Вакуумные насосы и комплекты для дегазации

Главная » Применения » Вакуумные насосы и комплекты для дегазации

15.10.2018 adnadmin

Практически всегда, когда речь заходит о литье, особенно литье с использованием двухкомпонентных компаундов, таких как жидкий полиуретан, силикон для форм или пластик, нельзя не вспомнить о проблеме образования пузырьков воздуха, особенно после смешивания.

После застывания изделия, лишний воздух образует вкрапления, которые нарушают рельеф, фактуру, выглядят не эстетично или даже приводят к нарушению функциональности изделия (если это, к примеру, форма для литья или уже готовое изделие).

Отливка в силиконовую форму. Белые точки – дефекты поверхности , образовавшиеся в местах пузырьков на силоконовой форме для литья

Если при производстве нечувствительных к газовым пузырькам изделий, к примеру, имитации кирпича, дегазацию можно провести вибрацией или просто выждав некоторое время, то для мелких деталей, гладких поверхностей и, самое главное, прозрачных изделий, нужна дегазация с помощью вакуумного насоса.

Вакуумная дегазация – самый эффективный способ избавиться от пузырьков в форме и отливке.

Какой материал дегазируется?

Существует принципиальная разница между дегазацией практически любых смол и силиконами (резинами). Эта разница заключается в склонности компонентов дегазируемого материала к интенсивному выкипанию компонентов.

Дегазация смол

Как правило в составе многокомпонентных смол могут присутствовать летучие компоненты, которые при достижении определенного значения вакуума, начнут кипеть и покидать смесь.

Например, стирол или его более экологичные аналоги. Хороший растворитель полимеров, содержащийся практически во всех полиэфирных связующих, закипает при комнатной температуре, если давление в вакуумной камере составляет менее 50 мм рт. ст. (-95кПа), тогда как эпоксидные связующие не закипят даже при 1 мм рт. ст. (-99 кПа). Другие компоненты могут закипеть еще раньше, при еще более плохом вакууме.

Очевидно, кипение компонентов плохо сказывается на изделии: 1) появляются пузыри 2) изменяется пропорция смеси и часть может не отвердеть, отвердеть через очень продолжительное время или напротив, начать полимеризацию во время дегазации!

Границы кипения и дегазации очень отличаются в зависимости от состава. Для примера приведем усредненные цифры для некоторых двухкомпонентных смол (смола+отвердитель):

кипение начинается при давлении -80кПа

дегазация смолы/заполнителя проводится при давлениях около -60…-70кПа

Зрительно эти процессы можно различить так:

Дегазация в относительно мелких емкостях происходит быстро – в течение нескольких секунд. Затем интенсивность образования пузырьков сходит до нуля.

Кипение компонентов, например, после проведения дегазации, начинается при заметно более глубоком вакууме и, как правило, более длительно – до полного выкипания соответствующего компонента.

Некоторые составы могут не вскипеть и при вакууме глубже -99,9 кПа. Однако, как правило, это смолы, отвердевающие при высокой температуре, и их применение в инфузии больше, чем в литье. При работе со смолами всегда желательно контролировать вакуум в процессе дегазации.

Соответственно, насос и арматура должны быть подобраны таким образом, чтобы:

быстро откачать вакуумную камеру (для быстро отвердевающих составов).
иметь возможность регулировки вакуума или иметь предельный вакуум хуже точки кипения наиболее летучего компонента состава.

Как правило, при небольших производственных мощностях, для дегазации смол в маломерных емкостях (до 35л) применяются маслосмазываемые насосы, такие как Value VSV10P или Elmo Rietschle VT 3, в комплекте c парой ручных клапанов или регулятором вакуума.

Для более поточного производства или быстроотвердевающих составов требуются насосы большей производительности – около 20м3/ч.

Для серийного производства изделий целесообразно сделать расчет требуемой производительности, учитывающий свойства составов, коэффициент одновременности и др.

Дегазация силиконов

В некоторых случаях в составе отвердителей и загустителей силикона также могут встречаться летучие компоненты, однако, ввиду изначально большей вязкости, процесс их выкипания если и начинается, то редко представляет серьезную опасность для конечного результата.

Главное отличие большинства силиконов и резиновых составов – значительное увеличение объема при дегазации.

Вспениваясь, силиконы увеличивают занимаемый объем более, чем в 5 раз, на что необходимо делать поправку при выборе посуды, вакуумной камеры и объема дегазируемого силикона, так как он должен иметь место для увеличения объема на столько, чтобы этого хватило для схлопывания пузырьков.

Лучше всего, чтобы дегазация происходила быстро, за 1-3 цикла откачки и напуска воздуха. Частично процессу дегазации помогает перемешивание миксером в стационарной камере или вращение под наклоном малой камеры.

С точки зрения выбора насоса, глубина вакуума имеет меньшее значение, чем для дегазации смол. Тем не менее, для дегазации силиконовых резин более глубоковакуумный насос предпочтительней, ввиду необходимости удаления мелких пузырьков из более вязкого материала.

Скорость отверждения при высокой вязкости и пенообразовании силиконов накладывает ограничения на скорость откачки насоса. Необходимо, чтобы давление дегазации в камере (-70..-80кПа) было достигнуто за короткое время – не более 40 секунд, а в случае больших объемов наполнения емкости силиконом и импульсного режима дегазации – не более 10-15 секунд.

Таким образом, для дегазации силиконов предпочтительней использовать насосы с масляным уплотнением, чем сухие, из-за более глубокого предельного вакуума.

Производительность насосов.

Для хобби и штучного производства при малых объемах емкостей можно использовать насосы для кондиционирования, такие как VALUE VI, в комплекте с вакуумметром и вакуумными клапанами. Однако, они рассчитаны на кратковременные и редкие пуски. Для относительно постоянной загрузки требуется использовать промышленные насосы для продолжительного режима работы серии VSV.

Миксер в вакуумной камере для литья производства ADN-Tech

Для небольших камер, объемом до 35 литров, рекомендуется использовать насосы Value VSV моделей 10P и 20P.

Для дегазации в камерах, объемом более 150 литров, требуются насосы быстротой действия 40м3/ч или больше. Обычно в таких камерах производится и литье в формы.

Следует помнить, что если залитая форма помещается в вакуум или литье происходит непосредственно в вакуумной камере, то необходимо поддерживать вакуум хуже, чем давление кипения компонентов заливаемого материала.

Литье в вакууме

При литье в вакууме, чаще всего дегазацию и смешивание также производят в вакууме. В отдельных емкостях дегазируется смола и отвердитель. После дегазации, с помощью вводов вращения под вакуумом, отвердитель сливается в емкость со смолой и миксером. Они смешиваются, после чего данная смесь заливается в форму на нижем уровне.

Однако, для снижения стоимости оборудования, иногда целесообразно использовать более медленно отвердевающие смеси. Это позволяет под атмосферным давлением максимально качественно перемешивать компоненты и после ставить емкость со смесью под миксер вакуумной камеры. В данном случае дегазируется уже готовая смесь, и миксер вакуумной камеры служит более для интенсификации и ускорения процесса дегазации. Такая компоновка вакуумной литьевой камеры позволяет отказаться от дополнительных вакуумных вводов для дополнительных емкостей под смолу и отвердитель, синхронизирующего механизма, а также значительно снизить стоимость миксера.

На нижнем уровне камеры располагается подставка с литьевой формой, где можно производить дегазацию силиконов для изготовления форм. Для таких камер обычно используются насосы производительностью не менее 40м3/ч.

Вакуумная дегазация масла.

Дегазация масла требуется, как правило, для удаления из него сконденсировавшихся из воздуха паров воды и растворителей.

Как правило, масло подогревается в вакуумируемой емкости паром из тепловой сети предприятия до температуры около 40 градусов или электрическими нагревателями, в случае мобильных станций регенерации. Вакуумирование производится одноступенчатыми масляными пластинчато-роторными насосами. В случае больших объемов дегазации может быть рационально использование бустерных насосов типа РУТС. Быстрота действия насосов выбирается исходя из эффективности газобалластного клапана по удалению из насоса паров воды.

Для этой работы мы предлагаем насосы версии HUMID с высокой производительностью по парам воды, или бюджетные насосы Value следующего типоразмерного ряда.

Для подбора вакуумного насоса или системы для дегазации масел, рекомендуем связаться с нашим инженером для консультации и уточнения режимов работы.