در میان محیط قیمت بالای انرژی در اروپا در دو سال گذشته، یافتن راههای کارآمد برای کاهش مصرف و افزایش بازده در صنعت پلاستیک انرژیبر اهمیت بیشتری پیدا کرده است .
امروز به بررسی پمپ های دنده ای و نقش آنها در صرفه جویی در انرژی در فرآیند اکستروژن می پردازیم. PSI-Polymer Systems، تولیدکننده تجهیزات اکستروژن مستقر در ایالات متحده، داده هایی را در مورد اینکه چگونه پمپ های دنده ای صنعت را قادر می سازد تا نیازهای پایداری رو به رشد را برآورده کند، به اشتراک گذاشته است.
دان گفت: «از آنجایی که پردازندهها برای برآورده کردن نیازهای پایداری امروزی تلاش میکنند، پمپ دندهای به عنوان یک راهحل سازگار با محیطزیست ظاهر شده است که ثابت شده است بار کلی انرژی را برای خط اکستروژن کاهش میدهد و به طور همزمان مقدار مواد مورد نیاز برای محصول را به حداقل میرساند». Macnamara، مدیر کل PSI-Polymer Systems «این امکان را برای استفاده 100 درصدی از regrind بدون به خطر انداختن قوام خروجی و به حداقل رساندن ضایعات ناشی از شروع یا خارج از مشخصات، از بین نمیبرد شرکت کنندگان در این صنعت مسئولانه تر تولید کنند. پمپ دنده به ما کمک می کند تا به آنجا برسیم.
پمپ های دنده ای از عملکرد چرخ دنده ها یا چرخ دنده ها برای انتقال مایعات استفاده می کنند که در این مورد پلاستیک ذوب شده است. عنصر دوار یک آب بندی مایع با محفظه پمپ ایجاد می کند و در ورودی پمپ مکش ایجاد می کند. سیالی که به داخل پمپ کشیده میشود، در حفرههای چرخ دندههای چرخان آن محصور شده و به تخلیه منتقل میشود.
با افزایش فشار قبل از رسیدن پلاستیک ذوب شده به قالب، پمپ دنده ای به اکسترودر اجازه می دهد تا همان یا اغلب حجم بیشتری را با دور کمتر در دقیقه پردازش کند. این به معنای انرژی کمتر مورد نیاز برای تولید حجم مشخصی از خروجی است. مکنامارا میگوید در حالی که این مقدار انرژی مسلماً کم است، افزایش مییابد. اکسترودری را در نظر بگیرید که با سرعت 100 دور در دقیقه، 24 ساعت در روز، 5 روز در هفته، 50 هفته در سال کار می کند. این معادل 36 میلیون دور در دقیقه در سال و افزایش بازدهی 10 تا 25 درصد در دور پایین تر و کاهش آمپرهای اکسترودر مربوطه است که به طور قابل توجهی به کاهش ردپای انرژی محصول کمک می کند.
یک پمپ دنده ای همچنین می تواند فشار هد را به حداقل برساند، یعنی مقاومت جریان قالب و لوله کشی که قالب را به انتهای بشکه متصل می کند. کاهش فشار هد بار موتور اکسترودر را کاهش می دهد که منجر به صرفه جویی قابل توجهی در طولانی مدت انرژی می شود. فشار پایین سر همچنین سایش و پارگی پیچ و بشکه را به حداقل می رساند که منجر به بازسازی کمتر و در نتیجه ردپای کربن کمتر می شود.
پمپهای دندهای همچنین به پردازندهها اجازه میدهند تا مواد را با کارایی بیشتری بازیابی کنند.
PSI توضیح داد: «بسیاری از پردازندهها درصد خرد کردن مجدد در اکسترودر را به دلیل افزایش فشار که ناشی از نرخهای ذوب و خوراک متغیر در چگالی ظاهری مختلف مواد اولیه است، محدود میکنند.» فاصله های تنگ در پمپ دنده ای به طور موثر موج اکسترودر در ورودی پمپ را تا 50:1 کاهش می دهد. در بسیاری از موارد، این منجر به کنترل فشار قالب 0.25% +/- می شود. فشار قالب ثابت، تغییرات دیوار/گیج را در یک تحمل محدود نگه میدارد. اجرای درست به انتهای پایینی مشخصات ابعادی، ضایعات ناشی از تولید خارج از مشخصات (بیش از/زیر) را از بین میبرد.»
به نوبه خود، حذف یا کاهش ضایعات باعث صرفه جویی در انرژی با اجتناب از تأثیر انرژی ناشی از پردازش مجدد می شود.
PSI اضافه کرد: «تحمل محدودتر همچنین به معنای استفاده از پلیمر کمتر در طول محصول است. به عنوان مثال، یک تولید کننده مجرای اکسترود کننده 1.5 اینچی SDR 13.5 لوله دارای وزن متوسط 151 گرم در هر طول بود. اضافه کردن یک پمپ دنده ای، اضافه وزن را به حداقل رساند و منجر به وزن ثابت در هر طول 145 گرم شد. با سرعت 65 فوت در دقیقه، 20 ساعت در روز، 5 روز در هفته و 50 روز در سال، پس انداز 6 گرمی، 257940 پوند از محصول را حذف کرد. این تقریباً یک میلیون پوند است که در طی چهار سال از تولید خارج میشود، در حالی که به طور مداوم لوله با کیفیت بالا تولید میشود.»
در نهایت، یک پمپ دندهای میتواند تقاضا برای خنکسازی اضافی را در طول فرآیند اکستروژن با کاهش گرمایش برشی ناشی از فشار معکوس کاهش دهد. این امر می تواند با کاهش بار سیستم خنک کننده منجر به صرفه جویی بیشتر در انرژی شود.