خلاصه
انتقال خمیرهای با ویسکوزیته بالا مانند جوهر چاپ، دوغاب الکترود باتری لیتیومی و سس یا خمیرهای درجه مواد غذایی نیاز به تجهیزات تخصصی دارد که بتواند مواد ضخیم و چسبنده را بدون وارد کردن برش یا حباب هوای بیش از حد جابجا کند. گاهی اوقات دو فناوری برای این وظیفه در نظر گرفته می شود: شیر چرخشی پودری که برای سرویس خمیری مناسب است و پمپ دیافراگمی. در حالی که هر دو می توانند سیالات چسبناک را جابجا کنند، اصول عملکرد، پروفیل های برشی و قابلیت های اندازه گیری آنها به طور قابل توجهی متفاوت است. یک فیدر قفل هوا چرخشی جابجایی مثبت را از طریق حفره های چرخان با حداقل ضربان فراهم می کند. پمپ دیافراگمی از عملکرد غشای رفت و برگشتی برای ایجاد مکش و تخلیه استفاده می کند. این راهنما دو فناوری را از لحاظ حساسیت برشی، دقت حجمی، و الزامات نگهداری مقایسه میکند تا به مهندسان کمک کند راهحل صحیح انتقال خمیر را انتخاب کنند.
a چیستشیر دوارو یک پمپ دیافراگمی در سرویس خمیری
الف
شیر دوار پودریسازگار برای خمیر چسبناک، یک فیدر چرخشی با جابجایی مثبت با یک محفظه ماشینکاری دقیق و یک روتور چند پره یا چند لوب است. جیبهای روتور عمیقتر و عریضتر از سرویس پودر خشک هستند تا حجم بالای خمیر در هر چرخش را در خود جای دهند. فاصله نوک عریضتر، معمولاً 0.30 تا 0.80 میلیمتر تنظیم میشود تا از برش بیش از حد مواد چسبناک هنگام عبور از شکاف حلقوی جلوگیری شود. محفظه ممکن است برای کنترل دما پوشانده شود تا خمیر در ویسکوزیته مطلوب حفظ شود. روتور توسط یک موتور دنده ای با درایو فرکانس متغیر به حرکت در می آید، که اجازه می دهد نرخ تخلیه از 5 تا 50 دور در دقیقه بسته به قوام خمیر تنظیم شود. مهر و موم های شفت معمولاً مهر و موم های مکانیکی دوتایی با مایع مانع برای جلوگیری از مهاجرت خمیر به داخل حفره یاتاقان هستند.
پمپ دیافراگمی برای سرویس خمیری یک پمپ جابجایی مثبت با هوا یا الکتریکی است که دارای دو دیافراگم انعطاف پذیر است که به صورت رفت و برگشتی به سمت جلو و عقب حرکت می کنند. در حرکت مکش، دیافراگم جمع میشود و خلاء ایجاد میکند که خمیر را از طریق یک شیر برگشتی به داخل محفظه پمپ میکشد. در حرکت تخلیه، دیافراگم به جلو فشار میآورد و خمیر را از طریق شیر چک تخلیه خارج میکند. دیافراگم ها از الاستومرهایی مانند PTFE، Santoprene یا Hytrel ساخته شده اند که برای سازگاری شیمیایی و عمر انعطاف پذیر انتخاب شده اند. پمپ به صورت چرخه ای کار می کند و جریان ضربانی تولید می کند. پمپ های دیافراگمی با هوا به طور گسترده ای به دلیل توانایی آنها در خشک کردن، خود پرایم کردن و کنترل مواد جامد در حالت تعلیق استفاده می شود. برای خمیرهای با ویسکوزیته بالای 50000 سانتی پویز، پمپ های دیافراگمی تخصصی با پورت های بزرگتر و دیافراگم های قوی تر مورد نیاز است.
از نظر فیزیکی، شیر دوار دستگاهی است که به طور مداوم در حال چرخش است که جریان ثابت و ضربانی را با حداقل نوسان فشار ارائه می دهد. پمپ دیافراگمی یک دستگاه رفت و برگشتی است که با هر بار ضربه، ضایعات گسسته ای از خمیر ایجاد می کند و ضربان قابل اندازه گیری ایجاد می کند. شیر دوار یک رابطه حجمی مستقیم بین سرعت روتور و سرعت تخلیه ایجاد می کند. پمپ دیافراگمی جریان را بر اساس طول ضربه، فرکانس ضربه و بازده حجمی ارائه می دهد که با فشار برگشتی و ویسکوزیته متفاوت است. این تفاوت های عملیاتی تعیین می کند که کدام فناوری برای یک کاربرد انتقال خمیر معین مناسب است.
چرا انتخاب بین شیر دوار و پمپ دیافراگمی مهم است؟
انتخاب اشتباه تکنولوژی انتقال خمیر باعث ایجاد عیوب کیفیت، خرابی تجهیزات و تلفات تولید می شود که تشخیص و اصلاح آن دشوار است.
حساسیت برشی و تخریب مواد
خمیرهای با ویسکوزیته بالا اغلب دارای ساختارهای ظریفی هستند که ممکن است در اثر برش بیش از حد آسیب ببینند. دوغاب کاتد باتری لیتیومی حاوی نانولوله های کربنی و پلیمرهای بایندر هستند که ساختار شبکه ای را تشکیل می دهند. برش بیش از حد این شبکه ها را می شکند و رسانایی الکتریکی و عملکرد چسبندگی را کاهش می دهد. جوهرهای چاپ حاوی آگلومراهای رنگدانه ای هستند که باید پراکنده باقی بمانند. خمیرهای غذایی مانند سس مایونز یا ماست حاوی قطرات چربی امولسیون شده هستند که در صورت بریدن بیش از حد تهاجمی می توانند بشکنند. پمپهای دیافراگمی برش بالایی را در شیرهای چک ایجاد میکنند و هنگامی که خمیر از طریق دهانههای باریک پورت عبور میکند. عمل رفت و برگشتی همچنین مناطق با سرعت بالا را ایجاد می کند. شیرهای دوار برش بسیار کمتری ایجاد می کنند. خمیر به آرامی در جیب های روتور با حداقل گرادیان سرعت حمل می شود. برای خمیرهای حساس به برش، شیر دوار به شدت ترجیح داده می شود.
دقت حجمی و اندازه گیری
در پوشش الکترود باتری، دوغاب فعال باید روی فویل با ضخامت مرطوب دقیق اعمال شود، که معمولاً توسط یک پوشش شکافی که توسط یک پمپ اندازه گیری تغذیه می شود، کنترل می شود. برای حفظ یکنواختی پوشش، نرخ تغذیه باید در 1 درصد مثبت یا منفی باشد. یک شیر دوار با یک درایو کنترل شده سروو می تواند به این سطح از دقت دست یابد زیرا هر چرخش روتور حجم شناخته شده ای را جابجا می کند. پمپ های دیافراگمی دقت کمتری دارند زیرا راندمان حجمی با فشار برگشتی تغییر می کند. همانطور که قالب پوشش فشار ایجاد می کند، دیافراگم کمی خم می شود و لغزش داخلی افزایش می یابد و سرعت جریان موثر کاهش می یابد. برای کاربردهای پوشش دقیق، شیر دوار یا پمپ دنده ای انتخاب صحیحی است. پمپ های دیافراگمی برای انتقال از مخزن اختلاط به مخزن نگهدارنده که در آن دبی دقیق کمتر است قابل قبول هستند.
هوای حباب شده و فوم
خمیرهای چسبناک تمایل به به دام انداختن هوا دارند که باعث ایجاد حفره در محصول نهایی می شود. پمپ های دیافراگمی با مکش خمیر را به داخل محفظه می کشند که می تواند هوا را به داخل خمیر بکشد و کف ایجاد کند. این به ویژه در برنامه های غذایی که در آن ادغام هوا بر بافت و ماندگاری تأثیر می گذارد، مشکل ساز است. شیرهای چرخشی به مکش متکی نیستند. خمیر توسط فشار سر از مخزن تغذیه یا یک پیچ تغذیه به داخل جیب های روتور فشار داده می شود. عمل جابجایی مثبت هوا را به حداقل می رساند. برای کاربردهایی که به محتوای هوای کم نیاز دارند، شیر دوار انتخاب بهتری است.
تعمیر و نگهداری و تعویض قطعات سایش
پمپ های دیافراگمی عمر دیافراگمی محدودی دارند. در سرویس خمیر ساینده، دیافراگم ممکن است پس از 2000 تا 8000 ساعت کار از کار بیفتد. تعویض دیافراگم نیاز به جدا کردن پمپ، باز کردن محفظه و نصب یک غشای جدید دارد. شیرهای چک نیز فرسوده شده و نیاز به بازسازی دوره ای دارند. دریچه های دوار قطعات سایش کمتری در تماس با خمیر دارند. نوک های روتور ممکن است در طول زمان فرسوده شوند، اما فاصله بیشتر مورد استفاده در سرویس خمیری، عمل مالش را کاهش می دهد. مهر و موم های مکانیکی مورد اصلی تعمیر و نگهداری هستند که معمولاً بین 4000 تا 8000 ساعت دوام می آورند. برای کارخانه هایی که منابع نگهداری محدودی دارند، شیر دوار پروفیل تعمیر و نگهداری طولانی مدت ساده تری را ارائه می دهد.
پاکسازی و تغییر محصول
گیاهان دارویی و غذایی به طور مکرر محصولات را تغییر می دهند، که نیاز به تمیز کردن کامل بین دسته ها دارند. پمپ های دیافراگمی دارای گذرگاه های داخلی پیچیده با شیرهای چک، محفظه های دیافراگمی و حفره های منیفولد هستند که تمیز کردن کامل آنها دشوار است. شیرهای دوار دارای هندسه داخلی ساده با حفره استوانه ای و حفره های روتور هستند که می توان آنها را به طور موثر شستشو داد. شیرهای دوار بهداشتی با پورت های تمیز در محل و سطوح برقی شده نیازهای تمیزپذیری سختگیرانه کارخانه های مواد غذایی و دارویی را برآورده می کنند. برای تعویض مکرر محصول، شیر دوار ترجیح داده می شود.
نحوه انتخاب بین شیر دوار و پمپ دیافراگمی
انتخاب بستگی به ویسکوزیته خمیر، حساسیت برشی، الزامات دقت و محدودیت های گیاه دارد. سناریوهای زیر کاربرد صحیح هر فناوری را نشان می دهد.
سناریو 1 انتقال دوغاب الکترود باتری
دوغاب کاتد باتری لیتیوم یون حاوی مواد فعال NCM یا LFP، کربن سیاه، چسب PVDF و حلال NMP است. ویسکوزیته معمولاً 3000 تا 8000 سانتی پویس است. دوغاب به برش حساس است و باید بدون حباب هوا به دستگاه پوشش منتقل شود. یک فیدر قفل هوای چرخشی با محفظه روکش دار، روتور با روکش سرامیکی و مهر و موم های مکانیکی دوتایی، تغذیه ملایم و دقیق را فراهم می کند. یک پمپ دیافراگمی باعث برشی بیش از حد و حباب هوا می شود و کیفیت دوغاب را کاهش می دهد. شیر دوار انتخاب واضحی است.
سناریو 2 گردش جوهر چاپ
ویسکوزیته جوهر چاپ بسته به فرآیند از 500 تا 5000 سانتی پویز متغیر است. جوهر باید از یک مخزن به عرشه چاپ و پشت آن چرخانده شود. پمپ دیافراگمی معمولاً برای این کار استفاده می شود زیرا می تواند ویسکوزیته را کنترل کند، نگهداری آن آسان است و در صورت افت سطح جوهر می تواند خشک شود. برش تولید شده توسط پمپ قابل قبول است زیرا جوهرهای چاپ برای مقاومت در برابر پمپاژ فرموله شده اند. برای گردش جوهر، پمپ دیافراگمی یک انتخاب عملی و مقرون به صرفه است.
سناریو 3 پر کردن رب غذا
برای انتقال رب گوجهفرنگی، کره بادامزمینی یا پنیر خامهای از یک کتری فرآوری به دستگاه پرکن، یک شیر دوار اندازهگیری دقیق و جابجایی ملایم را فراهم میکند. خمیر بدون ادغام هوا به طور مثبت تحت فشار قرار می گیرد. پمپ دیافراگمی را می توان برای انتقال به مخزن نگهدارنده استفاده کرد، اما ضربان و حباب هوا آن را برای تغذیه مستقیم به یک نازل پرکننده نامناسب می کند. شیر دوار برای مرحله اندازه گیری نهایی ترجیح داده می شود.
سناریو 4 لغزش سرامیکی ساینده
ورقه های سرامیکی حاوی ذرات آلومینا یا زیرکونیا بسیار ساینده هستند. یک پمپ دیافراگمی با توپهای چک سرامیکی و صندلیها میتواند ساییدگی را کنترل کند، اما دیافراگمها از مواد جامد معلق سایش میکنند. یک شیر دوار با روتور سرامیکی و سوراخ سرامیکی با لغزش یکسان با سایش کمتر بر روی اجزای دوار کنترل میکند. برای انتقال مداوم لغزش ساینده، شیر دوار طول عمر بیشتری را ارائه می دهد.
سناریو 5 خمیر محتوای جامد بالا
خمیرهایی با محتوای جامد بیش از 60 درصد حجمی، مانند مخلوطهای نسوز خاص یا موادی شبیه خمیر، ممکن است به آسانی وارد درگاه مکش پمپ دیافراگمی نشوند. پمپ ممکن است کاویت شود یا پرایم را از دست بدهد. یک شیر دوار با یک قیف تغذیه نیرو در بالای ورودی، خمیر را به داخل جیب های روتور فشار می دهد و از پر شدن مثبت اطمینان حاصل می کند. برای خمیرهای جامد بسیار بالا، شیر دوار تنها گزینه قابل اعتماد است.
مثال کاربردی
یک کارخانه بزرگ باتری لیتیومی در مجارستان، دوغاب NCM را با استفاده از پمپ های دیافراگمی هوادار از مخلوط کن سیاره ای به دستگاه پوشش منتقل کرد. پمپ ها حباب های ریز را به داخل دوغاب وارد کردند که باعث ایجاد نقص سوراخ سوزنی در پوشش الکترود شد. نرخ عیب به 4.2 درصد رسید که منجر به هزینه های قراضه بیش از 800000 دلار در ماه شد. دوبریتز پمپهای دیافراگمی را با فیدرهای چرخشی قفل هوا با محفظههای فولادی ضد زنگ، روتورهای با روکش PTFE و مهر و موم محرک مغناطیسی جایگزین کرد تا خطر آلودگی سیال سد مهر و موم مکانیکی را از بین ببرد. شیرهای دوار دوغاب را با سرعت ثابت 12 لیتر در دقیقه با حباب هوای قابل تشخیص صفر تحویل می دهند. نرخ عیب سوراخ سوزن الکترود به 0.3 درصد کاهش یافت و بیش از 700000 دلار در ماه در ضایعات کاهش یافته صرفه جویی کرد. این کارخانه همچنین گزارش داد که دریچههای دوار بین تعویض محصول راحتتر تمیز میشوند و زمان تعویض را تا 35 درصد کاهش میدهند.
سوالات متداول
آیا یک پمپ دیافراگمی می تواند خمیری با ویسکوزیته بالاتر از 100000 سانتی پویز را کنترل کند؟
پمپ های دیافراگمی تخصصی می توانند ویسکوزیته تا 200000 سانتی پویز را تحمل کنند، اما سرعت جریان به طور قابل توجهی کاهش می یابد و پمپ به پورت های بزرگتر و دیافراگم های قوی تر نیاز دارد. یک شیر دوار معمولاً برای خمیرهای با ویسکوزیته بسیار بالا کارآمدتر است.
کدام دستگاه برای مواد حساس به برش بهتر است
یک شیر دوار برش بسیار کمتری نسبت به پمپ دیافراگمی ایجاد می کند. عمل انتقال ملایم جیب، ساختارهای ظریف را در دوغاب باتری، جوهر و امولسیون های غذایی حفظ می کند.
یک شیر دوار برای اندازه گیری خمیر چقدر دقیق است
یک شیر دوار با درایو سروو و کنترل دقیق سرعت می تواند دقت اندازه گیری مثبت یا منفی 0.5 تا 1 درصد را به دست آورد. این بهتر از پمپ دیافراگمی است که معمولاً در شرایط ایده آل به مثبت یا منفی 3 تا 5 درصد می رسد.
آیا یک شیر دوار خشک می شود؟
برخلاف پمپ دیافراگمی، شیر دوار نمی تواند برای مدت طولانی خشک بماند. بدون خمیر در جیبها، نوک روتور ممکن است با سوراخ تماس پیدا کند و فرسوده شود. برخی از شیرهای دوار با مواد نوک مخصوص می توانند اجرای خشک کوتاه مدت را تحمل کنند، اما عملکرد خشک مداوم به شیر آسیب می رساند.
آیا دوبریتز پمپ های دیافراگمی تولید می کند؟
Doebritz در شیرهای چرخشی پودری و فیدرهای چرخشی قفل هوا تخصص دارد. ما پمپ های دیافراگمی تولید نمی کنیم. برای کاربردهای انتقال خمیر که پمپ دیافراگمی مناسب است، میتوانیم تامینکنندگان واجد شرایط را توصیه کنیم و به تعیین مواد دیافراگم و اندازه پمپ صحیح برای ویژگیهای خمیر کمک کنیم.
نتیجه گیری
انتخاب بین شیر دوار پودری و پمپ دیافراگمی برای انتقال خمیر چسبناک به نیازهای خاص کاربرد بستگی دارد. پمپ های دیافراگمی سادگی، قابلیت خود پرایمینگ و سهولت تعمیر و نگهداری را برای وظایف انتقال عمومی ارائه می دهند. فیدرهای چرخشی قفل هوا کنترل برشی عالی، دقت اندازه گیری بالاتر و قابلیت تمیز کردن بهتر را برای کاربردهای دقیق در صنایع باتری، جوهر و مواد غذایی ارائه می دهند. برای خمیرهای حساس به برش و ارزش بالا که کیفیت آنها به خطر نمی افتد، شیر دوار فناوری انتخابی است. برای انتقال ناهموار و متناوب مواد با حساسیت کمتر، پمپ دیافراگمی یک اسباب کار عملی باقی می ماند. درک مشخصات برشی، الزامات دقت، و مفاهیم تعمیر و نگهداری هر دستگاه، انتخاب صحیح برای فرآیند جابجایی خمیر شما را تضمین می کند.
تکنولوژی انتقال خمیر مناسب را برای برنامه خود مشخص کنید. امروز با شرکت Doebritz Shanghai Co., Ltd. تماس بگیرید تا در مورد ویسکوزیته خمیر، حساسیت برشی، و الزامات دقت صحبت کنید. مهندسان ما پیکربندی بهینه فیدر قفل هوا را برای جوهر، دوغاب باتری یا کاربرد خمیر غذایی شما توصیه میکنند و یک نقل قول دقیق متناسب با فرآیند شما ارائه میدهند.
پیام شما باید بین 20 تا 3000 کاراکتر باشد!