В процессах синтеза смол, полимерных реакций, производства сырья для химических волокон и термоплавких клеев после завершения нагрева, смешивания или полимеризации сырье обычно необходимо слить со дна реактора и транспортировать на последующее оборудование — фильтрацию, гранулирование, волокнообразование, нанесение покрытий или хранение. Такие материалы обычно характеризуются высокой температурой, большой вязкостью и склонностью к затвердеванию после охлаждения; при выгрузке исключительно под действием силы тяжести процесс легко подвергается влиянию уровня жидкости в реакторе, текучести материала и изменений сопротивления в последующих трубопроводах.
Насос для дна реактора обычно устанавливается на дне реактора и выполняет такие задачи, как непрерывная выгрузка, повышение давления расплава и регулирование расхода; он является важным транспортным устройством, соединяющим реактор с последующим производственным оборудованием.
I. Принцип работы насоса на дне реактора
Насос на дне реактора, как правило, использует объемную зубчатую конструкцию и в основном состоит из корпуса насоса, ведущей шестерни, ведомой шестерни, ведущего вала, ведомого вала, втулки вала, торцевой крышки, уплотнительного узла и нагревательного устройства. Во время работы оборудования двигатель через редуктор приводит в вращение ведущую шестерню, а ведомая шестерня вращается синхронно под действием зацепления шестерен.
Когда две шестерни постепенно расходятся на входной стороне, пространство между зубьями увеличивается, и под действием давления уровня жидкости в реакторе, перепада давления вакуума или входного давления расплав поступает в рабочую камеру насоса и заполняет пространство между зубьями шестерен и корпусом насоса. По мере вращения шестерен материал перемещается вдоль внутренней стенки корпуса насоса от входной стороны к выходной. Когда шестерни вновь входят в зацепление на выходной стороне, материал из пространства между зубьями непрерывно выдавливается, завершая процесс транспортировки расплава.
При стабильном заполнении рабочей камеры насоса за один оборот шестерен перекачивается относительно фиксированный объем материала. Таким образом, регулируя рабочую скорость насоса, можно регулировать расход выгружаемого материала, обеспечивая более стабильные условия подачи для последующих этапов производства.
II. Улучшение условий выгрузки при низком уровне жидкости
На поздних этапах производства в реакторе, по мере постепенного снижения уровня жидкости внутри него, статическое давление материала на выпускное отверстие также уменьшается. Если вязкость расплава высокая, при выгрузке исключительно под действием силы тяжести часто возникают такие проблемы, как снижение расхода, прерывистость выгрузки или значительные остатки материала в реакторе.
Конструкция насоса на дне реактора может быть адаптирована с учетом вязкости материала, давления на входе и конструкции дна реактора, включая размеры впускного отверстия, внутренние каналы и параметры шестерен, что способствует поступлению высоковязкого расплава в рабочую камеру насоса. При правильном подборе оборудования и нормальной подаче на входе можно улучшить условия разгрузки при низком уровне жидкости или низком входном давлении, а также повысить непрерывность производственного процесса.
III. Стабилизация расхода и давления транспортировки
Уровень жидкости, температура и вязкость материала в реакторе изменяются в ходе производственного процесса; эти изменения могут повлиять на расход при естественной разгрузке и передать колебания давления на последующее оборудование.
Насос на дне реактора использует объемный принцип перекачки; при стабильной частоте вращения и достаточном заполнении на входе расход на выходе остается относительно равномерным. Одновременно корпус насоса способен создавать определенное давление на выходе, что позволяет расплаву преодолевать сопротивление потоку, создаваемое фильтрами, трубопроводами, клапанами и головкой формы, обеспечивая соответствующие условия давления и расхода для последующих операций, таких как гранулирование, волочивание и нанесение покрытий.
IV. Пригодность для перекачки высокотемпературных и высоковязких материалов
В связи с проблемой охлаждения и затвердевания высокотемпературной расплавленной массы насосы на дне реактора обычно оснащаются нагревательной системой, которая поддерживает корпус насоса на подходящей температуре до и во время работы, снижая вероятность затвердевания материала в рабочей камере и проходных каналах насоса.
Выбор насоса должен осуществляться с учетом температуры, вязкости, коррозионной активности, абразивности материала, а также технологических требований. Благодаря рациональной конструкции зазоров между шестернями, внутренних каналов и типов уплотнений удается уменьшить локальное задерживание материала и контролировать время пребывания расплава в насосе, что делает его пригодным для непрерывной подачи смол, полиэстеров, полиамидов, термоклеев и других высоковязких полимеров.
V. Выбор модели должен учитывать конкретные производственные параметры
Модель насоса для дна реактора нельзя определять исключительно на основе диаметра трубопровода или мощности двигателя. При выборе необходимо комплексно учитывать название материала, рабочую температуру, диапазон вязкости, требуемый расход, давление на входе, давление на выходе, степень вакуума в реакторе, требования к уплотнению, а также наличие в материале коррозионных или абразивных компонентов.
Компания «Тяньцзинь Руйчэн Помп» может, с учётом конструкции реактора и фактических производственных параметров, разработать комплексное решение по формам соединений, номинальной производительности, способу нагрева, конструкции уплотнений, системе привода и способу управления насосами для дна реактора, предоставив соответствующие схемы оборудования для разгрузки реактора и последующей транспортировки полимеров.