В’язкість пігментної пасти в покриттях: контроль зсуву за допомогою керамічних ротаційних насосів
На виробництві покриттів переміщення пігментної пасти з одного резервуару в інший виглядає найменш цікавою частиною дня. Це також може бути причиною того, що партія виходить зі слабким блиском, поганим приховуванням або кольором, який не відповідає останньому випуску. В’язкість пігментної пасти змінюється зі зсувом, і насос зазвичай починає цю зміну. Іншими словами, транспортне обладнання є частиною формулювання незалежно від того, ставиться до нього хтось так чи ні. Він формує колір-за-серією, стабільність тонкості та тиксотропність.
Частинки пігменту повинні бути деагломеровані, дисперговані та орієнтовані. Диспергатори огортають частинки та забезпечують електростатичне відштовхування або стеричну перешкоду. Цей шар зберігає пасту стабільною. Він не незнищенний. Достатньо високі швидкості зсуву-30 000 с⁻¹ є звичайною галузевою лінією, і частинки, які вже були розділені, можуть знову злипнутися разом, або шар диспергатора можна зняти. Якість дисперсії падає. На насосі все виглядає не так. На покритті це видно пізніше: менше блиску, слабше покривається, колір змінився.
Проблеми зазвичай починаються з відцентрових насосів. Швидко{1}}обертова крильчатка має високу швидкість обертання, що сильно зсуває пасту. За тієї самої швидкості потоку відцентровий насос часто створює швидкість зсуву понад 45 000 с⁻¹. Роторно-лопастний насос може працювати близько 12 000 с⁻¹. З пастою вище 5000 мПа·с відцентровий насос не просто неефективний; він продовжує додавати енергію зсуву, яку паста не може прийняти. Шестеренні насоси також не є однозначною відповіддю. Зазор із сіткою створює локальний зсув, який може перевищувати межу пасти.
Керамічний ротаційний насос працює за іншим принципом. Це позитивне зміщення. Дві пелюстки обертаються синхронно і створюють рухливу зміну об’єму в камері. Продукт продавлюється, а не викидається. Частки ніколи не торкаються один одного або стінки камери. Зазори зазвичай становлять від 0,1 до 0,5 мм. Потік через камеру м’який, без турбулентності на кінчику робочого колеса. Швидкість пелюстка зазвичай становить від 200 до 500 об/хв; відцентровий насос може працювати близько 2900 об/хв. Продукт залишається близьким до ламінарного, а швидкість зсуву може підтримуватися на рівні від 10 до 50 с⁻¹. Відцентрові насоси зазвичай працюють від 1000 до 10 000 с⁻¹.
Швидкість зсуву та сила зсуву не однакові. Швидкість зсуву - це швидкість зміни градієнта швидкості в рідині. Сила зсуву – це те, що насправді діє на пігментні агломерати. Низька швидкість знижує швидкість зсуву, але справжній захист забезпечує профіль пелюстка. Евольвентні або циклоїдні форми поступово стискають продукт, а не вдаряють його. Агломерати деформуються повільно, а не руйнуються раптово. Для пасти, яка вже була диспергована, ця відмінність має значення.
Кераміка допомагає іншим способом. Пігментна паста з діоксидом титану або оксидом заліза є абразивною. Металеві насоси зношуються, пелюстки та стінки камери втрачають матеріал, відкриваються зазори та змінюється поведінка зсуву. Керамічний вкладиш може досягати твердості за Віккерсом понад 1600 HV. Він протистоїть зношенню в три-п’ять разів краще, ніж чавун із високим вмістом -хрому, а в абразивних умовах може служити в чотири-шість разів довше, ніж звичайний металевий насос. Параметри зсуву залишаються стабільними, оскільки насос старіє. Кераміка також не вимиває іони металу, що має значення для покриттів високої-чистоти, де забруднення залізом може змінити відтінок пігменту або дестабілізувати систему.
Налаштування запуску та роботи мають значення навіть із-насосом із низьким зсувом. Пігментна паста часто має вищу видиму в'язкість у нерухомому стані. Перехід прямо до повної швидкості може спричинити коливання тиску в камері та короткий локальний стрибок зсуву. Частотно-регульований привод з лінійним нахилом повільно нарощує швидкість. Для кольорової пасти понад 5000 мПа·с підтримуйте максимальну швидкість близько 200 об/хв. Також потрібно стежити за тиском нагнітання. Занадто високий протитиск посилює потік через проміжок-до-камери, і локальний зсув погіршується.
Труби залишаються поза увагою. Вставні ножиці просто протікають через трубу. Коліна, редуктори та клапани створюють зони високого-зсуву шляхом зміни швидкості. Складна лінія нагнітання може додати зсув, навіть якщо насос працює м’яко. Прямі лінії та менша кількість фітингів знижують ризик.
Рухома пігментна паста — це не питання «якщо вона рухається, вона працює». В'язкість реагує на зсув, тому обладнання для перенесення стає частиною продуктивності кінцевого продукту. Керамічний ротаційний насос не усуває зсув. Він утримує зсув у межах, які може витримати паста, а матеріали та геометрія зберігають цей контроль з часом.
