Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Контроль потока абразивных и агрессивных жидкостей является распространенной технологической задачей во многих отраслях, часто остающейся незаметной для широкой публики. Такие процессы играют важную роль в повседневной жизни, обеспечивая производство множества продуктов и находя применение в экологических решениях, таких как очистка воды, контроль запаха или регулирование pH.
Печатные краски: Краски, используемые в принтерах, которые мы применяем каждый день, изготавливаются из ряда жидкостей с различными свойствами. Многие цветные чернила содержат растворители на основе агрессивных нефтяных дистиллятов и также могут использовать диоксид титана для контроля цвета. В эти краски добавляются и другие жидкости, такие как: смазочные материалы, продлевающие срок службы печатающих головок; воски, увеличивающие стойкость чернил на странице; и сиккативы, помогающие чернилам быстро высыхать на документах.
Суспензии: Суспензия образуется, когда частицы твердого вещества взвешиваются в жидком растворе. Распространенное применение суспензий — контроль потока «абразивных» твердых частиц в суспензии по поверхности изделия для ее полировки, что является критическим этапом в производстве таких продуктов, как процессоры для компьютеров и сотовых телефонов или солнечные панели. В другом случае суспензия заполняет форму и превращается в тормозную колодку после прессования и высыхания. Контроль потока суспензий на основе взвешенной извести также критически важен в ряде муниципальных, экологических и промышленных процессов, обрабатывающих опасные соединения перед утилизацией.
Травление металлов: Травление — это процесс обработки поверхности различных металлов для удаления примесей или нежелательных слоев на поверхности металла. Погружение металлической детали в одну или несколько кислотных ванн обычно используется для удаления загрязнений, ржавчины или окалины с целью продления срока службы металлических деталей. Травление также может удалить оксидный слой с меди, чтобы она со временем сохраняла свой цвет; этот процесс часто используется при изготовлении медных украшений.
Таким образом, эффективный контроль потока абразивных и агрессивных жидкостей требует решения двух ключевых задач: обеспечения химической совместимости материалов и предотвращения агломерации взвешенных частиц. Эти технические проблемы напрямую влияют на надёжность и безопасность работы, что определяет необходимость тщательного подхода к проектированию систем.
Эффективный контроль потока абразивных и агрессивных жидкостей требует преодоления специфических технологических проблем. Ключевыми задачами являются обеспечение химической стойкости материалов и предотвращение агломерации частиц, напрямую влияющих на надёжность и безопасность системы. В рамках данного обзора рассматриваются эти основные сложности и анализируются доступные методы управления подобными средами.
Химическая совместимость материалов является основной проблемой при измерении потока агрессивных жидкостей, таких как кислоты. Существует несколько альтернатив, чтобы гарантировать, что контактирующие с жидкостью материалы в технологических приборах «уживаются» с рабочей жидкостью. Некоторые варианты включают: использование высоколегированных или специальных металлов, таких как Hastelloy C; нанесение химически стойкой облицовки на контактирующую часть проточного тракта; или даже использование приборов, полностью изготовленных из химически стойких пластиков. Помимо приборов, обеспечивающих измерение расхода, приборы, выполняющие управляющую функцию (например, клапаны), также должны подбираться с должным учетом химической совместимости материалов.
Вторичным соображением, которым иногда пренебрегают при выборе приборов для агрессивных жидкостей, является режим отказа изделия — поскольку утечка агрессивной жидкости может представлять значительные риски для безопасности персонала и оборудования. Понимание того, как устроен контактирующий с жидкостью проточный тракт и как рабочая жидкость удерживается внутри него, является ключевой частью этого соображения. Каждый резьбовой компонент и/или уплотнительное кольцо на проточном тракте — это слабое место, которое увеличивает риск утечки агрессивной жидкости и сокращает срок службы прибора после установки.
При работе с абразивными жидкостями, такими как суспензии, огромной проблемой для преодоления может стать эффект потока, называемый агломерацией. Поскольку суспензии состоят из твердых частиц, взвешенных в жидкости, агломерация происходит, когда твердые частицы осаждаются или «слипаются» в какой-то точке проточного тракта. В процессах полировки, таких как химико-механическая планаризация (CMP), отложения на самой обрабатываемой детали напрямую снижают выход полировочного процесса. Подобные отложения часто возникают в нескольких других точках проточного тракта, что может привести к простою процесса, например: в отводах трубопроводов или других участках тракта, где меняется направление потока (включая изменения направления внутри приборов), или на измерительных приборах с подвижными частями. Минимизация возникновения этих двух сценариев в системе, предназначенной для контроля потока абразивной жидкости, является надежной стратегией проектирования.
Перистальтические насосы являются распространенным методом контроля потока как для агрессивных, так и для абразивных жидкостей. Эти насосы обеспечивают широкий диапазон регулирования расхода, могут быть спроектированы для минимизации агломерации, а также могут быть изготовлены из материалов, совместимых с рядом агрессивных жидкостей. Основной проблемой этого метода контроля потока для OEM-производителей и некоторых других системных интеграторов является высокая начальная стоимость этих насосов. К счастью, для таких пользователей доступны и другие варианты конфигурации.
Ручной контроль потока агрессивных жидкостей может быть достигнут путем использования приборов для измерения расхода вместе с управляющим клапаном, изготовленным из подходящих материалов. В дополнение к вариантам, перечисленным во втором абзаце выше, дифференциальный напорный элемент может быть собран для измерения расхода с использованием диафрагмы или аналогичного сужающего устройства вместе с датчиками давления, предназначенными для агрессивных сред. Это также предоставит пользователю информацию о давлении в системе.
