В области полимерных материалов, тонкой химии и разработки новых материалов небольшие реакторы часто используются для экспериментов с рецептурами, масштабирования на пробную стадию и мелкосерийного производства. После завершения полимеризации, конденсации или смешивания вязкость материала, как правило, повышается, и его трудно непрерывно сливать только под действием собственного веса. Насосы для расплава в небольших реакторах обычно устанавливаются на выпускном отверстии в нижней части реактора и служат для транспортировки расплава, повышения давления и регулирования расхода, а также для подачи материала на последующие этапы, такие как фильтрация, гранулирование, нанесение покрытия или розлив.
Особенности работы насосов для расплава в небольших реакторах
В данном оборудовании обычно используется объемная зубчатая конструкция. При вращении шестерен материал перемещается от входной стороны к выходной; фактический объем подачи зависит от рабочего объема насоса, скорости вращения и степени заполнения на входе. Регулируя скорость вращения с помощью частотного преобразователя, можно изменять объем подачи в соответствии с технологическими требованиями.
При работе с высоковязкими материалами или в условиях вакуумной разгрузки входной канал должен оставаться свободным, чтобы снизить сопротивление подаче. Корпус насоса может быть оснащен электрическим нагревом или нагревом с помощью теплоносителя в зависимости от температуры материала, что позволяет уменьшить охлаждение расплава в каналах и снизить его вязкость.
Лабораторные и пилотные технологии
При разработке рецептур полимеров, таких как специальные смолы и биоразлагаемые материалы, объем одной партии материала небольшой, но необходимо наблюдать за изменениями технологического процесса при различных условиях температуры, давления и расхода. Насосы для расплава небольших размеров могут использоваться в комплекте с экспериментальными или пилотными реакторами, обеспечивая непрерывную подачу материала для отбора проб, фильтрации, литья лент и небольших грануляторов.
Регулируя скорость насоса, можно также сравнивать характеристики транспортировки различных рецептур, что служит ориентиром для последующего масштабирования технологического процесса и подбора оборудования.
Производство специальных материалов небольшими партиями
Некоторые специальные материалы характеризуются большим разнообразием видов и небольшим объемом производства в одной партии. Если рабочий объём насоса слишком велик, при работе на низких скоростях может возникнуть недостаточное заполнение впускного отверстия или неподходящий диапазон регулирования расхода. Выбор небольшого насоса для расплава, соответствующего объёму реактора, объёму партии и запланированному времени разгрузки, помогает контролировать темп разгрузки.
При транспортировке функциональных смол, некоторых медицинских полимерных сырьевых материалов или термочувствительных материалов следует также учитывать свойства материала при выборе материалов, контактирующих с жидкостью, внутренних зазоров и способа нагрева, а также принимать во внимание требования к смене материала и очистке.
Перекачка продуктов тонкой химии и фармацевтических промежуточных продуктов
Некоторые продукты тонкой химии или фармацевтические промежуточные продукты после завершения реакции находятся в расплавленном состоянии или представляют собой высоковязкие жидкости, которые необходимо перекачивать из реактора на оборудование для фильтрации, охлаждения, формования или упаковки. Небольшие насосы для расплава из реакторов способны создавать давление на выходе при небольшом расходе, что позволяет преодолевать сопротивление, создаваемое трубопроводами и фильтрующими элементами.
В таких условиях эксплуатации необходимо заранее выяснить, содержит ли среда твердые частицы, обладает ли она коррозионными свойствами, а также определить допустимую температуру транспортировки и время пребывания в системе, после чего выбрать материал корпуса насоса и конструкцию уплотнения.
Рекомендации по выбору и эксплуатации
При выборе оборудования нельзя ориентироваться только на объем реактора; необходимо также учитывать вязкость материала, рабочую температуру, давление на входе и выходе, планируемый расход, коррозионную активность и требования к очистке. При работе в вакууме необходимо уделить внимание заполнению на входе и уплотнению на конце вала; при перекачке легко затвердевающих материалов следует обеспечить непрерывное подогревание корпуса насоса, фланцев и трубопроводов; для сред, содержащих примеси, следует предусмотреть соответствующие меры по фильтрации на входе.
Перед запуском необходимо провести полный прогрев и убедиться в достаточном количестве материала в рабочей камере насоса, чтобы избежать работы без материала. Рациональное сочетание рабочего объема, частоты вращения, материалов, уплотнений и способов терморегулирования способствует плавному переходу от разгрузки небольших реакторов к последующим технологическим операциям.
