جنس دیافراگم در پمپ دیافراگمی

طراحی پیستون انتگرال دسته جدیدی از دیافراگم‌ها را ایجاد کرده است که می‌تواند نیازهای سنتی نرخ جریان، بالابر مکش و کارایی را برآورده کند و در عین حال محدودیت محصول را بهبود بخشد.

معرفی

هنگام تعیین سطح عملکرد پمپ‌های دو دیافراگمی هوادار (AODD)، انتخاب موتور هوای مناسب عموماً مهمترین انتخابی است که کاربر باید انجام دهد. با این حال، انتخاب نوع مناسب دیافراگم نیز مهم است که عملکرد و قابلیت اطمینان آن مستقیماً بر میانگین زمان پمپ بین خرابی (MTBF)، ایمنی کاربرد، و راندمان عملیاتی و سازگاری تأثیر می گذارد. از آنجایی که قطعاتی که در حین کار پمپ AODD دائماً در حرکت هستند – با هر گونه خرابی یا خرابی که منجر به نشت محصول غیرقابل انکار و اغلب خطرناک می شود – باید در مورد انتخاب دیافراگم توجه دقیقی صورت گیرد.

قبل از انتخاب دیافراگم بهینه برای یک کاربرد خاص، باید چندین فاکتور در نظر گرفته شود. تجربه قبلی همیشه می تواند به اپراتور در انجام این انتخاب کمک کند، اما برنامه های کاربردی جدید یا متفاوت نیاز به تحقیق دارند و ممکن است استفاده از کمک شخص ثالث را تضمین کند تا مشخص شود کدام دیافراگم با موفقیت بیشتری نیازها و پارامترهای خاص برنامه را برآورده می کند.

هنگام انتخاب دیافراگم، معمولاً هفت فاکتور اصلی باید در نظر گرفته شود:

• مقاومت شیمیایی – سازگاری مواد با سیال در حال پمپاژ
• محدوده دما – قابلیت انعطاف پذیر ماندن در دماهای پایین و عدم تخریب در دماهای بالا
• مقاومت در برابر سایش – توانایی مقاومت در برابر سایش و اصطکاک در اثر تماس با جامدات و ذرات در سیال پمپاژ شده
• استانداردهای بهداشتی – الزاماتی که دیافراگم با استانداردهای بهداشتی یا بهداشتی مطابقت دارد
• شرایط ورودی – ظرفیت پمپاژ سیال از یک مکان به مکان دیگر
• Flex Life – طول عمر مورد انتظار دیافراگم قبل از نیاز به تعویض
• هزینه – کل هزینه مالکیت تعیین شده توسط عوامل متعدد، مانند قیمت اولیه، عمر انعطاف پذیر درجه بندی شده برای برنامه، و هزینه های خرابی و کار تعویض دیافراگم

برای کمک به سازندگان برای آشنایی بیشتر با مواد مختلف ساخت دیافراگم و یافتن بهترین دیافراگم برای عملیات خود، Wilden® یک مقاله فنی تهیه کرده است که به طور عمیق به این مناطق می پردازد.

در طول سال‌ها، برای تولیدکنندگان پیشرو AODD آشکار شده بود که بهبود طراحی دیافراگم، مرز بعدی در رابطه با عملکرد بهتر و قابل اطمینان‌تر پمپ است. تولیدکنندگان دیافراگم با این باور که می‌توان دیافراگم بهتری ایجاد کرد، راه‌های بهتری برای ساخت دیافراگم و برآوردن نیازهای عملیاتی خود را آسان‌تر کشف کرده‌اند.

نگرانی در مورد طراحی سنتی پیستون داخلی/خارجی

یکی از طراحان دیافراگم به طور خاص – Wilden ® Pump & Engineering Co – تشخیص داد که خطای اساسی در طراحی دیافراگم سنتی حول کاستی‌های عملیاتی ذاتی دیافراگم‌هایی است که دارای طراحی بیرونی پیستون هستند. پیستون های دیافراگم داخلی و خارجی که اغلب به آنها صفحات گفته می شود، وسیله ای برای اتصال دیافراگم ها به محور مشترک رفت و برگشتی و آب بندی سمت مایع از سمت هوای دیافراگم را فراهم می کنند. در حالی که دیافراگم های پیستون بیرونی در بسیاری از کاربردهای رایج عملکرد قابل تحسینی دارند، این نوع دیافراگم ها دارای برخی ویژگی های عملکرد بسیار نگران کننده هستند.

مهمتر از همه، سایش بیرونی پیستون که در حین کار عادی رخ می دهد، در نهایت منجر به ایجاد یک نقطه نشتی بالقوه می شود. سایش ناشی از تماس بین پیستون بیرونی و دیافراگم یک محصول جانبی اجتناب ناپذیر عملکرد این نوع دیافراگم است. سایش با وجود ذرات ساینده در جریان سیال تشدید می شود که می توانند بین پیستون و دیافراگم محبوس شوند. در بسیاری از موارد، این سایش ساینده علت اصلی خرابی دیافراگم بدون توجه به مواد دیافراگم است. این نه تنها از منظر محصول گمشده، نگهداری و جایگزینی گران است، بلکه از نقطه نظر خطر نیز در صورتی که پمپ مایعات مضر یا خطرناک را جابجا کند، گران است.

طراحی دیافراگم های پیستون بیرونی نیز می تواند منجر به تجمع سیال پمپ شده شود، به خصوص اگر ساینده باشد. در این حالت، ماده ساینده می‌تواند روی پیستون بیرونی جمع شود، زیرا دیافراگم‌های استاندارد دارای پیستون‌های بیرونی صافی هستند که دارای جیب‌ها یا مناطقی هستند که مایعات از نوع ساینده می‌توانند لانه کنند یا به دام بیفتند. مشکل بالقوه دیگر می تواند زمانی رخ دهد که ضخامت “پوست” تجمع مواد به یک سطح معین برسد و در طی فرآیند پمپاژ از بین برود. هر تجمعی که وارد جریان سیال می شود، این قابلیت را دارد که به پمپ آسیب برساند یا در سیستم تولید گیر کند، که می تواند منجر به خرابی های تضعیف کننده، خرابی و هزینه های تعمیر/تعویض شود.

با در نظر گرفتن مشکلاتی که سایش سایش و تجمع مواد می تواند ایجاد کند، صنعت سخت کوش برای توسعه دیافراگم پیستون یکپارچه یا IPD کار کرد. در طراحی IPD، پیستونی که برای حرکت دیافراگم به صورت جانبی در طول حرکت پمپاژ استفاده می شود، در داخل خود دیافراگم محصور می شود. IPD ها همچنین دارای یک سطح صاف با زاویه عملکرد هستند که جریان سیال و مکش را افزایش می دهد و در عین حال تمایل به تجمع مواد روی پیستون بیرونی را کاهش می دهد.

نسل بعدی دیافراگم ها

در حالی که وایلدن IPD را اختراع نکرده است، مهندسان آن توانسته اند یک طراحی منحصر به فرد IPD ایجاد کنند که از سخت افزاری مشابه دیافراگم های تمام سکته استاندارد استفاده می کند، که به این معنی است که هنگام استفاده از Wilden IPD هیچ تغییری در عملکرد وجود ندارد، چیزی که نمی تواند انجام شود. برای سایر طرح های دیافراگم IPD (به تصویر زیر مراجعه کنید) گفته می شود.

به طور خاص، Wilden دو مدل جدید از IPD طراحی کرده است، که هر دو می‌توانند به طول سکته سنتی دست یابند که نرخ جریان، بالابر مکش و کارایی را بهینه می‌کند.

دیافراگم های شیمی فیوز Wilden سطح بالایی از عملکرد پمپاژ را ارائه می دهند که آنها را برای کاربردهای شیمیایی و صنعتی با حجم بالا در حمل مایعات ایده آل می کند . مهمتر از همه، حذف نقطه نشتی بالقوه در پیستون بیرونی، دیافراگم Chem-Fuse را در زمانی که کاربرد شامل انتقال مایعات بحرانی، خطرناک یا خطرناک است، بهترین انتخاب می کند.

ویژگی های اضافی دیافراگم های Chem-Fuse عبارتند از:

• از بین بردن سایش بیرونی پیستون برای طول عمر بیشتر دیافراگم، به ویژه هنگام پمپاژ سیالات ساینده
• قابلیت تمیز کردن آسان برای جابجایی سریعتر بین محصول
• تا 100٪ افزایش جریان و لیفت مکش در مقایسه با سایر دیافراگم های IPD با ضربه کاهش یافته
• ساخت و ساز Wil-Flex، که آنها را 50٪ ارزان تر از دیافراگم های PTFE-ورقه ای می کند.
• سازگاری با مدل‌های پمپ فلزی و پلاستیکی پیچ‌دار Pro-Flo ® SHIFT
• اندازه در دسترس از 25 میلی متر (1 اینچ)، 38 میلی متر (1.5 اینچ)، 51 میلی متر (2 اینچ) و 76 میلی متر (3 اینچ)
• محدوده دما از -40 درجه سانتیگراد تا 170 درجه سانتیگراد (40- درجه فارنهایت تا 225 درجه فارنهایت)
• در دسترس بودن مدل های فشار قوی برای استفاده با پمپ های مدل Wilden H800

دیافراگم های خالص فیوز Wilden به طور خاص برای کاربردهای بهداشتی طراحی شده اند. آنها دارای طراحی یک تکه هستند که نواحی بدنام بین پیستون بیرونی و دیافراگم را از بین می برد که می تواند رشد باکتری ها را تشویق کند. طراحی Pure-Fuse همچنین ساییدگی معمولی ناشی از پیستون بیرونی در دیافراگم سنتی را حذف می‌کند و در نتیجه عمر طولانی‌تری دارد.

در ارتباط با این پیشرفت‌های طراحی، دیافراگم‌های Pure-Fuse می‌توانند جابه‌جایی محصول در هر ضربه و بالابر مکش را در مقایسه با دیافراگم‌های رقابتی بهبود بخشند و در بسیاری از موارد عملکرد رقیب را دو برابر می‌کنند. علاوه بر این، هیچ گونه چسبی در ساخت دیافراگم Pure-Fuse استفاده نشده است، که آن را به گزینه ای عالی برای کاربردهای بهداشتی و بهداشتی حمل مایع تبدیل می کند.

سایر ویژگی ها و ویژگی های عملکرد دیافراگم های Pure-Fuse عبارتند از:

• ساخت و ساز Wil-Flex یا Saniflex، که باعث می شود 50٪ ارزان تر از دیافراگم های PTFE-ورقه ای باشد.
• تعمیر و نگهداری آسان و حداکثر زمان بین تعمیر (MTBR)
• FDA CFR 21.177، EHEDG و گواهینامه 3A برای استفاده در کاربردهای بهداشتی
• موجود در چهار اندازه: 25 میلی متر (1 اینچ)، 38 میلی متر (1.5 اینچ)، 51 میلی متر (2 اینچ) و 76 میلی متر (3 اینچ)
• محدوده دما از -40 درجه سانتیگراد تا 170 درجه سانتیگراد (-40 درجه فارنهایت تا 225 درجه فارنهایت) برای Wil-Flex و -29 درجه سانتیگراد تا 104 درجه سانتیگراد (20- درجه فارنهایت تا 220 درجه فارنهایت) برای Saniflex

از میدان

صحبت در مورد مفاهیم پشت سر پیشرفت در ساخت و عملکرد دیافراگم یک چیز است، اما نمونه های واقعی چیز دیگری است. از زمانی که آنها به بازار معرفی شدند، IPD های Pure-Fuse و Chem-Fuse به سرعت مورد استقبال کاربران خود قرار گرفتند. در اینجا چند نمونه آورده شده است:

• یک تولید کننده رنگ مستقر در ایالات متحده از پمپ های 2 اینچی Wilden AODD با دیافراگم های استاندارد Wil-Flex برای جابجایی دوغاب رنگ دی اکسید تیتانیوم (TiO 2 ) در عملیات تولید خود استفاده می کرد. دیافراگم های Wil-Flex هر سه تا شش ماه یکبار فرسوده می شدند، زیرا دوغاب TiO 2 ساینده بود. با این حال، از زمان تغییر به IPD های Chem-Fuse، پمپ ها برای بیش از سه سال بدون نیاز به تعویض کار می کنند، که طول عمر آنها 6 تا 12 برابر دیافراگم های اصلی افزایش یافته است.
• یک شرکت مستقر در ایالات متحده که یک ترکیب صیقل دهنده برای شیشه و پلاستیک تولید می کند – که دو برابر ساینده تر از TiO 2 است – از پمپ های پلاستیکی Wilden AODD 1 اینچی برای این عملیات استفاده می کرد. پس از تجربه دیافراگم های متعدد، این شرکت در اوایل سال 2016 به IPD های Chem-Fuse روی آورد و از آن زمان تاکنون هیچ خرابی دیافراگم نداشته است.
• پس از کار بر روی مدل های بی شمار دیافراگم بی اثر در حین دفع لجن فاضلاب فلزی ، یک تولید کننده کابینت برای پانل های کنترل مستقر در ایالات متحده راه حل عالی را در IPD های Pure-Fuse پیدا کرد که خرابی دیافراگم را به یک اتفاق خوشایند در گذشته تبدیل کرده است.
• یک تولید کننده شیشه مستقر در ایالات متحده که لنزهای تلسکوپی بزرگی را برای استفاده در کاربردهای هوافضا تولید می کند، از سیلیس ساینده برای صیقل دادن سطح لنزها استفاده می کند. برای تسهیل این فرآیند پرداخت، مشتری از پمپ‌های AODD 2 اینچی وایلدن استفاده می‌کند. پس از تجربه خرابی در دیافراگم های لاستیکی استاندارد، سازنده به IPD های Chem-Fuse روی آورد، که نرخ جریان و مکش را که برای انجام موفقیت آمیز فرآیند پمپاژ سیلیس و در عین حال محافظت در برابر نشت های مضر ضروری است، فراهم می کند.
• شرکتی که مواد غذایی را تولید می کند که در تولید خوراک دام استفاده می شود، تقریباً از 90 پمپ Wilden در عملیات تولید خود استفاده می کند. پمپ ها در ابتدا به دیافراگم های PTFE مجهز بودند، اما به دیافراگم های Wil-Flex تبدیل شدند. با این حال، ماهیت ساینده مایعاتی که در حال جابجایی بودند باعث خرابی زودرس دیافراگم های Wil-Flex می شد. به عنوان یک راه حل، همه 90 پمپ به IPD های Chem-Fuse تبدیل شده اند و کاربر افزایش عمر دیافراگم را تجربه کرده است، در حالی که احتمال بروز آلودگی محصول به محصول را از بین می برد.

نتیجه

در طول سال‌ها، دیافراگم‌هایی که نقش مهمی در عملکرد پمپ‌های AODD ایفا می‌کنند، در طرح‌ها و مصالح ساختمانی خود دستخوش بازنگری‌های بسیار معناداری شده‌اند. جدیدترین آنها توسعه دیافراگم های انتگرال پیستونی است که می تواند نگرانی های مربوط به سایش و مهار محصول را که مدل های دیافراگم استاندارد را مختل کرده است، از بین ببرد، اما این کار را در حالی انجام می دهد که طول سکته ای تولید می کند که می تواند نرخ جریان، قابلیت های مکش بالابر و کارایی را بهینه کند. وایلدن با ایجاد IPD های Pure-Fuse و Chem-Fuse در این “مسیر دیافراگم های آینده” کمک کرده است، که قبلاً شروع به گذاشتن اثر خود در بسیاری از برنامه های کاربردی مهم در حمل و نقل مایعات در بازارهای شیمیایی و صنعتی کرده اند.