При непрерывном производстве полимерных материалов стабильность давления и температуры при транспортировке расплава из входного оборудования в последующие трубопроводы, фильтры или системы формования напрямую влияет на рабочее состояние всей линии. В случае полимерных расплавов средней и высокой вязкости, если трубопроводы имеют большую длину, температура материала подвержена значительным колебаниям или конечные устройства предъявляют высокие требования к стабильности давления подачи, то одной только транспортировки с помощью входного оборудования зачастую недостаточно для обеспечения непрерывного производства. Поэтому на соответствующих производственных линиях широко используются насосы для повышения давления в трубопроводах расплава, которые обеспечивают повышение давления, стабилизацию давления при транспортировке и технологическую связь.
Так необходимо ли обязательно использовать нагрев теплоносителем для насосов повышения давления в трубопроводах расплава? Судя по практическому опыту, не во всех условиях эксплуатации требуется нагрев теплоносителем; необходимо проводить комплексную оценку с учетом характеристик материала, рабочей температуры, технических параметров оборудования, схемы трубопроводов и условий теплоснабжения на месте. Для производственных линий с высокими температурными требованиями, высокой вязкостью материала, насосами больших размеров или длительным непрерывным режимом работы нагрев теплоносителем обычно является наиболее распространённым вариантом конфигурации. Его основная роль заключается в поддержании относительно равномерной температуры корпуса насоса, что позволяет уменьшить изменения вязкости расплава, вызванные локальными перепадами температуры, и тем самым повысить стабильность процесса транспортировки.
Во время работы насоса для повышения давления в трубопроводе расплава материал поступает в рабочую камеру насоса и под действием вращающихся шестерен непрерывно перемещается к выходу. Если температура корпуса насоса недостаточна, вязкость расплава может повыситься, что может привести к увеличению пусковой нагрузки, росту сопротивления течению и усилению колебаний давления. Для некоторых термочувствительных материалов слишком высокая температура или локальный перегрев также могут повлиять на состояние материала. Поэтому рациональная конструкция системы нагрева и теплоизоляции нужна не только для повышения температуры, но и, что более важно, для поддержания температуры корпуса насоса на уровне, соответствующем технологической температуре входящих и исходящих трубопроводов, реактора или экструзионной системы.
Особенностью нагрева с помощью теплоносителя является относительно равномерная передача тепла, что подходит для некоторых высокотемпературных, непрерывных и крупногабаритных установок. Благодаря циркуляции теплоносителя в рубашке или нагревательных каналах нагрев корпуса насоса становится более сбалансированным, что позволяет уменьшить локальные перепады температуры. При транспортировке расплавов таких материалов, как ПЭТ, ПА, ПБТ, ПП, ПЭ, АБС и т. д., если на самой производственной линии установлена система с теплоносителем, использование нагрева теплоносителем для трубопроводных нагнетательных насосов способствует унифицированному управлению в рамках системы терморегулирования всей линии.
Однако в случаях с небольшим рабочим объемом, ограниченным пространством для установки или при отсутствии на месте системы с теплоносителем можно выбрать, в зависимости от условий эксплуатации, такие способы, как электрический нагрев. Конструкция системы электрического нагрева относительно проста, монтаж и управление удобны, что подходит для некоторых экструзионных, грануляционных и экспериментальных линий. Следует обратить внимание на то, что независимо от того, используется ли нагрев теплоносителем или электрический нагрев, подбор должен осуществляться с учетом температуры переработки материала, конструкции корпуса насоса и технологических условий на месте, чтобы избежать проблем, связанных с недостаточным нагревом, неравномерным поддержанием температуры или запаздыванием терморегуляции.
Компания «Тяньцзинь Руйчэн» при подборе насосов для повышения давления в трубопроводах расплава обычно проводит комплексную оценку с учетом названия материала, диапазона вязкости, рабочей температуры, давления на входе и выходе, требований к расходу, способа подключения к трубопроводу и условий нагрева на месте установки. Для таких условий эксплуатации, как транспортировка расплава на большие расстояния, повышение давления в трубопроводах для полимеров и транспортировка расплава химических волокон, в зависимости от условий на месте можно установить систему нагрева с помощью теплоносителя; для некоторых экструзионных линий также можно выбрать вариант электрического нагрева с учетом пространства, доступного для оборудования, и способа управления.
В целом, вопрос о том, требуется ли для насоса повышения давления в трубопроводе расплава нагрев с помощью термомасла, нельзя просто свести к «требуется» или «не требуется». Это зависит от того, требуется ли стабильное поддержание температуры материала, от размеров корпуса насоса, от наличия системы термомасла на производственной линии, а также от требований заказчика к стабильности температуры и непрерывности производства. Рациональный выбор способа нагрева способствует улучшению текучести расплава, снижению влияния колебаний давления на последующие технологические процессы и обеспечивает стабильную работу производственной линии.
