یک ظرف فشار دهنده چیست؟ طراحی، اصول و کاربردهایش

جواب دادن به سوال اصلي:ظرف فشار دهنده چیست و چگونه مقادیر دقیقی از مواد شیمیایی را تحت فشار کنترل شده به جریان فرآیند می رساند؟ظرف فشار دوز یک ظرف با فشار درجه بندی شده است که با یک پمپ اندازه گیری (معمولا مطابق با API 675) که حجم دقیق مواد شیمیایی درمان را تزریق می کندضدعفونی کننده ها، ضد آبرسان یا تنظیم کننده های pH به جریان فرآیند در فشار تخلیه از 0.5 تا 20 MPa.سیستم به دقت دوز دهی در حالت ثابت ± 1٪ و تکرار پذیری ± 3٪ از طریق مکانیسم های هایدرولیک دیافراگم یا پمپ بلونگر می رسد، با جریان از 0.1 تا 5000 لتر در ساعت و فرکانس ضربه 30 تا 180 ضربه در دقیقه. دامپرهای نبض و شیر فشار ضد، ثبات تخلیه را برای تحویل مداوم مواد شیمیایی حفظ می کنند.

عملکرد یک سیستم ظرف فشار دوز به دقت جابجایی پمپ، ثبات هیدرولیکی در برابر نوسانات فشار فرآیند و سازگاری شیمیایی مواد مرطوب شده بستگی دارد.

• دقت جابجایی پمپ اندازه گیری:پمپ های اندازه گیری مطابق با API 675 از طریق مکانیسم های جابجایی مثبت به دقت دوز دادن دست می یابند: یا یک استون (پستون) که مستقیماً با ماده شیمیایی تماس می گیرد،یا یک دیافراگم هیدرولیکی که مایع فرآیند را از محرک پمپ جدا می کند.دقت حالت ثابت± 1٪ یعنی حجم تحویل داده شده در یک فاصله زمانی تعریف شده با بیش از 1٪ از نقطه تنظیم، در شرایط جذب و تخلیه ثابت اندازه گیری شده است.سرعت دوز دادن با تنظیم طول ضربه (0-100٪) و / یا فرکانس ضربه (سرعت متغیر حرکت) کنترل می شود.، با توجه به رابطه Q = Vstroke * f * ηv، که در آن ηv بهره وری حجمی است (معمولاً 90-97٪ برای پمپ های دیافراگم هیدرولیک).
• کنترل ثبات نبض و فشار:پمپ های اندازه گیری جابجایی مثبت جریان نبض (یک پالس تخلیه در هر ضربه) تولید می کنند.دم کننده نبض(نوع مثانه یا شارژ شده) نصب شده در جریان پایین پمپ 80-95٪ از پالس فشار را جذب می کند، کاهش تغییرات فشار از اوج به اوج از ± 50٪ به ± 5٪ از فشار تخلیه متوسط.دریچه ضد فشارتنظیم در 0.1-0.3 MPa بالاتر از حداکثر فشار خط فرآیند جلوگیری از سیفون و اطمینان از قرار گیری مناسب دریچه های بازرسی پمپ. بدون این دستگاه ها،نوسانات فشار خط منجر به عملکرد غیر منظم شیر بازرسی می شود.، کاهش تکرار دوز از ± 3٪ به ± 15٪ یا بدتر.
• سازگاری شیمیایی و انتخاب مواد:اجزای مرطوب شده در ظرف دوز و سر پمپ باید در برابر خوردگی توسط ماده شیمیایی دوز شده مقاومت کنند.انتخاب مواد رایج شامل فولاد ضد زنگ 316/316L برای اکثر مواد شیمیایی تصفیه آب (کلورید آهن)، آلوم، PAC) ، PTFE/PVDF برای نیترات هیپوکلوریت و اسید های متمرکز و Hastelloy C-276 برای اسید هیدروکلوریک بیش از 5٪ غلظت.سیلی مکش(100- میش، 150 μm) از دریچه های بازرسی پمپ در برابر آلودگی ذرات محافظت می کند که باعث کاهش کارایی حجمی می شود.ستون های کالیبراسیون (با دقت ±2 میلی لیتر) نصب شده در طرف مکش اجازه می دهد تا حجم دوز واقعی روزانه با تنظیم ضربه پمپ بررسی شود..

سیستم های دوز دهی توسط مکانیسم پمپ و تعداد سرهای دوز دهی که هرکدام با دقت، فشار و الزامات اضافی خاص سازگار هستند، تنظیم می شوند.سه طرح اصلی اکثر کاربردهای صنعتی را پوشش می دهند:

• سیستم های هائیدرولیک دوز دهی دیافراگم:این سیستم های سازگار با API 675 از یک مدار روغن هیدرولیک برای خم کردن یک دیافراگم PTFE استفاده می کنند، که مواد شیمیایی را از مکانیسم حرکت پمپ جدا می کند.000 لیتری در ساعت در فشار تخلیه تا 20 MPaسیستم تشخیص شکستگی دیافراگم (سینسور رسانایی یا فشار بین لایه های دیافراگم) نظارت بر نشت ایمن را فراهم می کند.پیکربندی های چند سر (2-4 سر در یک جعبه دنده مشترک) اجازه می دهد تا دوز اضافی یا چند شیمیایی از یک درایو واحداستفاده های معمول شامل دوز گیری مواد شیمیایی در دیگ (کاهش دهنده اکسیژن، فسفات) و تزریق آنتی اسکالنت از طریق آسموز معکوس است.
• سیستم های دوز دهی پلنگر (پستن):این پمپ های جابجایی مثبت از یک قطب مستقیم استفاده می کنند و بهره وری حجم بیشتری (95-99٪) و فشار تخلیه بالاتر (تا 40 MPa) را نسبت به طرح های دیافراگم ارائه می دهند.نرخ جریان از 1 تا 5مهر و موم غده بسته بندی نیاز به تعویض دوره ای دارد (هر 2000-8000 ساعت کار بسته به مواد شیمیایی و فشار) و امکان نشت جزئی (0.1-0.5% جریان) را دارد.سیستم های پلنگر برای مواد شیمیایی با لزگی بالا (پلیمرها) ترجیح داده می شوند.، مالاس) و کاربردهای فشار بالا (> 10 MPa) که در آن خستگی دیافراگم عمر خدمت را محدود می کند.
• سیستم های دوز دهی پریستالتیک (شلوار):این پمپ ها از یک رول چرخش برای فشرده سازی یک لوله elastomer انعطاف پذیر استفاده می کنند، کشش و اخراج مواد شیمیایی در دوز های جداگانه. بدون دریچه های چک، مهر و موم یا دیافراگم در تماس با مایع فرآیند,دوز گیری پریستالتیک برای خمیرهای بسیار خیس (خمیر خمیر، محلول های پلیمر) و مواد شیمیایی حساس به برش ایده آل است. نرخ جریان 0.01-2,000 L / h در فشار تخلیه تا 1.6 MPa معمول است.دقت دوز دهی ± 2- 5٪ (کمتر از سیستم های دیافراگم) است و جایگزینی لوله هر 500-2،000 ساعت مورد نیاز است. مواد لوله (NBR ، EPDM یا Viton) برای سازگاری شیمیایی انتخاب می شود.

سوال: تفاوت بین دقت دوز و تکرار در پمپ های اندازه گیری API 675 چیست؟

A: دقت حالت ثابت (± 1٪) انحراف حجم تحویل داده شده از مقدار تنظیم شده در شرایط ثابت را اندازه گیری می کند.تکرار پذیری (± 3٪) تفاوت بین دوز های متوالی را در همان تنظیمات ضربه اندازه گیری می کندیک پمپ می تواند به شدت تکرار شود (± 0.5%) اما نادرست باشد (+ 5% انحراف از خطای کالیبراسیون). هر دو معیار تحت شرایط آزمایش API 675 تعریف شده است: فشار مکش ثابت،فشار تخلیه در محدوده ±5٪ از نقطه تنظیم شده، و لزگی شیمیایی در حدود ±10٪ از طراحی.

س: چرا یک دم کننده نبض برای دوز دهی سیستم های ظرف فشار ضروری است؟

A: بدون یک دمپر نبض، تخلیه نبض از یک پمپ اندازه گیری جابجایی مثبت باعث افزایش فشار ±30-50٪ از متوسط فشار تخلیه می شود.اين نوک ها باعث کار بي نظمي در دریچه بازکن شده اند، خستگی زودرس لوله ها و تحویل نامنظم مواد شیمیایی به نقطه تزریق.یک ضربان مناسب اندازه گیری (معمولا اندازه گیری در 6-10 * جابجایی پمپ در هر ضربه جذب 80-95٪ از پالس فشار)، حفظ ثبات تخلیه در حدود ± 5٪ و اطمینان از تکرار دوز ± 3٪.

س: طول ضربه برای یک نیاز به میزان دوز خاص چگونه تنظیم می شود؟

A: نرخ دوز مورد نیاز Q (L/h) = Vstroke * f * ηv * (stroke% / 100) ، که Vstroke حداکثر جابجایی در هر ضربه (mL) است، f فرکانس ضربه (stroke/min) ،ηv کارایی حجمی است (0.90-0.97) ، و ضربه٪ طول ضربه قابل تنظیم (0-100٪) است. به عنوان مثال، یک پمپ با Vstroke = 50 mL، f = 60 ضربه / دقیقه، ηv = 0.95 در 50٪ ضربه Q = 50 * 60 * 0.95 * 0.50 / 60 = 23 را ارائه می دهد.۷۵ لیتر در ساعتاپراتورها معمولاً تحویل واقعی را با استفاده از یک ستون کالیبراسیون در سمت مکش تأیید می کنند.

س: برای سیستم های دوز بندی هیدروکلوریت سدیم چه مواد مورد نیاز است؟

A: هیپوکلوریت سدیم (NaOCl) بسیار خوردنی است و فولاد ضد زنگ 316 را از طریق خوردگی حفره و شکاف تخریب می کند. اجزای مرطوب شده باید از تیتانیوم Gr استفاده کنند.2، Hastelloy C-276 یا مواد غیر فلزی (PTFE، PVDF، PVC، EPDM). سر پمپ باید PVC یا PVDF با دیافراگم PTFE باشد. لوله های مکش و تخلیه باید PVC یا CPVC جدول 80 باشند.ظرف دوز خود باید از HDPE یا FRP (پلاستیک تقویت شده از فیبرگلاس) باشد.تیتانیوم برای خدمات NaOCl با فشار بالا بالاتر از 0.5 MPa مشخص شده است.