ویسکوزیته خمیر رنگدانه در پوشش ها: کنترل برش با پمپ های لوب روتاری سرامیکی
در کارخانه پوشش‌دهی، جابه‌جایی خمیر رنگدانه از یک مخزن به مخزن دیگر کم‌جذاب‌ترین بخش روز به نظر می‌رسد. همچنین می‌تواند دلیل بیرون آمدن دسته‌ای با براقیت ضعیف، پوشش ضعیف یا رنگی باشد که با آخرین اجرا مطابقت ندارد. ویسکوزیته خمیر رنگدانه با برش تغییر می کند و پمپ معمولاً این تغییر را شروع می کند. به عبارت دیگر، تجهیزات انتقال بخشی از فرمولاسیون است که آیا کسی با آن رفتار می کند یا نه. رنگ دسته ای-به-دسته ای، ثبات ظرافت و تیکسوتروپی را شکل می دهد.
ذرات رنگدانه باید دگلومره، پراکنده و جهت دهی شوند. پراکنده کننده ها ذرات را می پوشانند و دافعه الکترواستاتیکی یا مانع فضایی ایجاد می کنند. آن لایه خمیر را پایدار نگه می دارد. تخریب ناپذیر نیست. نرخ برش فشار به اندازه کافی بالا-30000 s-1 یک خط صنعتی رایج است و ذرات که قبلاً جدا شده اند می توانند دوباره به هم جمع شوند یا لایه پراکنده را می توان جدا کرد. کیفیت پراکندگی کاهش می یابد. در پمپ هیچ چیز اشتباهی به نظر نمی رسد. پوشش آن را دیرتر نشان می دهد: براقیت کمتر، پنهان شدن ضعیف تر، رنگی که جابجا شده است.
پمپ های گریز از مرکز معمولاً جایی هستند که مشکل شروع می شود. یک پروانه چرخان سریع-سرعت نوک بالایی دارد و برشی قوی در خمیر ایجاد می‌کند. در همان سرعت جریان، یک پمپ گریز از مرکز اغلب نرخ های برشی بالاتر از 45000 s-1 ایجاد می کند. یک پمپ لوبی دوار می تواند نزدیک به 12000 ثانیه-1 بماند. با خمیر بالای 5000 mPa·s، پمپ گریز از مرکز فقط ناکارآمد نیست. انرژی برشی را که خمیر نمی تواند تحمل کند، اضافه می کند. پمپ های دنده ای هم جواب خوبی نیستند. فاصله مش بندی برشی موضعی ایجاد می کند که می تواند از حد خمیر فراتر رود.
یک پمپ لوبی دوار سرامیکی بر اساس اصول متفاوتی کار می کند. جابجایی مثبت است. دو لوب به طور همزمان می چرخند و یک تغییر حجم متحرک در محفظه ایجاد می کنند. محصول رانده می شود، پرت نمی شود. لوب ها هرگز به یکدیگر یا دیوار محفظه برخورد نمی کنند. فاصله ها معمولاً 0.1 تا 0.5 میلی متر است. جریان از طریق محفظه ملایم است و هیچ تلاطمی در نوک پروانه وجود ندارد. سرعت لوب معمولاً 200 تا 500 دور در دقیقه است. یک پمپ گریز از مرکز ممکن است حدود 2900 دور در دقیقه کار کند. این محصول نزدیک به آرام باقی می ماند و نرخ برش را می توان در حدود 10 تا 50 ثانیه-1 نگه داشت. پمپ های گریز از مرکز معمولاً 1000 تا 10000 ثانیه-1 کار می کنند.
سرعت برشی و نیروی برشی یکسان نیستند. نرخ برشی سرعت تغییر گرادیان سرعت در سیال است. نیروی برشی چیزی است که در واقع بر روی آگلومره های رنگدانه اثر می گذارد. سرعت پایین نرخ برش را کاهش می دهد، اما حفاظت واقعی از پروفیل لوب حاصل می شود. اشکال پیچ خورده یا سیکلوئیدی محصول را به جای ضربه زدن به تدریج فشرده می کنند. آگلومره ها به جای شکستن ناگهانی، به آرامی تغییر شکل می دهند. برای خمیری که قبلاً پراکنده شده است، این تمایز مهم است.
سرامیک به روش دیگری کمک می کند. خمیر رنگدانه با دی اکسید تیتانیوم یا اکسید آهن ساینده است. پمپ های فلزی فرسوده می شوند، لوب ها و دیواره های محفظه مواد را از دست می دهند، فاصله ها باز می شوند و رفتار برشی تغییر می کند. یک آستر سرامیکی می تواند به سختی ویکرز بالاتر از 1600 HV برسد. در برابر سایش سه تا پنج برابر بهتر از چدن-کروم بالا مقاومت می کند و در سرویس ساینده می تواند چهار تا شش برابر بیشتر از یک پمپ فلزی معمولی دوام بیاورد. پارامترهای برشی با بالا رفتن سن پمپ ثابت می مانند. سرامیک همچنین یون‌های فلزی را شسته نمی‌کند، که در{9}روکش‌های با خلوص بالا مهم است، جایی که آلودگی آهن می‌تواند رنگدانه را تغییر دهد یا سیستم را بی‌ثبات کند.
تنظیمات راه‌اندازی و عملکرد حتی با پمپ برش کم-مهم است. خمیر رنگدانه اغلب در حالت ساکن ویسکوزیته ظاهری بالاتری دارد. حرکت مستقیم به سرعت کامل می تواند باعث نوسانات فشار در محفظه و یک سنبله برشی موضعی مختصر شود. یک درایو فرکانس متغیر با رمپ خطی سرعت را به آرامی افزایش می دهد. برای خمیر رنگی بالاتر از 5000 mPa·s، حداکثر سرعت را نزدیک به 200 دور در دقیقه نگه دارید. فشار تخلیه نیز نیاز به تماشا دارد. فشار بیش از حد پشتی، جریان بیشتری را از طریق لوب{10}}به سمت خلاصی از محفظه{11}} وادار می‌کند و برش موضعی بدتر می‌شود.
لوله کشی نادیده گرفته می شود. قیچی را فقط با عبور از لوله بچسبانید. زانوها، کاهنده ها، و دریچه ها با تغییر سرعت، مناطق برشی بالا- ایجاد می کنند. یک خط تخلیه پیچیده می تواند حتی زمانی که پمپ ملایم است، برشی را افزایش دهد. دویدن مستقیم و اتصالات کمتر خطر را کاهش می دهد.
خمیر رنگدانه متحرک این نیست که "اگر حرکت کند، کار می کند." ویسکوزیته به برش واکنش نشان می دهد، بنابراین تجهیزات انتقال بخشی از عملکرد محصول نهایی می شود. یک پمپ لوبی دوار سرامیکی برش را از بین نمی برد. برش را در آنچه خمیر می تواند تحمل کند حفظ می کند و مواد و هندسه آن کنترل را در طول زمان حفظ می کنند.
