Skirtingų terpių ypatybės ir tinkamų joms pumpuoti siurblių tipų parinkimas

ABRAZYVINIAI SKYSČIAI

Abrazyviniai skysčiai naudojami įvairiose pramonės šakose. Norint juos pumpuoti, reikalinga speciali siurbimo įranga. Tai gali būti įvairių tipų prietaisai, tačiau dėl darbo aplinkos specifikos jie turi atitikti daugybę reikalavimų.

Abrazyvai yra labai kietos medžiagos. Pramonėje jie daugiausia naudojami metalų, stiklo, odos, gumos, uolienų ir kt. paviršių apdorojimui. Kietųjų medžiagų procentas ir dydis abrazyviniame gaminyje gali labai skirtis. Taigi, juos galima įtraukti į skystą terpę – šiuo atveju mes kalbame apie abrazyvinį skystį. Iš įvairių pramonės šakų galima pateikti tokius terpių pavyzdžius:

• pastos (labai koncentruotos klampios suspensijos) su padidintu abrazyvumu, įskaitant dantų pastas;
• skystų valymo priemonių (buitinių chemikalų), naudojamų veidrodžių, keraminių plytelių ir kt. paviršiui apdoroti), juose yra minkštesnių abrazyvinių medžiagų nei miltelių valikliuose;
• dažai, kurių sudėtyje yra kvarcinio smėlio;
• cukraus suspensijos;
• mėsos atliekos su kaulais;
• šokolado užtepai su riešutų gabalėliais;
• smėlio srutos, kuriose kietųjų medžiagų kiekis yra iki 80%;
• kaustinis dumblas (baltųjų kalkių dumblas, susidarantis kaustizuojant žaliąjį tirpalą ir susidarantis daugiausia iš kalcio karbonato);
• kosmetologijos šveitikliai.

Reikalavimai siurbliams, dirbantiems su abrazyvu

Siurbiant skystus abrazyvinius produktus pramonėje, reikalinga siurbimo įranga. Atsižvelgiant į darbo aplinkos specifiką, jai keliami specialūs reikalavimai:

• Dėl abrazyvinių dalelių poveikio bet kokiu atveju siurblio darbiniai paviršiai susidėvės. Kad įrenginys tarnautų kuo ilgiau, jo paviršiai, kurie tiesiogiai liečiasi su darbine terpe, turi būti pagaminti iš patvarios medžiagos, pavyzdžiui, ketaus, nerūdijančio plieno ar specialaus plastiko. Poveikį sustiprina speciali apsauginė danga, atspari abrazyvams;
• Mechaninis siurblio sandariklis taip pat turi būti atsparus dilimui, pagamintas, pavyzdžiui, iš silicio karbido ar volframo karbido. Be to, šiam siurblio elementui turi būti užtikrinta praplovimo galimybė. Arba galima pasirinkti siurblį be mechaninio sandariklio, pavyzdžiui, diafragminį siurblį;
• Esant didelėms apsukoms, kietieji komponentai labiau įsibėgės ir greičiau sugadins siurblio komponentus. Todėl patartina naudoti siurbimo įtaisus, kurių sukimosi greitis yra sąlyginai nedidelis, o darbo kamera didelio tūrio.

Tinkami siurblių tipai

Abrazyviniams skysčiams pumpuoti tinka įvairių tipų siurbliai, atitinkantys žemiau nurodytus reikalavimus:

• Membraniniai (arba diafragminiai) pneumatiniai įtaisai. Jie yra varomi suslėgto oro, kuris užtikrina oro pavaros funkcionavimą. Savo ruožtu suspaustas oras priverčia judėti membranas ir jos išstumia abrazyvinį gaminį iš darbo kameros.
• Savisiurbiai išcentriniai siurbliai su specialia sparnuotės danga. Būtent šiuose įrenginiuose labai svarbu mažas sukimosi greitis. Įrangos pranašumai yra tolygus abrazyvinės terpės tekėjimas ir didelis našumas.
• Peristaltiniai. Ypač tinka subtilioms (pvz., maistui) ir pavojingoms abrazyvinėms medžiagoms. Jie dirba tokiu principu, kai darbinis produktas stumiamas elastingu srauto keliu (žarna, vamzdelis). Šio tipo įrangoje vienintelis elementas, besiliečiantis su abrazyviniu skysčiu, yra atitinkamai žarna, ir tik ji dėvisi veikimo metu. Pakeisti šį elementą yra gana paprasta, ir tai nėra susiję su didelėmis sąnaudomis.
• Sraigtiniai. Tinka klampioms abrazyvinėms terpėms, kuriose yra iki 50% kietųjų dalelių. Tokie siurbliai nepažeidžia pumpuojamo gaminio struktūros, jie priskiriami savisiurbių tipui. Darbiniai įrenginio elementai yra „statoriaus-rotoriaus“ sraigtų pora. Įdiegus rotorių į statorių, atsiranda uždarų ertmių grandinė, atskirta viena nuo kitos. Kai agregatas veikia, ertmės juda iš įleidimo angos į išleidimo angą, tuo pačiu juda ir abrazyvinis skystis.

Galutinis siurblio pasirinkimas skystam abrazyvui pumpuoti priklauso nuo konkretaus gaminio tipo ir reikalingų veikimo parametrų (temperatūros, veikimo, slėgio ir kt.).

 

CHEMINĖS MEDŽIAGOS (CHEMIKALAI)

Cheminės medžiagos yra šiuolaikinės pramonės pagrindas. „Chemijos” sudėtis ir ypatingos savybės iškelia svarbius reikalavimus siurbimo įrangai. Cheminių siurblių konstrukcija gali būti skirtinga. Cheminės medžiagos šiandien plačiai naudojamos pramonėje.

Sintetiniai pakaitalai naudojami įvairiose veiklos srityse:

• metalo apdirbimas;
• dažų ir lakų gamyba;
• stiklo gamyba;
• maisto gamyba, ypač konservai;
• žemės ūkio trąšų gamyba;
• celiuliozės ir popieriaus pramonė;
• vaistų pramonė;
• atominė energija;
• tekstilės industrija.

Be to, chemikalai naudojami gesinant gaisrus, valant vandenį. Naudojamas chemines medžiagas galima suskirstyti į dvi rūšis: organines ir neorganines. Pirmasis apima gamtinių dujų ir naftos darinius. Antrasis apima rūgštis, šarmus, sieros junginius, cianidus, sunkiuosius skysčius (bromoformą ir kt.).

Reikalavimai cheminių medžiagų pumpavimo siurbliams

Naudojama siurblinė įranga, kuri turi griežtai atitikti tam tikrus reikalavimus:

• Siurblio medžiaga. Daugelis chemikalų yra agresyvios terpės (pavyzdžiui, rūgštys, šarmai, tirpikliai), jų aktyvioji sudėtis gali neigiamai paveikti įprastas medžiagas, pavyzdžiui, sukelti jų koroziją. Paprasčiau tariant, cheminiai siurbliai turi pumpuoti viską, kas tirpsta, dega ir pan. Todėl jų darbinis paviršius, kuris tiesiogiai liečiasi su chemine medžiaga, yra pagamintas iš medžiagos, kuri su ja nereaguoja, taip pat atlaiko aukštą slėgį ir temperatūros diapazoną. Šiuos reikalavimus atitinka plienas (kurio sudėtyje yra chromo, vario, nikelio, molibdeno), titanas, geležies ir silicio lydinys, teflonas, polipropilenas ir kt. O štai ketus, priešingai, jis yra aktyviai naikinamas „chemijos“ ir to pasekoje išsiskiria geležies jonai. Tai reiškia, kad pradinė pumpuojamo skysčio struktūra pasikeis.
• Sandarumas. Siurbimo procesas turi būti visiškai izoliuotas. Iš tikrųjų tarp chemikalų yra ne tik agresyvių, bet ir sprogstamųjų medžiagų, o jų nutekėjimas gali sukelti žalingas pasekmes aplinkai, sužeisti žmones. Todėl siurblio velenas turi būti su specialiu sandarikliu.
• Siurblio elektros variklio galia turi būti apskaičiuota labai tankiems skysčiams, nes daugumos koncentruotų šarmų ir rūgščių tankis yra 1,5–2 kartus didesnis už vandens tankį.
• Srauto greičio tikslumas, reikalingas našumo lygis. Kai kuriais atvejais, gaminant cheminius produktus, reikalinga labai tiksli reagentų dozė (pavyzdžiui, farmakologijoje).

Apskritai, siurblio pasirinkimas konkrečiai pumpuojamai terpei nėra lengva užduotis. Tai priklauso nuo skysčio sudėties, jo agresyvumo laipsnio: netinkamo parinkimo klaidos lems greitą susidėvėjimą. Galios apskaičiavimas taip pat yra individualus: dauguma cheminių skysčių pasižymi rišančiomis savybėmis, dėl kurių padidėja apkrova siurblio darbo rato mentims. Todėl geriau pasirinkti prietaisą su galios rezervu, kitaip variklis bus perkrautas, jo apvija sudegs.

Į cheminio siurblio sumontavimo vietą taip pat reikia atkreipti dėmesį ir užtikrinti būtinas saugos priemones. Tam reikia įrengti atskiras patalpas, nes cheminiai reagentai yra pavojingi sveikatai.

Cheminių siurblių konstrukcijos ypatybės

Pati cheminių siurblių konstrukcija nedaug skiriasi nuo bendros paskirties siurblių. Pagal konstrukciją galima būtų išskirti šiuos tipus:

• konsolinis ir monoblokas. Pirmuoju atveju darbinė (hidraulinė) siurblio dalis yra sujungta su elektros varikliu per movą. Monoblokuose sparnuotė montuojama tiesiai ant variklio veleno.
• vertikalus ir horizontalus. Vertikalūs yra stacionarūs talpų su pavojingomis terpėmis įrenginiai. Horizontalūs, kaip taisyklė, yra konsoliniai agregatai ir pasižymi dideliu našumu.
• panardinami ir statinių. Pirmieji plačiau naudojami chemijos pramonėje ir turi vertikalią konstrukciją. Talpų siurbliai pasižymi paprastesne konstrukcija ir tvirtinami prie rezervuaro (statinės) , išsiskiria didesniu produktyvumu.

 

ETANOLIS

Etilo alkoholis yra sprogi ir agresyvi terpė, todėl šio skysčio pumpavimo įranga turi būti unikali. Į ką reikia atkreipti dėmesį renkantis siurblį etilo alkoholio pumpavimui?

Etilo alkoholis gali būti rektifikuotas (išgrynintas, maistas) – jis gaminamas iš augalinių medžiagų (iš melasos, vaisių, grūdų), daugiausia naudojamas maisto pramonėje kaip kvapiosios ar priedinės medžiagos. Stiprumas yra apie 95%. Yra medicininio alkoholio – jo kokybė yra aukštesnė nei maistinio, stiprumas, atsižvelgiant į paskirtį, gali būti 70% arba 96%. Galiausiai yra dar viena rūšis – techninis etilo alkoholis: stiprumas paprastai yra 92%, o alkoholyje gali būti toksiškų priedų – jis naudojamas ploviklių, dažų ir lakų, tirpiklių ir kt. gamybai.

Siurblys etilo alkoholiui pumpuoti nustatomas pagal skysčio savybes ir siurbimo įrangos paskirtį. Renkantis siurblius, reikia atsižvelgti į tam tikras taisykles:

• Etilo alkoholis, nepaisant jo paskirties, yra tirpiklis. Todėl rinkdamiesi siurblį atkreipkite dėmesį į tai, kad sandarikliai ir įrangos darbiniai paviršiai turi būti pagaminti iš medžiagų, atsparių agresyviam alkoholio poveikiui;
• Norint pašalinti alkoholio ar jo garų nutekėjimo riziką, būtina pasirinkti sandarią įrangą;
• Nepamirškite, kad alkoholis yra degus skystis, todėl šią terpę pumpuojantys siurbliai turi būti atsparūs ugniai ir sprogimams, be to, įrangoje turi būti įrengtas įžeminimas;
• Alkoholio virimo temperatūra yra žemesnė už vandens virimo temperatūrą, todėl, įsiurbimo metu, yra tikimybė kavitacijos proceso kilimui;
• Kalbant apie maistinio alkoholio pumpavimą, įranga turi atitikti maisto pramonės siurbliams keliamus reikalavimus.

Kokio tipo siurblį pasirinkti?

Priklausomai nuo tikslų ir uždavinių, kuriuos turi išspręsti siurbimo įranga, etilo alkoholiui pumpuoti gali būti naudojami cheminiai išcentriniai, maisto, diafragminiai, sūkuriniai, peristaltiniai ar dozavimo siurbliai.

Kaip matote aukščiau, yra daugybė variantų. Tuo pačiu metu universalūs etilo alkoholio pumpavimo siurbliai dar nebuvo išrasti: norint išspręsti konkrečias problemas, reikia pasirinkti tam tikrą įrangą. Kiekvienu konkrečiu atveju yra labiau tinkamų ir optimalių variantų:

• Labiausiai įperkamas ir efektyviausias sprendimas yra išcentriniai siurbliai, su sprogimui atsparia versija. Atkreipkite dėmesį, kad siurblys turi būti su sprogimui atspariu varikliu – tai yra privaloma sąlyga, nes etilo alkoholis yra degus produktas;
• Diafragminiai pneumatiniai siurbliai būtų tinkamas pasirinkimas, tačiau vėlgi, reikia atsižvelgti į alkoholio savybes ir įrengti gerą įžeminimą bei sprogioms aplinkoms pritaikytus diafragminių siurblų modelius;
• Peristaltiniai siurbliai puikiai atlieka šios terpės pumpavimo užduotis, tačiau tai yra brangesnė įranga, palyginti su išcentriniais sparnuotės ir diafragminiais siurbliais.

 

EMULSIJOS

Technologiniuose procesuose dažnai reikia pumpuoti emulsijas. Tokio tipo skysčiai naudojami beveik visur: maisto pramonėje, vaistų gamyboje, metalo apdirbimo, statybų, naftos perdirbimo ir kt. Prieš renkantis siurblį emulsijai pumpuoti, labai svarbu susipažinti su fiziniais pumpuojamos terpės parametrais, pagrindinėmis jos savybėmis.

Pagrindiniai emulsijų pumpavimo sunkumai

• Nemažai emulsijos skysčių yra jautrūs fiziniam poveikiui. Tai reiškia, kad transportuojant terpę, ją perpumpuojant, galima naudoti tik tokį emulsijos siurblį, kuris nepažeis fizinės terpės struktūros.
• Emulsijos, kontaktuodamos su oru, dažnai sukietėja. Dėl šios priežasties emulsijos pumpavimo siurblys turi užtikrinti pumpavimo proceso sandarumą.

Siurblys emulsijų pumpavimui turi atitikti keletą reikalavimų:

• darbas su įvairiomis klampumo vertėmis;
• galimybė dirbti sausai;
• savaiminio įsiurbimo funkciją (savisiurbis);
• būti lengvai valomas ir prižiūrimas;
• pasižymėti atsparumu temperatūros pokyčiams ir kt.

Svarbu! Būtina atskirti įrangą, skirtą darbui su emulsijomis, ir pumpuojant kitas medžiagas. Pavyzdžiui, bitumo siurbliai yra skirti dirbti su bitumu ir gali atlaikyti iki 350°C temperatūrą. Bitumo emulsijos siurblys paprastai veikia skirtingu temperatūros diapazonu, iki 85–90°C.

Yra tam tikrų tipų emulsijos, kurioms svarbu išlaikyti tam tikrą temperatūros režimą. Pavyzdžiui, latekso emulsijas galima pumpuoti tik esant + 5 … + 30°C temperatūrai. Viršijus šią normą, skystis praranda pagrindines savybes.

Skirtingų tipų siurblinės įrangos naudojimo ypatybės dirbant su emulsijomis

• Vertikalus išcentrinis siurblys gali būti naudojamas dirbant su emulsijomis, jei sandarikliai yra papildomai aušinami. Taip išvengiama nuosėdų susidarymo ant įrangos veleno. Kaip sandarikliai tokiais atvejais dažnai naudojamas hidroužtvaras su riebokšliu. Dažnai išcentrinė technologija naudojama kartu su pagalbine siurbimo įranga.
• Dirbant su emulsijomis, gali būti naudojamas aukšto slėgio rotacinis ir sraigtinis siurblys. Šiuo atveju skysčiai su padidėjusia klampa pumpuojami mažu greičiu. Stūmokliniai siurbliai taip pat gali būti naudojami su mažai fiziniam poveikiui jautriais skysčiais.
• Krumpliaratinis siurblys leidžia sukurti aukštą slėgį, o tai ypač svarbu dirbant su didelio klampumo skysčiais. Jie yra patogūs dėl savo paprastumo ir palyginti mažos kainos. Jie išsiskiria gebėjimu išsiurbti darbinę terpę, net kai darbo kamera yra visiškai pilna. Jei reikia, galima pakeisti darbo terpės judėjimo kryptį. Reikėtų nepamiršti, kad krumpliaratiniai siurbliai gali sunaikinti emulsijos struktūrą, todėl jų negalima naudoti su visais emulsijos skysčiais. Be to, šie agregatai nėra suprojektuoti taip, kad jie veiktų sausai – tai sukels įrangos gedimą.
• Diafragminiai siurbliai dažnai naudojami, kai reikia pumpuoti labai jautrias emulsijas. Įranga turi tvirtą metalinį korpusą, kuris garantuoja hermetišką procesą. Be to, šie siurbliai neturi veleno ir sandariklių, kurie taip pat užtikrina absoliutų skysčio pumpavimo proceso sandarumą. Diafragminių siurblių naudojimas leidžia sumažinti darbinės terpės kontaktą su įvairiomis dalimis, užtikrinti emulsijos pumpavimo proceso delikatumą. Užtikrinamas pastovus pumpuojamos terpės srauto greitis.

 

ELEKTROLITAS

Elektrolitų, rūgščių, šarmų, taip pat kitų kenksmingų ar toksiškų medžiagų saugiam perpumpavimui naudojamas elektrinis arba rankinis siurblys. Tokią pramoninę įrangą perka metalo galvanizavimo įmonės, chemijos ir fotolaboratorijos. Be to, nuotekų neutralizavimo stotyse naudojami elektrolitų siurbimo siurbliai.

Reikalingos įrangos tipas parenkamas priklausomai nuo pumpuojamo elektrolito. Dažniausiai naudojami:

• rūgštims atsparūs įtaisai;
• šarmams atsparūs įrenginiai;
• siurbliai, atsparūs agresyviai terpei.

Elektrolitų pumpavimui skirtų siurblių tipai

Elektrolitų pumpavimo siurblius galima suskirstyti į dvi dideles grupes. Pažvelkime į kiekvieną iš jų atidžiau:

Panardinami cheminiai siurbliai yra tinkami dideliems elektrolitų kiekiams pumpuoti. Populiariuose įrangos modeliuose yra magnetinė pavara. Jos dėka tarp variklio veleno ir siurblio sparnuotės susidaro bekontaktė sistema. Dėl to, kad nėra sandariklių, skysčių pumpavimo proceso patikimumas padidėja iki didžiausio laipsnio.

Savo ruožtu cheminiai siurblius galima suskirstyti į pogrupius:

• horizontalūs įrenginiai;
• pusiau panardinami siurbliai;
• ašiniai ir hermetiniai siurbliai;
• segmentiniai daugiapakopiai;
• dvipusio įėjimo.

Mažiems skysčių kiekiams, nuo neutralių ir chemiškai neaktyvių iki agresyvių, pumpuoti naudojama mažo ir vidutinio pajėgumo įranga, būtent:

• siurbimo įtaisai, kurių principas yra perteklinio slėgio pumpavimas į indą. Pagrindiniai šios pramoninės įrangos privalumai yra patikimumas ir paprastas naudojimas. Bendras vieno pamainos našumas gali siekti 6000 litrų.
• panardinamas cheminis siurblys, leidžiantis reguliuoti našumą.

Išcentriniai siurbliai. Dinaminio tipo išcentriniai siurbliai įgavo pavadinimą nuo veikimo principo, kai skystis juda iš centro į periferiją, varomas darbo rato.  Norint pasirinkti tinkamą elektrolitui pumpuoti išcentrinį elektrinį siurblį, reikia atsižvelgti į keletą aplinkybių. Pirma, galite įsigyti siurblį su galimybe aptekinti siurblio darbo ratą, kad pakeistumėte technines charakteristikas. Antra, šiuolaikiniai modeliai leidžia reguliuoti slėgio charakteristikas. Kuo didesnis našumas – tuo mažesnis slėgis. Kad siurblys būtų ekonomiškas, reikia užtikrinti, kad darbo kreivės aukščiausio naudingumo taškas atitiktų maksimalaus efektyvumo vertę.

Galiausiai svarbu, kad renkantis siurblį elektrolito pumpavimui, reikia teisingai pasirinkti pumpavimo įrangos medžiagą. PH vertės nustatymas padeda įvertinti elektrolito poveikį įrangos medžiagoms.

 

GLIKOLIS

Glikolis yra dviejų atomų alkoholių atstovas. Ši medžiaga yra paklausi kaip šilumos nešiklis. Dėl šios terpės pobūdžio jos pumpavimui naudojami specialūs siurbliai. Jis ypatingas savo fizinėmis savybėmis: verda tik aukštoje temperatūroje ir užšąla – 65 °C temperatūroje. Palyginti su kitais antifrizais, glikolis pasižymi maža kaina. Tačiau šis aušinimo skystis yra gana toksiškas, pavojingas žmogaus organizmui, nurijus, jis gali sukelti nepagydomas patologijas ir net mirtį. Todėl medžiaga naudojama labai atsargiai. Šiuolaikinėje pramonėje glikolis naudojamas ne gryna forma, o kaip įvairių junginių dalis.

Jis naudojamas šiose srityse:

• mechanikos inžinerija ir instrumentų gamyba;
• gavybos pramonė (uolienos, nafta, dujos);
• chemijos pramonė;
• maisto pramonė;
• šildymo ir oro kondicionavimo sistemose kaip šilumos nešiklis ir aušintuvas.

Kai šildymo sistemose naudojamas įprastas vanduo, jau esant 0°C temperatūrai, jis pradeda kristalizuotis, o tai gali sukelti vamzdžių plyšimą. Šios problemos galima išvengti pridedant glikolio. Medžiagos koncentracijos laipsnis nustatomas atsižvelgiant į regiono klimatą, dažniausiai jis neviršija 30%. Lyginant su vandeniu, glikolis metalą koroziškai veikia mažiau, tačiau poveikis vis tiek yra. Todėl pramonėje medžiaga naudojama su įvairiais priedais. Tai leidžia sumažinti glikolio agresyvumą, kad būtų išvengta įrangos gedimo. Dažniausiai naudojami inhibitoriai yra karboksirūgštis. Toks sprendimas gali būti naudojamas uždaroje šildymo ar aušinimo tinklo grandinėje daugiau nei 10 metų.

Kaip aušinimo skystis naudojami keli glikolio tipai:

• etilenglikolis (šildymo kontūruose);
• propilenglikolis (maisto pramonėje, nes jis nėra toksiškas);
• monopropilenas (gaminant stabdžių skysčius, kremus, šampūnus, pastas ir kt.).

Reikalavimai glikolio pumpavimo siurbliams

Efektyviam glikolio pagrindu pagamintų šilumos nešiklių funkcionavimui, būtina sumontuoti atitinkamą įrangą – galingus cirkuliacinius siurblius. Jų naudojimą lemia šie veiksniai:

• glikolio klampa yra didesnė nei vandens, todėl jį sunkiau transportuoti per šildymo sistemą;
• medžiaga pasižymi didesniu takumu;
• glikolio šiluminė talpa yra mažesnė nei vandens. Atitinkamai, per vieną laiko vienetą reikia perpumpuoti daugiau produkto;
• kadangi kai kurie glikolio tipai yra toksiški žmonėms, siurblys turi būti kuo sandaresnis.

Tinkamos siurbimo įrangos tipai

Glikolio terpėms transportuoti reikalingi tūrinio tipo veikimo principo siurbliai:

• peristaltiniai;
• sraigtiniai;
• krumplaratiniai.

Konkretaus tipo įrangos pasirinkimas priklauso nuo tam tikrų veiksnių: įrenginio vietos, jo veikimo dažnio, reikiamo našumo ir slėgio.

 

KLAMPŪS SKYSČIAI

Klampios terpės apima skysčius, kurie yra labai tąsūs ir sunkiai teka. Todėl klampumas yra viena iš pagrindinių skysčių savybių ir nustatomas tokiu būdu: kuo didesnis skysčio atsparumas tekėjimui ir deformacijai, tuo jis yra klampesnis. Klampumas bus didesnis arba mažesnis, priklausomai nuo skysčių sudarančių molekulių ar dalelių atsparumo, kai jos išsiskiria arba deformuojasi. Kuo didesnė molekulių sukibimo jėga, tuo didesnė klampa.

Siurblių klampioms terpėms pumpuoti naudojimo sritys

Klampiųjų skysčių siurbliai naudojami daugelyje pramonės šakų. Pavyzdžiui, statybose jie yra nepakeičiami dirbant su betono mišiniais. Įranga plačiai pritaikyta maisto pramonėje, kur įvairių produktų tankis ir klampa labai skiriasi. Siurbliai naudojamas darbui su jogurtais, varške ir sviestu, gaminant mėsą ir konditerijos gaminius. Ši technika taip pat naudojama perdirbant uogienes, medų, konservus ir įvairias daržovių bei vaisių tyreles. Pagrindinė tokios įrangos naudojimo sąlyga yra sterilumas ir visiškas sanitarinių bei higienos standartų laikymasis. Dėl aukštų standartų siurblys taip pat naudojamas chemijos pramonėje. Dažų, lakų, klijų ir kitų skystų medžiagų gamyba neapsieina be jo. Kosmetikos srityje prietaisas naudojamas kremams, geliams, serumams, dantų pastoms gaminti. Naftos pramonė taip pat naudoja klampiųjų skysčių siurblius. Siurblys tuo pačiu būdu naudojamas ir kasybos pramonėje – sierai, durpių masėms išgauti ir gabenti, net anglims išgauti.

Siurblių konstrukcija ir tipai

Kadangi fizikinės medžiagų savybės labai skiriasi, būtina naudoti tinkamo tipo ir konstrukcijos klampiems skysčiams skirtą siurblį.

Peristaltiniai siurbliai. Jie išsiskiria atsparumu dilimui ir aukštu patikimumo lygiu. Jie naudojami maisto pramonei, dažų ir lakų bei naftos produktų, emulsijų, koncentruotų rūgščių terpių, taip pat medžiagų, pasižyminčių didelėmis ėsdinančiomis savybėmis, pumpavimui. Siurblio veikimo principas yra panašus į turinio išspaudimo iš vamzdžio procesą. Darbas su klampia terpe vyksta taip atsargiai, kad tai visiškai nepažeidžia pumpuojamos medžiagos struktūros. Kietųjų dalelių elementai esantys terpėje nepažeidžia siurblio konstrukcijos, nes terpė tiesiogiai nesiliečia su siurblio dalimis, o tik su žarna.

Sraigtiniai siurbliai. Skirti skysčiams pumpuoti iš statinių ir įvairių talpyklų. Labai efektyvi, bet didelių gabaritų įranga. Tinka didelėms ir vidutinėms įmonėms. Siurblyje gali būti įrengtas didesnio klampumo skysčių priėmimo bunkeris. Pagrindinis bruožas yra tolygus klampių masių tiekimas. Susitvarko su nevienalytėmis pumpuojamos terpės struktūromis. Veikia praktiškai be triukšmo.

Krumpliaratiniai siurbliai. Labiausiai paplitęs tipas. Taip yra dėl to, kad siurblys gali veikti visose pramonės srityse. Jo konstrukcija leidžia susidoroti su aukšta temperatūra, iki 320°C. Vienintelis naudojimo apribojimas yra maisto ir farmacijos gamyba. Kadangi įranga pagaminta iš ketaus arba plieno, ji nėra naudojama galutiniam produkto apdorojimui. Prietaisas gali apdoroti dervas ir polimerus. Naudojant jis nekeičia medžiagos struktūros ir savybių. Jis gali dirbti su klampiomis medžiagomis, kurių temperatūra yra įvairi. Taip pat tinka greitai vėstančioms medžiagoms, tokioms kaip parafino vaškas.

Membraniniai siurbliai. Santykinai kompaktiška įranga mažoms ir vidutinėms įmonėms. Įranga pagaminta iš įvairių medžiagų ir gali būti naudojama net maisto ir kosmetikos pramonėje. Darbas su siurbliu ypač aktualus chemijos pramonėje, dirbant su dažais ir lakais. Klampioji terpė nesiliečia su įrenginio dalimis, o tai neleidžia papildomoms medžiagoms patekti į ją. Tokie siurbliai puikiai dirba su nehomogeninėmis terpėmis su kietais intarpais, jie tinka agresyvioms ir sprogioms masėms.

Siurblių parinkimas

Siurblio pasirinkimas priklauso nuo tam tikros medžiagos klampumo laipsnio. Pvz., palyginti su vandeniu, dyzelinio kuro klampa yra didesnė, tačiau mažesnė, jei lyginti su medaus ar bitumo. Todėl, renkantis įrangą, svarbu žinoti, ką tiksliai reikės pumpuoti. Priimta laikyti, kad maža klampa yra iki 500 cSt, nedidelė – iki 1500 cSt. Tai gali apimti alyvą, o bet koks tūrinio tipo (tiesioginio skysčio perstūmimo) siurblys atliks šį darbą. Vidutinė klampa nurodoma nuo 1500 iki 10 000 cSt. Tokiu atveju tinkami: lanksčios sparnuotės, sraigtiniai ir diafragminiai pneumatiniai siurbliai. 10 000–100 000 cSt – didelio klampumo skysčiai. Jiems tinka krumpliaratiniai, sraigtiniai, stūmokliniai siurbliai. Rodiklis, viršijantis 100 000 cSt, reiškia labai klampius skysčius. Su jais gali dirbti ne visa įranga, o tik stūmokliniai ir sraigtiniai siurbliai.

Pagrindinė klampių skysčių pumpavimo siurblių charakteristika yra sustiprinta jų konstrukcija. Medžiagos, kurias gali pumpuoti tokia įranga, be klampos, turi keletą savybių:

• lipnumas;
• susiklijavimas;
• kietėjimo lengvumas;
• tankis.

Todėl klampių skysčių siurbliai skiriasi galia ir yra suprojektuoti atsižvelgiant į specifines pumpuojamos medžiagos fizines savybes:

• gebėjimas putoti;
• nevienalytė tekstūra;
• mažų ar didelių dalelių terpėje buvimas.

 

ŠARMAI

Šarmai yra plačiai naudojami šiuolaikinėje pramonėje. Pasižymėdamos ypatingomis savybėmis, šios medžiagos reikalauja, kad būtų naudojami specialūs siurbimo įrenginiai. Išcentriniai ir membraniniai siurbliai turi tam reikalingas savybes.

Šarmai yra vandenyje tirpios stiprios bazės, tam tikrų metalų (būtent natrio, kalio, bario ir kt.) hidroksidai. Jie taip pat gerai ištirpsta alkoholyje ir gali atlaikyti labai aukštą, iki 1000°C temperatūrą. Šarmai reaguoja su rūgštimis, tokiu būdu susidaro druska ir vanduo (įvyksta neutralizavimo reakcija). Be to, tai yra aktyvūs cheminiai reagentai: sąveikaudami su oru, jie sugeria ne tik vandens garus, bet ir azoto dioksido bei vandenilio sulfido, anglies dioksido ir sieros dioksido molekules. Šios medžiagos yra chemiškai agresyvios, galinčios sunaikinti daugelį medžiagų (pavyzdžiui, odą, audinius, medieną, stiklą ir kt.). Todėl jie vadinami kaustiniais (kaustiniu bariu, kaustine soda). Šarmai turi būti laikomi hermetiškame inde.

Šios medžiagos yra labai paklausios pramonėje:

• chemijos (reikalingos dažikliams, gumai, buitinėms cheminėms medžiagoms gaminti: plovikliai, metalinių paviršių valymo priemonės ir kt.);
• maisto perdirbime, gaminant konditerijos gaminius, gėrimus, ledus ir kt.)
• farmakologijoje (įtraukta į vaistų sudėtį);
• popieriaus, celiuliozės gamybai;
• kosmetikoje;
• tekstilės pramonėje (dirbtinių pluoštų gamyboje);
• žemės ūkyje trąšų gamyboje;
• gaminant dyzelinį kurą;
• kaip elektrolitai.

Tokiam aktyviam šarmų naudojimui pramoniniuose procesuose reikalinga tinkama siurbimo įranga produkto pumpavimui (kalbant apie skystą šarminį tirpalą).

Reikalavimai šarmų siurbimo įrangai

• Siurbimo agregatai darbui su šarmais parenkami atsižvelgiant į šių medžiagų savybes:
• Prietaisas turi būti pagamintas iš medžiagos, kuri yra chemiškai atspari agresyvioms terpėms, korozijai ir atspari sprogimams. Šiuos reikalavimus atitinka nerūdijantis plienas, titanas.
• Šarminės terpės nutekėjimas per sandariklius yra neleistinas. Todėl įrangoje dažniausiai naudojamas fluorelastomeras, o darbui su aukštos temperatūros medžiagomis – EPDM ir FFKM (taip pat įvairios gumos).
• Šarmai yra labai kristalizuojančios medžiagos. Todėl šarminius siurblius po naudojimo būtina išplauti. Siurbliai privalo būti suprojektuoti su šia galimybe.

Paprastai šarminiai siurbliai nėra labai specializuoti, jie taip pat gali būti naudojami rūgštims, dumblui ir kitiems agresyviems bei abrazyviniams produktams pumpuoti.

Šarminių siurblių tipai

Šarmams pumpuoti naudojami įvairių tipų siurbliai. Vienas iš populiariausių variantų yra išcentrinis siurblys. Jie pumpuoja terpę naudojant greitai besisukančią sparnuotę su mentėmis. Darbaratis tvirtinamas ant veleno, kuris yra sujungtas su elektros varikliu. Kad šarmai nepatektų iš darbinės kameros į pavarą, naudojamas patikimas veleno sandariklis. Agresyvioje aplinkoje jis susidėvi greičiau nei įprasta. Todėl įrangą periodiškai reikia prižiūrėti, sustabdant ir išardant siurblį. Dirbant su šarmu, patartina naudoti vertikalius išcentrinius siurblius (jei leidžia sąlygos). Tuo pačiu metu jie yra sumontuoti taip, kad cilindrinis korpusas būtų panardintas į talpą su medžiaga, o pavara liktų virš jo. Produktas išeina iš darbo kameros per atskirą išleidimo angą. Atitinkamai tokiomis sąlygomis nutekėjimo link elektrinės pavaros nėra, o sandariklių iš esmės nereikia, o kritinės situacijos atveju skystoji terpė paprasčiausiai nutekės iš siurblio atgal į talpą.

Diafragminiai pneumatiniai siurbliai taip pat naudojami šarmams pumpuoti. Jie priklauso tūrinio tipo siurbliams. Pagrindinis darbinis elementas čia – elastinga membrana. Jos judesiai pakaitomis mažina ir didina sandarios kameros tūrį. Dėl to korpuso viduje susidaro aukšto ir žemo slėgio zonos, medžiaga įsiurbiama ir pumpuojama. Eksploatuojant tokį siurblį, reikia sekti tai, kad laiku būtų pakeista diafragma. Priešingu atveju, susidėvėjus, diafragma gali plyšti, o pumpuojamas agresyvus skystis pirmiausia patenka į oro kamerą, o po to į pneumatinį valdymo mechanizmą. Tai sugadins įrangą ir sukels avarinę situaciją.

 

ŠOKOLADAS

Šokoladui pumpuoti maisto pramonėje naudojami specialūs siurbliai. Į gamybos linijas sumontuota įranga turi užtikrinti, kad būtų išlaikomos slėgio ir temperatūros sąlygos dirbant su produktu. Šokolado gaminimas maisto pramonėje nėra lengvas procesas. Reikalinga atlikti daugiau nei vieną technologinę operaciją, kol galutinis produktas gaunamas iš pagrindinės gamybos žaliavos – kakavos pupelių. Pagrindinė šokolado pumpavimo problema yra susijusi su tuo, kad visi produktai klasifikuojami kaip disperguojantys. Kitaip tariant, skysčio viduje yra dalelių disperguotos fazės ar medžiagos pavidalu, o pats skystis yra tik išorinė fazė.

Renkantis šokolado masės pumpavimo siurblį, būtina atsižvelgti į šio produkto savybes:

• ženklūs pumpuojamo gaminio abrazyvumo parametrai;
• padidėjusios klampumo savybės (ypač melasoje ir karamelėje, kurios dažnai naudojamos kaip šokolado gaminių komponentai);
• galimybė greitai sutirštėti (iki visiško sustingimo) sumažėjus temperatūrai – dėl augalinių ar gyvūninių riebalų kiekio masėse;
• pagrindinių skysčio charakteristikų pokytis esant temperatūrų skirtumams;
• padidėjusi priemaišų nusėdimo rizika.

Kas atsitinka pumpuojant šokoladą? Šokolado masėje išsisklaidžiusios dalelės judėjimo metu prispaudžiamos viena prie kitos. Tai labai apsunkina judėjimo procesą nukreiptame sraute: atsiranda pasipriešinimas, kuris neleidžia laisvai tekėti. Padidėjus slėgio rodikliams, skystis išstumiamas iš išsklaidytos masės. Tai tampa didelių kietųjų dalelių grupių susidarymo masėje priežastimi. Šokolado ar šokolado glazūros pumpavimui skirtų siurblių konstrukciniai elementai yra nuolat veikiami slėgio ir dilimo. Siekiant sumažinti siurbimo įrangos gedimo riziką, sukuriami specialūs įtaisai, kuriuose tarpai tarp darbinių paviršių didesni, veikiantys mažesnėmis apsukomis, o tai padeda sumažinti judančios masės srauto greitį ir slėgį.

Šokolado ir šokolado gaminių pumpavimo siurblių tipai

Šokolado pumpavimo siurblių pasirinkimas daugiausia priklauso nuo to, kokius technologinius procesus reikia užtikrinti. Tinkamiausia įranga šiai žaliavai yra:

• krumpliaratiniai siurbliai. Naudojami šokolado pumpavimui, sandėliavimui ar tolesniam perdirbimui;
• kumšteliniai siurbliai. Jie naudojami iš šokolado pagamintiems gataviems produktams: šokolado-karamelės mišiniams, glajui, produktams su razinomis, riešutams, sausainiams ir kitiems priedams pumpuoti.

Siurbimo įrangos darbo sąlygų specifika

Šokoladas pumpuojamas tik esant tam tikrai temperatūrai. Bet kuriame siurblyje (ar tai būtų krumpliaratiniai, ar skysčio žiediniai vakuuminiai siurbliai šokoladui su poromis, ar šokolado glajui skirtai įrangai) yra įrengti specialūs „marškiniai” papildomam šildymui. Tai būtina, kad gaminys nesustingtų judant prietaisų viduje, net ir tais atvejais, kai technologiniai procesai vykdomi su trumpomis pertraukomis. Šokoladas, sustingęs siurblio viduje, sukels problemas pakartotinai paleidžiant įrangą, o tai sumažins gamybos produktyvumą.

Visi procesai vyksta tik tam tikru greičiu, kad nebūtų pažeista produkto struktūra ir jo fizinės bei cheminės savybės. Rotoriaus apsisukimai darbo metu negali būti per dideli ir apskaičiuojami kiekvienam konkrečiam atvejui, atsižvelgiant į gamybos proceso ypatumus. Prietaisai gaminami iš maistinio nerūdijančio plieno ir turi atitinkamus sertifikatus. Taip pat leidžiama naudoti ketaus įrangą. Svarbu tai, kad standartai draudžia maisto gamyboje naudoti įrangą, kurios gamyboje panaudoti metalai ir kitos medžiagos, turinčios toksinių medžiagų, elementų, pasižyminčių kaupiamosiomis savybėmis, medžiagos, galinčios turėti mutageninį, alerginį, kancerogeninį ir kitą neigiamą poveikį naudojami žmogaus sveikatai.

 

Daugiau informacijos apie siurblių parinkimą atitinkamoms terpėms rasite žemiau pateiktoje lentelėje (paspauskite ant nuorodos):

Pagrindinių pramoninių siurblių tipų pasirinkimo ir savybių suvestinė lentelė