لتطبيق PTFE بشكل فعال في المضخة المحورية المنقسمة، من المهم فهم خصائص هذه المادة. بعض الخصائص الفريدة لـ PTFE تجعلها مادة ممتازة للتغليف المضفر:

1.  مقاومة كيميائية ممتازة .السبب الرئيسي لاستخدامPTFE في التعبئة هو أنه لا يتأثر بمجموعة متنوعة من السوائل المسببة للتآكل، بما في ذلك الأحماض القوية والقواعد والمذيبات. ولعل الأهم من ذلك هو أن PTFE يمكنه مقاومة العوامل المؤكسدة القوية مثل حمض النيتريك وثاني أكسيد الكلور وحمض الكبريتيك عالي التركيز (الأوليوم).

2. انخفاض معامل الاحتكاك عند ملامسة معظم الأسطح. من المعروف أن مادة PTFE لها خصائص احتكاك غير رطبة وناعمة ومنخفضة. ويساعد ذلك على تقليل استهلاك الطاقة وتوليد الحرارة في واجهة عمود التعبئة.

في حين أن PTFE له مزاياه، فإن بعض خصائصه ليست مثالية في العديد من تطبيقات تعبئة المضخات. ترجع المشاكل التي تواجه تعبئة PTFE بشكل عام إلى ضعف خصائصها الحرارية والميكانيكية:

1. تشوه بارد أو زحف تحت الضغط. يزداد الزحف مع زيادة درجة الحرارة. عندما يتم تطبيق الضغط على التعبئة 100% PTFE لفترة من الوقت، قد تصبح التعبئة مادة صلبة كثيفة وتتطلب تعديلات متكررة للحفاظ على الختم. كما أن لديها ميلًا إلى الضغط على الفجوات العلوية والسفلية لصندوق الحشو الخاص بمضخة العلبة المنقسمة المحورية.

2. الموصلية الحرارية المنخفضة. عندما يتم توليد حرارة الاحتكاك في اتصال مع عمود دوار عالي السرعة، فإن PTFE النقي لديه ميل لامتصاص الحرارة وغير قادر على تبديدها إلى البيئة المحيطة. لمنع تعبئة PTFE من الاحتراق أو الاحتراق، يلزم وجود معدل تسرب مرتفع على سطح عمود التعبئة.

3. معامل التمدد الحراري العالي. مع زيادة درجة الحرارة، يتوسع PTFE بشكل أسرع بكثير من المعدن المحيط. يؤدي هذا التمدد إلى زيادة ضغط الحشو على عمود المضخة وتجويفها.

تعبئة ألياف PTFE

تنتج العديد من الشركات المصنعة عبوات تستخدم PTFE كألياف أساسية. يمكن توفير هذه المنتجات على شكل ألياف جافة، أو ألياف مطلية بمشتتات PTFE، أو ألياف مطلية بمواد تشحيم مختلفة. من الممارسات الجيدة استخدام هذه المنتجات فقط عندما لا يكون هناك بديل آخر من PTFE، بما في ذلك التطبيقات التي تحتوي على مواد كيميائية مسببة للتآكل مثل المؤكسدات القوية، أو في العمليات الغذائية أو الصيدلانية.

بالنسبة لتعبئة ألياف PTFE، من المهم بشكل خاص الالتزام بحدود الشركة المصنعة فيما يتعلق بدرجة الحرارة والسرعة والضغط. هذه العبوات حساسة جدًا للتعديل عند استخدامها في المعدات الدوارة. عادةً ما يتطلب الأمر ضغوطًا أقل على الغدة ومعدلات تسرب أعلى مقارنةً بالتعبئة الأخرى.

تعبئة البولي تترافلوروإيثيلين الموسعة (ePTFE).

خيوط ePTFE متشابهة في المظهر مع شريط PTFE الملفوف. الشكل الأكثر شيوعًا هو ePTFE المشرب بالجرافيت لتحسين التوصيل الحراري وتقييم السرعة. تعتبر ضفائر ePTFE أقل حساسية لتراكم الحرارة من عبوات ألياف PTFE. قد تواجه تعبئة ePTFE تشوهًا باردًا وقذفًا عند ضغوط أعلى.

التعبئة المغلفة PTFE

عندما لا تكون المقاومة الكيميائية الممتازة لـ PTFE النقي مطلوبة، يمكن طلاء PTFE على العديد من مواد الألياف لتحسين أداء التعبئة والاستفادة من فوائد PTFE. يمكن أن تساعد هذه الألياف أيضًا في تقليل أو إزالة بعض نقاط الضعف في ضفائر PTFE النقية.

يمكن طلاء الخيوط المخلوطة من الألياف الاصطناعية والزجاجية بمادة PTFE لإنتاج عبوات اقتصادية ومتعددة الاستخدامات تتمتع بمرونة أعلى ومقاومة أكبر للبثق وحساسية ضبط أقل من ضفائر ألياف PTFE. يمكن أيضًا أن تكون مغلفة بمزيج متفرق من PTFE والجرافيت لزيادة تحسين قدرات سرعة الجديلة وخصائص تبديد الحرارة.

يمكن استخدام تعبئة ألياف الأراميد مع طلاءات PTFE عندما تكون مقاومة التآكل القصوى مطلوبة. يمكن استخدام تعبئة الألياف غير الفراغية مع طلاء PTFE في الخدمات المسببة للتآكل بشكل معتدل وتتميز بمرونة ومقاومة للبثق أفضل من ضفائر ألياف PTFE.

تعد ضفائر ألياف الكربون والجرافيت المطلية بـ PTFE من بين التعبئة الأكثر تنوعًا. لديهم مقاومة كيميائية ممتازة (باستثناء العوامل المؤكسدة القوية)، وأداء عالي السرعة، وأداء في درجات الحرارة العالية، ومرونة جيدة جدًا. لا تميل إلى التليين أو البثق عند درجات حرارة عالية وتظهر أيضًا مقاومة جيدة للتآكل.

من خلال فهم مزايا وقيود الأشكال المختلفة لتعبئة PTFE المضفرة، يمكنك تحديد المنتج الذي يلبي بشكل فعال متطلبات المضخة المحورية أو عملية إغلاق الصمام.

أولاً، نحتاج إلى معرفة أين يجب نقل السائل وبأي معدل تدفق. يسمى الجمع بين الرأس والتدفق المطلوب نقطة العمل. ترتبط نقطة العمل بشكل مباشر بهندسة المكره المطلوبة. تتطلب التطبيقات ذات الضخ العمودي الطويل (الرأس المرتفع) دافعات ذات قطر خارجي أكبر من التطبيقات ذات الضخ العمودي القصير (الضخ).

هناك اعتبار آخر يرتبط مباشرة بحجم المكره وهو محتوى المواد الصلبة المتوقع في التطبيق. تحتوي العديد من التطبيقات على مجموعة متنوعة من المواد الصلبة في الوسائط التي يتم ضخها. يمكن أن تتراوح هذه المواد الصلبة من الحطام الكاشطة الصغيرة مثل الرمل أو نشارة المعدن إلى المواد الليفية الدقيقة إلى المواد الصلبة الكبيرة بحجم كرة البيسبول أو أكبر. يجب أن تكون المضخة والمكره المحددين قادرين على تمرير هذه المواد الصلبة مع تجنب الانسداد والضرر الناتج عن التآكل. يجب أيضًا إيلاء اعتبار إضافي للمعدات الموجودة أسفل مضخة العلبة المحورية. في حين أنه يمكن اختيار المضخة لتمرير نوع معين من المواد الصلبة، فإنه لا يمكن الافتراض أن الأنابيب والصمامات ومعدات المعالجة الأخرى ستتمتع بنفس قدرات التعامل مع المواد الصلبة. إن معرفة محتوى المواد الصلبة المتوقعة في السائل أمر بالغ الأهمية ليس فقط لاختيار المضخة ذات الحجم المناسب والمكره، ولكن أيضًا لاختيار نمط المكره الذي يناسب التطبيق بشكل أفضل.

واحدة من أكثر الدفاعات التي تتعامل مع المواد الصلبة شيوعًا هي المكره المفتوح. تُستخدم هذه المكره بشكل شائع في معالجة مياه الصرف الصحي ومياه الصرف الصحي ولها شكل هندسي يتضمن ممرات بين الشفرات بحيث يكون الجانب المفتوح مواجهًا للمدخل. توفر المسافات بين الشفرات مسارًا سلسًا للمكره لدفع المواد الصلبة الواردة من فتحة شفط المكره إلى الحلزون وفي النهاية من خلال تفريغ المضخة.

هناك خيار آخر للتعامل مع المواد الصلبة وهو الدوامة أو المكره الغائرة. يتم تركيب هذا النوع من المكره داخل غلاف (مما يخلق مساحة مفتوحة كبيرة بين المكره ومنفذ الشفط) ويحفز حركة السوائل من خلال الدوامات الناتجة عن الدوران السريع للمكره. على الرغم من أن هذا النهج ليس بنفس الكفاءة، إلا أنه يوفر العديد من الفوائد لمرور المواد الصلبة. المزايا الرئيسية هي المساحة الحرة الكبيرة والحد الأدنى من العوائق أمام مرور المواد الصلبة.

المضخات المستخدمة على ارتفاعات عالية لها مجموعة خاصة بها من اعتبارات التعامل مع المواد الصلبة. نظرًا لأن هذه التطبيقات تستخدم عادةً أنابيب أصغر، فيجب مراعاة حجم مرور المواد الصلبة للنظام بأكمله، وليس فقط المضخة. عادة، الشركات المصنعة لمضخة العلبة المنقسمة المحورية التي تقدم مضخات الضغط العالي سوف تتضمن مصفاة عند المدخل لمنع دخول المواد الصلبة الكبيرة إلى المضخة.

يعد هذا مثاليًا لتطبيقات الضغط العالي حيث يُتوقع الحد الأدنى من المواد الصلبة، ولكنها يمكن أن تسبب انسدادًا إذا تراكمت مواد صلبة كافية حول سطح الشاشة.

هناك العديد من العوامل التي يجب مراعاتها عند اختيار المضخة والمكره ذات الحالة المنقسمة المحورية المناسبة، وغالبًا ما يكون فهم الأنماط المختلفة للمضخات والدفاعات إحدى الخطوات الأكثر أهمية.