استفاده از ورق استیل در تولید تجهیزات صنعتی

مقدمه

اگرچه اکثر مردم می‌دانند دستگاه‌های پرکن مایع برای چه منظوری مورد استفاده قرار می‌گیرند، امّا یافتن دستگاه مناسب که پاسخگوی اهداف یک صنعت مشخص باشد، کاری دشوار است. در این مقاله، نحوه عملکرد ماشین‌های پرکننده جهت انتخاب دستگاه مناسب در خط تولید کارخانجات شرح داده است. همانگونه که می‌دانید، مایعات دارای رفتار شیمیایی متفاوتی هستند که می‌توانند بر روی اجزاء دستگاه تاثیرات مخربی را ایجاد نمایند، لذا طراحان سعی می‌کنند برای ساخت آنها از مواد مناسب و غالباً از خانواده ورق استیل ضد اسید نظیر ورق استیل 316 استفاه نمایند. همچنین طراحی دستگاه پرکن بر اساس خواص مایعات تغییر می‌کند، مثلاً روش پر کردن یک بطری آبمیوه متفاوت از روش پر کردن تیوپ خمیر دندان است و به فناوری متفاوتی نیاز دارند. با تغییر فناوری تولید، هزینه تولید نیز تغییر می‌کند، ولی قیمت ورق استیل 316 به عنوان پر مصرفترین ماده مورد استفاده در انواع دستگاه‌ها، یکسان است، لذا تغییر بهای تمام شده صرفاً ناشی از تکنولوژی ساخت دستگاه می‌باشد.

فرآیند کلی ساخت دستگاه

بخش اعظم دستگاه‌های پرکن مربوط به مخزن نگهداری مایعات است که به طور مستقیم با سیّال در تماس می‌باشد. بنا به ماهیّت سیّال از انواع ورق استیل ضد اسید برای طراحی و ساخت این مخازن استفاده می‌گردد. بیشترین مواد مورد استفاده در دستگاه‌های پرکن ورق استیل 316 می‌باشد که به وسیله برش لیزر یا واترجت به شکل مورد نظر برش داده شده و بعد از ایجاد شکل نهایی جوشکاری می‌شود. پس از ساخت مخزن، لازم است کلیه مسیرهای حرکت سیّال نظیر لوله‌ها، نازل پرکن و ... نیز از فلزات مقاوم به خوردگی ساخته شوند. صرفنظر از قیمت ورق استیل 316، خواص مکانیکی مناسب این مادّه باعث شده که طراحان در مسیرهای حرکت سیّال که احتمال سایش فلز نیز وجود دارد، از آن استفاده نمایند.

انواع دستگاه پرکن مایعات 

مهمترین تمایز بین ماشین‌های پرکن، تکنولوژی اتوماسیون به کار رفته در آنها می‌باشد. به عنوان مثال یک کارخانه بزرگ محصولات تولید انبوه به فناوری پیچیده‌تری نسبت به مشاغل خانگی نیاز دارد. در ذیل به بررسی انواع دستگاه‌ها پرداخته شده است:

-    اتوماسیون دستگاه پرکن مایعات 

دستگاه‌های پرکن اتوماتیک نیاز به دخالت انسانی کمی دارند و بطری‌ها به وسیله ربات و به صورت هوشمند پر می‌گردند. کاربران می‌توانند دستگاه را برای سرعت‌ها، حجم‌ها و نوع ظرف مختلف تنظیم نمایند. ماشین‌های نیمه اتوماتیک نیاز به مداخله انسانی دارند، مانند جابجایی ظروف در داخل و خارج از منطقه پر کردن.

-    دستگاه‌های خطی و روتاری 

ماشین‌های پرکننده خطی مقرون به صرفه هستند و ظروف در امتداد یک نوار نقاله به ترتیب پر می‌شوند. آنها انعطاف‌پذیر و به راحتی قابل ارتقا هستند و برای محصولات و ظروف مختلف قابل استفاده می‌باشند. ماشین‌های روتاری سریع‌تر بوده و می‌توانند از فناوری تمیز کردن و بستن درب بطری استفاده کنند، امّا برای محصولات و ظروف خاص که گران‌تر و تخصصی‌تر هستند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

-    نحوه پرکردن ظروف

نوع دستگاه پرکن هرچه باشد، از اصول کلی و یکسان پیروی می‌کند. برای سیستم‌های اتوماتیک، ظروف از طریق نوار نقاله از دستگاه عبور کرده و دستگاه طی مراحل متوالی آنها را پر می‌کند. با این حال، تکنولوژی دقیق پر کردن مورد استفاده، بسته به خواص مایع، نوع ظرف و دقت پر کردن متفاوت است.
اصل پر کردن، ریختن مقدار مناسب مایع در یک ظرف است که پیچیده‌ترین بخش فرآیند است. این مرحله، بیش از هر مرحله دیگری، نوع ماشین مورد نیاز یک کسب و کار را تعیین می‌نماید. مایعات در اشکال مختلفی وجود دارند که نوع فرآیند پر کردن مورد نیاز به خواص آن وابسته است. برخی از مایعات شفّاف و دارای سیّالیت مناسب هستند، در حالی که برخی دیگر می‌توانند بسیار چسبناک، کف آلود یا حاوی ذرّات معلّق باشند.

-    پرکننده جاذبه/سیفون 

پر کردن گرانشی به سادگی از وزن مایع برای پر کردن ظرف استفاده می‌کند. برای این منظور نازل پرکننده بر روی دهانه بطری قرار داده شده و مایع مربوطه به داخل بطری ریخته می‌شود. زمان بسته شدن شیر نازل بستگی به میزان سیّالیت و حجم مایع وارد شده به بطری دارد. در حالت ایده‌آل، این روش برای مایعاتی استفاده می‌شود که دارای رفتار جریان آزاد با ویسکوزیته ثابت و بدون ذرّات معلق هستند.

-    پرکننده سرریز 

دستگاه پرکن مجهز به تکنولوژی سرریز، روی پر کردن بطری‌ها تا سطح صحیح تمرکز دارد. این دستگاه به ویژه در ظروف شفّاف محبوبیت دارد و باعث می شود محصول یکدست و از نظر بصری برای مشتریان جذاب به نظر برسد. این سیستم ظرف را تا زمانی که سرریز شود پر می‌کند و محصول اضافی برای جلوگیری از هدر رفتن به مخزن ذخیره بر می‌گردد.

-    پرکننده پیستون 

دستگاه‌های پرکن پیستون بهترین گزینه برای مایعات و خمیرهای غلیظ هستند و شامل یک سیستم دریچه‌ای است که از سیستم ضربه و تخلیه استفاده می‌کند. پیستون محصول را از یک درام بیرون می‌کشد و آن را به ظرف تزریق می‌کند. این دستگاه‌ها، سیستم‌های حجمی بسیار دقیق هستند و می‌توانند طیف وسیعی از مایعات را مدیریت کنند و در ماشین‌های نیمه اتوماتیک رایج می‌باشند. آنها همچنین با افزودن نازل‌های پرکننده اضافی به راحتی قابل ارتقا هستند.