы имеют сертификат соответствия 3A и разработаны в соответствии со спецификациями Европейской группы по разработке гигиенического оборудования (EHEDG) для промывки и очистки на месте.

Cylinder — Цилиндр, Hub – Ступица, Disc – Диск, Shaft – Вал, Axial spring loading — Осевая нагрузка пружины, CIP internal action — Внутреннее взаимодействие при безразборной очистке, Disc movement due to flush pressure — Перемещение диска под действием давления промывки, Cleaning solutions pass through the pumping chamber — Чистящие растворы проходят через насосную камеру

Рисунок 2. Движение и поток при безразборной очистке

При безразборной очистке производительность насоса не снижается из-за вертикального дренажного отверстия. При очистке давление подается на заднюю часть эксцентрикового диска через насосную камеру (рисунок 2). Когда давление промывки преодолевает пружину, диск отходит от цилиндра, позволяя чистящему раствору проходить через насосную камеру. Эта функция позволяет пропускать через насос относительно большой объем чистящей жидкости, обеспечивая тщательную очистку и зачастую устраняя необходимость в байпасном трубопроводе для безразборной очистки.

Что касается технического обслуживания, то эксцентриковые дисковые насосы состоят из нескольких узлов. Узел цилиндр-диск можно заменить, не повреждая всасывающий трубопровод и компоненты привода.

Технология эксцентриковых дисков в сравнении с другими

Благодаря своим характеристикам эксцентриковые дисковые насосы способны обеспечить важные преимущества, недоступные для насосов, традиционно используемых на рынке лакокрасочных материалов.

  • Пневматические диафрагменные насосы: эти насосы традиционно используются на рынке лакокрасочных материалов из-за низкой первоначальной стоимости. Однако некоторые типы пневматических диафрагменных насосов неэффективны и требуют частого технического обслуживания, что увеличивает общую стоимость владения ими.
  • Шестеренные насосы: это вторые по популярности насосы после пневматических диафрагменных из-за их способности работать в более высоких диапазонах вязкости. К недостаткам шестеренных насосов относятся высокая негерметичность уплотнений, неспособность к самовсасыванию, скорость потока, которая снижается при износе, и высокие внутренние скорости, влияющие на динамику жидкости. Это приводит к сдвигу и зазорам, из-за которых возможно обратное перетекание продукта при повышении давления и снижении вязкости.
  • Центробежные насосы: основным недостатком центробежных насосов является высокая степень перетекания продукта. Центробежные насосы обычно имеют меньший КПД, чем эксцентриковые дисковые насосы.
  • Лопастные насосы: лопастные насосы работают так же, как и шестеренные, а это означает, что они обладают почти теми же недостатками. Кроме того, необходимость уплотнения двух валов удваивает затраты на уплотнения и повышает вероятность утечек.

Еще одним преимуществом эксцентрикового дискового насоса является возможность использования во многих областях применения. В лакокрасочной промышленности это может быть перекачка пигментов, смол, растворителей и добавок. Благодаря этим возможностям технология эксцентриковых дисков стала отличным вариантом для решения проблем уплотнения насоса, всасывания, сдвига продукта и объемной эффективности.

Благодаря таким преимуществам, как отсутствие утечек и возможность промывки трубопровода, принцип работы эксцентрикового дискового насоса делает его универсальным, позволяя перекачивать низковязкие, высоковязкие и высокоабразивные материалы в рамках единого технологического процесса с помощью одного и того же насоса. Это делает его не только более долговечным и эффективным оборудованием, но и многозадачным — и, возможно, решением для многих сложных задач перекачки в лакокрасочной промышленности.

Пол Кардон — менеджер по продукции Mouvex и PSG. Mouvex — это торговая марка компании PSG, расположенной в Дувре. Дополнительная информация о компании PSG представлена на сайте.

 

 



Связаться с нами

Ваше сообщение
отправлено!
Произошла ошибка..
Попробуйте позже