Jaki typ pompy jest powszechnie używany do tłoczenia lepkich płynów?

Obsługa lepkich płynów – od szamponów i syropów po kosmetyki – stwarza wyjątkowe wyzwania w zastosowaniach przemysłowych. W przeciwieństwie do płynów podobnych do wody, które łatwo płyną, lepkie materiały mają duży opór przepływu, co powoduje znaczne straty energii, wytwarzanie ciepła i potencjalne uszkodzenie zarówno produktu, jak i sprzętu. Rozwiązaniem jest zastosowanie innej metody pompowania – pomp wyporowych. Pompy zębate, pompy tłokowe i pompy krzywkowe to najpopularniejsze i niezawodne opcje transportu grubych materiałów. W tym artykule wyjaśniono, dlaczego te pompy działają dobrze, i pomoże Ci zdecydować, która z nich jest odpowiednia dla Twojego zastosowania. Z wyjątkowo gęstymi, niepłynnymi produktami, takimi jak peelingi do ciała lub silikony, lepiej się radzi ZONESUNjest maszyna napełniająca z hydrauliczną maszyną rozładowującą. Materiały te nie wchodzą w zakres tego artykułu.

Dlaczego lepkie płyny są tak trudne do pompowania?

Materiały o dużej lepkości mają duży opór wewnętrzny i wyjątkowo słabą płynność, co sprawia, że ​​są podatne na blokowanie i trudne w transporcie, a także wymagają większej siły i bardziej wyspecjalizowanych pomp wyporowych.

Wysokie tarcie wewnętrzne (wysoka lepkość)

Wysoka lepkość oznacza, że pompę trudno pchać i spowalnia przepływ wewnątrz rury. Do jego przepłynięcia potrzeba znacznie większej siły.

Słaba zdolność samopłynenia (niski przepływ grawitacyjny)

Materiały takie jak miód, pasta do zębów czy krem kosmetyczny prawie nie poruszają się pod własnym ciężarem. Dlatego wlot leja maszyny napełniającej i dna zbiorników łatwo się zatykają, co wymaga ciśnienia lub siły mechanicznej do przemieszczania produktów. (Zbiornik ciśnieniowy lub z mieszadłem).

Łatwe tworzenie martwych stref i pozostałości

Grube materiały nie rozprzestrzeniają się same. Mają tendencję do przylegania do ścianek rur, kolanek i zaworów. Powoduje to zatory i niestabilną prędkość napełniania.

Wiele lepkich materiałów jest wrażliwych na ścinanie

Niektóre pasty zmieniają teksturę lub ulegają uszkodzeniu, jeśli są obsługiwane ze zbyt dużą siłą. Wymaga to więc wystarczającej siły pchania maszyny napełniającej bez zmiany produktu.

W jaki sposób pompy wyporowe radzą sobie z tymi wyzwaniami?

Zasada działania ruchu płynu w pompach wyporowych polega na „chwyceniu kęsa za usta i popychaniu go do przodu”. Dzięki temu nadają się do materiałów o dużej lepkości. Trzy powszechnie stosowane typy pomp to pompy zębate, pompy krzywkowe (zwane także pompami wirnikowymi) i pompy tłokowe, każdy odpowiedni do innego zakresu zastosowań

Pompy zębate: Do przemieszczania płynu wykorzystuje dwa zazębiające się koła zębate. Prosta konstrukcja i niższy koszt sprawiają, że nadaje się do jednorodnych cieczy o średniej lepkości, takich jak olej smarowy. Jednakże zazębione koła zębate wytwarzają pewną siłę ścinającą, więc nie nadają się do płynów zawierających cząstki, które mogą zostać uszkodzone lub zablokowane.

W przemyśle spożywczym pompy zębate mogą być stosowane do niezawierających cząstek, jednolitych cieczy, takich jak miód, jako ekonomiczne rozwiązanie.

Pompy krzywkowe (wirnikowe).: Wykorzystuje dwa bezdotykowe obrotowe płaty, aby delikatnie przesuwać płyn, minimalizując uszkodzenia cząstek lub struktury produktu.

Są łatwe w czyszczeniu i mają szerszy zakres napełniania, spełniając wysokie standardy higieny wymagane w zastosowaniach spożywczych, kosmetycznych i farmaceutycznych.

Liczbę płatków można dostosować do materiału, co pozwala na kompatybilność z produktami o szerokim zakresie lepkości, zawierającymi miękkie cząstki lub wrażliwymi na ścinanie. Ich wszechstronność przewyższa pomp zębatych.

Pompy tłokowe: Ruch posuwisto-zwrotny tłoka zapewnia dużą siłę i precyzyjne wypełnienie, umożliwiając w ten sposób transport materiału – idealny do bardzo gęstych past, takich jak kremy kosmetyczne.

Jednakże regularna konserwacja wymaga od operatora dodania smaru do cylindra, co może budzić obawy klientów zajmujących się higieną.

W rezultacie pompy tłokowe są mniej zalecane w zastosowaniach spożywczych

Jak wybrać odpowiednią pompę do swojego zastosowania?

Wybór pompy zależy od kilku kluczowych czynników:

Cecha materiału: Viscotyczność, wrażliwość na ścinanie, ścieralność i obecność ciał stałych są ważne przy wyborze właściwej pompy.

Wymagania dotyczące procesu: określ wymagane natężenie przepływu, ciśnienie, dokładność napełniania i standardy higieny.

Priorytety operacyjne: Oceń koszty produkcji, potrzeby konserwacji, siłę roboczą, prędkość roboczą i łatwość czyszczenia.

Jakie systemy wsparcia są potrzebne do niezawodnego działania?

Nawet najlepsza pompa wymaga odpowiedniego wsparcia:

Ogrzewanie i izolacja: Utrzymywanie ciepła płynów zmniejsza lepkość i poprawia przepływ niczym wazelina.

Konstrukcja rury: Aby zmniejszyć opór, należy stosować krótkie, szerokie rury z minimalnymi zagięciami.

Zbiornik ciśnieniowy lub z mieszadłem:  Zapewnia stałe podawanie do pompy materiałów o dużej lepkości lub gęstych, zapobiegając powstawaniu kieszeni powietrznych i nierównomiernemu przepływowi.

Wniosek

Do pompowania lepkich płynów, standardowymi i niezawodnymi rozwiązaniami są pompy wyporowe — w szczególności pompy zębate, pompy tłokowe i krzywkowe. Każdy z nich charakteryzuje się doskonałą wydajnością w konkretnym zastosowaniu. Dokładnie oceniając wyzwania i wymagania Twojej aplikacji, ZONESUN może zaoferować niezawodne rozwiązanie w zakresie pakowania i pomóc w przekształceniu wymagającego procesu w płynną operację.