Tribotechnické listy

 

 

STARO-NOVÝ způsob míchání kapalin

Míchání kapalin, příprava roztoků a udržování jejich homogenního složení patří mezi běžné technologické operace, které jsou prakticky používány ve všech oblastech průmyslové výroby. Často si ani neuvědomujeme, že na homogenitě roztoků a intenzitě míchání, značně závisí kvalita procesu a málo kdy už vůbec kalkulujeme vynaložené investiční a provozní náklady.


V současné době se používají následující způsoby míchání:

- mechanickým míchadlem,

- tlakovým vzduchem,

- ultrazvukem,

- cirkulací přes čerpadlo s případnou filtrací,

- pohybem předmětů při galvanotechnických operacích.


Celá řada technologických operací v oblasti povrchových úprav je silně závislá na homogenitě pracovních elektrolytů. V řadě předúpravných chemických a galvanotechnických operací je důležitý rovnoměrný pohyb funkčního elektrolytu. Většinou jsou však těmito způsoby míchány jen některé elektrolyty, ostatní jsou prakticky bez pohybu a rychlost příslušného děje je dána jen koncentrací aktivní složky elektrolytu a její difuzí k povrchu upravovaných polotovarů. Jedná se především o oblast  předúpravy, t.j. odmašťování, moření a  aktivace.


Teoretická část

Staro-novou metodou, kterou je možné prakticky aplikovat na všechny funkční elektrolyty v oboru povrchových úprav, likvidaci odpadních vod a přípravy roztoků rozpouštěním pevných látek v kapalinách, je míchání pomocí speciálního injektoru. Princip tohoto injektoru je schematicky znázorněn na obrázku č.1.



Obr. č. 1 Schéma a princip injektoru

Čerpadlem hnaná kapalina vystupuje z trysky vysokou rychlostí a vzniklým podtlakem v okolí trysky strhává s sebou do difuzoru další kapalinu. Tím se dostává do pohybu až čtyřnásobek čerpaného objemu kapaliny. Na rozdíl od míchání tlakovým vzduchem zde nehrozí znečistění kapaliny vnesenou nečistotou, např. mastnotou. Tímto způsobem lze prakticky míchat všechny typy kapalin. Na obr. č. 2. je zobrazen injektor  ve skutečné podobě.



Obr. č. 2  Injektor SER-DUCTOR

Každý systém obsahuje trubku určité délky a injektory SER-DUCTOR  v odpovídajícím počtu. Tyto trubky se pak podle objemu míchané kapaliny sestavují do roštů, které jsou upevňovány do nádrží a van. Příklad různých systémů je uveden na obrázku č. 3.



Obr. č. 3 Různé systémy injektorů

Míchání kapaliny pomocí injektorů také zabraňuje usazování mechanických částic na dně vany a tak brání usazování kalů. Protože kal zůstává stále ve vznosu, je možno lázeň průběžně s vysokou účinností filtrovat. Tím se odstraní ztrátové časy, potřebné při diskontinuálním čistění van. Požadovaný obrátkový cyklus míchané kapaliny se liší podle její povahy. Pro většinu pokovovacích lázní a oplachů zajišťuje 5 - 15 obrátek/hod. dostačující cirkulaci. Zvýší-li se počet obrátek kapaliny, např. u mědi a niklu na 30 i více obrátek/hod., je možno použít podstatně vyšší proudové hustoty. Čistící a odmašťovací lázně vyžadují nejméně 10 obrátek/hod. V případě silného znečištění je vhodné 20 obrátek/hod.


Přehled injektorů

Objemový proud  - cirkulační výkon

Systém injektorů lze prakticky použít u všech      procesů povrchových úprav a souvisejících technologií:

· mědění (galvanické i chemické)

· niklování (galvanické i chemické)

· zinkování

· chromování

· zlacení

· stříbření

· fosfátování

· eloxování

· moření a mikromoření

· odmaštění a čištění

· výroby desek plošných spojů

· čištění a likvidaci odpadních vod


Přednosti injektorů při chemických a galvanických aplikacích:

· snížení úletových emisí až o 90 %

· snížení nákladů na ohřev až o 25 %

· snížení spotřeby leskutvorných přísad až    o 20 %

· snížení spotřeby vylučovaných kovů

· zvýšení zabíhavosti lázní

· snížení doby pokovu

· zlepšení vylučování kovů v dutinách a slepých otvorech

· zamezení tvorby uhličitanů v alkalických procesech

· snížení tvorby pittingu

· konstantní pohyb kapaliny,  neboť injektor  se nezanáší a neucpává

· zamezení usazování vznikajícího kalu

· dokonalé vyrovnávání koncentrace účinných složek v celém objemu kapaliny


Praktická část

Velkou předností použití injektorů je možnost jejich použití při chemickém odmašťování, moření a do-končovacích operací. V současné době jsou tyto funkční elektrolyty prakticky bez pohybu, neboť míchání pomocí tlakového vzduchu v řadě případů není možné. Nezanedbatelné jsou i operace oplachování,  kde použití injektoru výrazně zvýší účinnost oplachů a podstatně zkrátí potřebnou dobu oplachování. Výhodné je použití při likvidaci oplachů a koncentrátů  na čistírnách odpadních vod.

Aplikací injektoru se zvýší rychlost příslušného děje a lze dosáhnou podstatného zvýšení kapacity zařízení. Injektory lze nainstalovat do všech typů van a zařízení.

Další výhodou systému je,  že míchání se provádí funkčním elektrolytem, což přináší výraznou úsporu energie např. při tvrdém eloxování, kdy při míchání tlakovým vzduchem je nutné velmi intenzivní chlazení. Zde se míchá vlastně chladným elektrolytem. Totéž platí i u operací, kde je míchaná kapalina ohřívána. Nedochází k výraznému úniku tepla do pracovního prostředí, neboť hladina kapaliny se jen lehce vlní a k intenzivnímu míchání dochází pouze uvnitř kapaliny.

V oblasti životního a pracovního prostředí se použitím injektorů dosáhne podstatného snížení úletu emisí, což má návaznost na instalovaný výkon odsávání a opět vazbu na snížení spotřeby energie. Tímto systémem lze míchat i kyseliny.

Injektory lze výhodně také aplikovat při míchání obtížně mísítelných kapalin, které jsou udržovány ve vzájemném pohybu a nedochází k jejich rozvrstvení. Využití je možné i při přípravě roztoků rozpouštěním pevných látek v libovolně tvarových nádržích, kdy současně dochází i k výrazně rychlejšímu a dokonalejšímu rozpuštění a tím ke značné časové úspoře.

Na následujících obrázcích jsou zobrazeny  příklady některých aplikací při použití injektorů.



Obr. č. 4 Pokov desek plošných spojů a závěsový pokov



Obr. č. 5 Čištění v koších a na závěsech

Obr. č. 6 Míchání kapalin

Závěr

Míchání kapalin je základní operací ve všech chemických a galvanotechnických provozech. Jednou z al- ternativ kvalitního systému míchání je použití výše uvedených injektorů. Na první pohled jednoduchý a nenáročný pochod však v sobě skýtá řadu technologických úskalí.

Nejčastější nedostatky a základní chyby při navrhování a provozování injektorů jsou:

- instalace bez účasti odborné firmy

- chybné stanovení počtu a velikosti injektorů

- nevhodné rozmístění injektorů

- volba nevhodného cirkulačního čerpadla


Navržení a optimalizace efektivního způsobu mí-chání a přípravy roztoků tak vytváří velký prostor pro účinnou racionalizaci a zrychlení výroby za současného snížení zbytečně vynaložených finančních nákladů.

Text: Ing. Ladislav Obr, Csc, 
Jablonec nad Nisou

Späť

 

Pridať komentár

* :
* :
* :
1 + 3 =
Odoslanie formulára

TriboTechnika 4/2019

TriboTechnika_4_2019 by TechPark Vydavatelstvo on Scribd