Мы предлагаем широкий спектр и продукты и разрабатываем решения, которые являются оптимальными с точки зрения рентабельности, технологии и экологии и необходимы для многих областей применения систем дозирования, таких как очистка воды и сточных вод, дезинфекция, транспортировка химикатов и жидкостей. Дозирующие системы используются во многих различных отраслях промышленности, в том числе в пищевой промышленности, изготовлении напитков, пивоварении, бумажной промышленности, химической и нефтехимической, текстильной и красильной промышленности.

Практически нет промышленных предприятий или предприятий, которые так или иначе не применяли бы функцию дозирования. Технология дозирования используется для производства химикатов и продуктов, а также для их экономичного и экологически выгодного применения в обрабатывающих отраслях. Значительное количество пользователей дозирующей техники — это гидротехнические сооружения и очистные сооружения, а также плавательные бассейны для кондиционирования воды в бассейне.

Распространение технологии дозирования для повышения качества и экономической эффективности процессов требует больше информации и обучения по «технологии дозирования», чтобы можно было избежать неудовлетворительных результатов при работе с ней. Следующее «краткое введение в технологию дозирования» направлено на объяснение ее основных принципов и принципов дозирования сред, которые должны быть дозированы намеренно простым способом. Цель состоит в том, чтобы избежать ошибок при планировании систем дозирования и оптимизировать систему, не работающую удовлетворительно. Кроме того, можно было бы дать ряд импульсов для автоматического управления дозированием химикатов, если раньше это делалось вручную. Нет сомнений в том, что система дозирования с механическим или лучшим автоматическим управлением улучшает результат и уменьшает или устраняет повторяющиеся ошибки и недостатки человеческого фактора.

Следующая статья начинается с описания некоторых химических свойств, а затем продолжается объяснение различных принципов дозирования. Особое внимание уделяется использованию и правильной установке фитингов / принадлежностей, которые во многих случаях позволяют только дозировать, но определенно улучшают результат.

Твердые, жидкие и газообразные дозируемые компоненты

Все чистые элементарные вещества могут находиться в газообразном, жидком или твердом состоянии. Состояние вещества зависит от давления и температуры. Знакомый пример — вода при атмосферном давлении: при температуре ниже 0 ° C вода заморожена, при температуре от 0 ° C до 100 ° C она жидкая, а при температуре выше 100 ° C она превращается в пар.

Жидкости, состоящие из смесей различных химикатов, не имеют точной точки плавления или кипения, поскольку отдельные компоненты затвердевают или улетучиваются при разных температурах. Этот факт, например, используется для перегонки различных компонентов (мазута, бензина и т. д.) из сырой нефти.

Знание поведения жидкости при кипении также важно, поскольку оно определяет высоту всасывания жидкости, достижимую с помощью насосов. Также потому, что тогда последствия утечки можно будет оценить более точно. Вопрос о том, будет ли жидкость оставаться в жидком состоянии или самопроизвольно испаряться в случае утечки, может быть важен при выборе типа дозирующего насоса (например, решение для герметичной версии).

Для инженеров по применению дозирующих систем важно знать, тяжелее ли жидкость или легче воды, можно ли ее легко или частично смешать с водой, склонна ли она к выпадению в осадок, агрессивна, абразивна или горючая, и ее вязкость. Большинство жидкостей можно рассматривать как несжимаемые с незначительным влиянием до 100 бар.

В системах дозирования в отличие от жидкостей, газы занимают любое доступное пространство. Важными газами являются газы по температуре, плотности и давлению, которые зависят друг от друга. Для технологических процессов это, например, имеет значение, находится ли газ под вакуумом или под давлением, если он тяжелее или легче воздуха при атмосферном давлении, является ли он взрывоопасным или ядовитым, или становится агрессивным в сочетании с влагой.

Ответы на эти вопросы дают представление о том, что произойдет в случае утечки. Для дозирующих систем для выбора фитингов или определения размеров трубопроводов для газов необходимо применять методы расчета и диаграммы, учитывающие законы газа (не путать диаграммы, подготовленные для жидкостей).

Специальное дозирующее оборудование было разработано за последние десятилетия, в частности, для газообразного хлора, который широко используется для очистки питьевой воды, воды плавательных бассейнов, а также сточных вод. Он был улучшен до такой степени, что теперь включен в немецкие стандартные таблицы (например, DIN 19606 или 19643).

Твердые вещества — это все вещества, находящиеся в твердом состоянии в соответствующем температурном диапазоне. В зависимости от формования или производственного процесса диаметр частиц пыли может отличаться от нескольких сантиметров. Выбор подходящего дозатора зависит не только от размера зерна, но и от формы зерна, то есть от геометрии зерна. Дозирование твердых веществ подразумевает, что вещества находятся в относительно однородном выгружаемом состоянии в отношении размера их частиц по отношению к общему количеству сыпучего материала. Поэтому предварительным условием для большинства процессов дозирования является то, что сухой материал поставляется в виде порошка или гранулята с размером зерна до 5 мм. Но и в этом случае это вопрос масштаба. Например, битые камни диаметром 50 мм все еще относительно легко дозировать, если принять во внимание размер рельсовых путей или систем подачи угля на электростанциях.

Вязкость дозируемых компонентов

Жидкости и газы более или менее текучие. Это свойство определяется их вязкостью. Чем ниже текучесть, тем выше вязкость. В случае газов вязкость имеет второстепенное значение для дозирующих устройств и арматуры. Однако он учитывается при калибровке мерных стаканов (расходомер с поплавковым элементом). Вязкость очень важна для жидкостей, потому что готовность жидкости течь сильно влияет на дозирующую способность насоса. Это связано с тем, что номинальная мощность дозирующих насосов определяется для воды с температурой 20 ° C. По мере увеличения вязкости, т. е. с меньшей текучестью жидкости, насосу становится все труднее протолкнуть заданное количество через систему дозирования и трубопроводов. Вязкость имеет разные режимы. Некоторые жидкости имеют определенную вязкость при заданной температуре, которая не меняется при различных скоростях потока. Однако большинство жидкостей ведут себя иначе. Некоторые из них демонстрируют высокую вязкость в холостом режиме и становятся относительно жидкими при растекании (например, не капающий лак, который прилипает к щетке, когда он наносится на вертикальную стену, а затем становится жидким благодаря более быстрому движению кисти. После при покраске лак сразу снова становится очень вязким и не стекает). Другие жидкости в процессе дозирования ведут себя наоборот. Они являются жидкими в состоянии покоя и становятся более вязкими при более высоких скоростях (это может быть проблемой при использовании, например, мешалок).

Растворы, суспензии, эмульсии, коллоиды, коагуляция, пептизация

Растворы — это жидкости, в которых твердые вещества распределены в своей тончайшей физической форме, то есть в виде молекул. Каждая жидкость может растворять твердые частицы до определенного уровня (точки насыщения). Молекулярные растворы больше не обнаруживаются по световому отражению (нет облачности).

Суспензии — это жидкости, в которых взвешены мелкодисперсные твердые вещества. Они имеют тенденцию оседать (оседать) или плавать в нерабочем состоянии. Таким образом частицы не растворяются. Луч света, проходящий через жидкость, виден при отражении. В зависимости от твердости частиц быстротекущая суспензия может вызвать повреждение насоса и трубопроводной системы из-за истирания. С другой стороны, желательны более высокие скорости потока, чтобы предотвратить осаждение частиц (см. Осаждение) и, таким образом, засорение трубопроводов и систем дозирования.

Эмульсии — это смеси жидкостей, которые обычно не смешиваются друг с другом (например, масло и вода). Эмульсии получают путем интенсивного механического перемешивания (гомогенизации). Они имеют тенденцию распадаться на отдельные жидкости, как только они некоторое время остаются неподвижными и больше не перемешиваются (например, при взбивании молока). Чтобы эмульсии не менялись в течение длительного времени, их можно стабилизировать с помощью специальных химических добавок (эмульгаторов). Коллоиды — это очень мелкие частицы, которые настолько малы, что больше не ведут себя как взвешенные частицы, а остаются равномерно распределенными в жидкости. Хотя размер частиц составляет всего около 1 миллионной миллиметра и меньше, они не являются молекулярными растворами. Это также подтверждается тем фактом, что луч света, проходящий через жидкость, виден по отражению от частиц (облачность). Устойчивое условие равномерного распределения при дозировании можно объяснить одинаковым электрическим зарядом всех частиц и возникающим в результате взаимным отталкиванием. Чтобы удалить коллоиды из жидкости, необходимо нарушить это однородное взаимное отталкивание частиц. Для этой цели можно использовать ионы с разным зарядом, которые можно добавлять, например, в виде солей. В результате даже мельчайшие частицы могут соединяться электростатически.

Осаждение, флотация в процессе дозирования

Более крупные частицы размером 0,001–1 мм, переносимые в жидкости, имеют тенденцию всплывать или оседать в зависимости от их удельного веса по сравнению с несущей жидкостью. Чем ниже скорость потока, тем быстрее частицы могут подниматься на поверхность или опускаться на дно. Осаждение частиц называется седиментацией, подъем частиц на поверхность — флотацией. Последнюю можно ускорить нагнетанием воздуха. Оба случая используются для отделения нежелательных или желаемых веществ от жидкостей. Удаление всплывавших частиц через край резервуара также называется декантацией.

Влияние абразивности на процесс дозирования

Частицы, взвешенные в жидкости, которые, как упоминалось ранее, могут осаждаться или плавать из-за своего размера, при движении имеют более или менее абразивный эффект. Степень истирания зависит, в частности, от твердости и структуры поверхности мелких частиц. Все подвески в движении абразивные.

Влияние агрессивности на процесс дозирования

Агрессивность жидкости — это ее свойство разъедать другие материалы. Газы или твердые вещества могут быть очень агрессивными после растворения в воде или при контакте с влажностью воздуха (например, «твердая» соль или «газовый» хлор, растворенный в воде). Агрессивность химикатов — один из наиболее важных факторов, которые следует учитывать при выборе материалов для фитингов и трубопроводов для систем дозирования. Мера агрессивности, например, значение pH жидкости. Нейтральные жидкости имеют значения около 7, тогда как более низкие значения указывают на повышение кислотности, а значения до 14 указывают на повышение щелочности.

Дозирование газа

Существуют химические вещества, которые либо содержат газы в растворе, либо со временем разлагаются и, таким образом, выделяют газ из жидкости. Этот процесс, называемый дегазацией, необходимо рассматривать с разных точек зрения.

Один важный аспект — опасность для окружающей среды, другой — то, что дегазация влияет на работу насосов и трубопроводных систем дозирующих станций, поскольку многие фитинги могут работать только с чистыми, безгазовыми жидкостями. В частности, дозирующие насосы, сконструированные для жидкостей, имеют большее или меньшее мертвое пространство, в результате чего газ, поступающий в головку, не может быть сжат до рабочего давления. Таким образом, он не может покинуть голову, и дозировка не выполняется. Чтобы решить эту проблему, необходимо принять различные меры

Текучесть сыпучего материала при дозировании

Порошок, гранулят и крупинки диаметром до нескольких миллиметров называют сыпучим материалом. Более крупные скопления твердых частиц в виде порошка или мелких зерен ведут себя почти как жидкости. В отличие от жидкостей сыпучий материал имеет значительное сопротивление трению между частицами. В результате, например, Произвольно выгружаемые товары не распределяются по неограниченной площади, а образуют кучу с определенным для материала углом откоса. С помощью подходящих машин сыпучий материал может перекачиваться аналогично жидкостям (винтовые шпиндели используются на водонасосных станциях, а также для дозирования порошка). Внутреннее трение сыпучего материала во многом зависит от его природы, такой как размер зерна, форма и структура поверхности. Кроме того, важна скорость движения сухого материала. Чем быстрее он течет, тем больше ведет себя как жидкость. Конечно, здесь нужно учитывать сильную истираемость линий. В отличие от жидкостей, в случае полной остановки может происходить закупорка отдельных частиц, что приводит к так называемому «перекрытию» дозирующих систем. Это может значительно нарушить работу. Только приложив энергию в виде толчков или перемешивающих движений, или введя воздух или азот, можно вернуть сыпучий материал в «текучее» состояние. Сухой материал также может быть гигроскопичным, т.е. он впитывает воду в присутствии влажного воздуха и, таким образом, агломерируется. В результате могут возникнуть сбои в работе и, в зависимости от среды, коррозия из-за агрессивности, вызванной влагой.

Поведение при горении и взрыве

В химическом машиностроении чрезвычайно важно знать, как горят и взрываются обрабатываемые среды. Эта тема слишком важна, чтобы обсуждать ее в ближайшее время. Поэтому необходимо внимательно изучить соответствующую литературу, а также правила и положения по предотвращению несчастных случаев. Воспламеняющиеся материалы подразделяются и группируются в соответствии с их потенциальной опасностью возгорания и взрыва. Особенно важно учитывать классификацию взрыва при использовании электрических машин из-за возможного искрения. Необходимо проверить, могут ли дозируемые газы, жидкости и твердые вещества образовывать легковоспламеняющиеся смеси при определенных рабочих условиях. В большинстве случаев партнером по реакции будет кислород, который всегда присутствует в атмосфере. Однако есть также химические вещества, уже содержащие партнеров по реакции, которые вызывают возгорание или взрыв из-за высоких температур или ударов.

Эти материалы особенно опасны при дозировании, потому что они могут воспламениться даже в закрытых резервуарах при отсутствии доступа воздуха. В целом химико-физическая реакция тем сильнее, чем больше поверхность партнеров реакции. Имеет смысл, что поверхность определенной массы увеличивается с более мелкими частицами. Это также объясняет опасность взрыва пыли. Кроме того, материалы также различаются по характеристикам воспламенения и силе реакции после однократного воспламенения. Есть вещества, которые легко воспламеняются, но не выделяют большого количества энергии, а есть другие, которые трудно воспламенить, но которые вызывают сильный взрыв.

Плотность дозируемых материалов

Плотность вещества показывает, сколько килограммов содержится в кубическом метре (кг / м³). Он выражается по отношению к плотности воды, которая составляет 1.000 кг / м³. В то время как плотность жидкостей относительно постоянна и незначительно изменяется при дозировании в зависимости от давления и температуры, плотность газов в значительной степени зависит от давления и температуры. Та же самая масса газа в удвоенном пространстве имеет только половину плотности, потому что газ может расширяться до удвоенного объема при половинном давлении (при условии, что температура такая же). С другой стороны, жидкость будет занимать только половину двойного объема, а плотность останется постоянной. Удельный вес частиц твердого вещества практически постоянен. Но поскольку масса сыпучего материала в данном пространстве зависит от того, насколько близко друг к другу находятся частицы, на практике плотность варьируется и должна определяться экспериментально (плотность порошка или плотность утряски). При дозировании плотно утрамбованный сыпучий материал будет иметь более высокую плотность, чем сыпучий порошок.