مجله شیلنگ پنوماتیک و سیلیکونی

دستورالعمل‌های نگهداری شیلنگ سیلیکونی در کاربردهای گرمایی-سرمایی

عدم برقراری تماس مستقیم شیلنگ با منابع حرارتی مستقیم مثل شعله، استفاده از پایه نگهدارنده منعطف به منظور جلوگیری از له شدن شیلنگ، شست و شوی مرتب برای حذف رسوبات حرارتی، بررسی ترک های کوچک یا تغییر رنگدر اثر دمای بیش از حد، عدم پیچاندن شیلنگ در شعاع کمتر از حد مجاز از جمله نکاتی هستند که برای نگهداری صحیح شیلنگ سیلیکونی باید رعایت شوند.

نکات مهم در بازرسی دوره‌ای شیلنگ‌های سیلیکونی در سیستم‌های حرارتی

به منظور حفظ عملکرد مناسب شیلنگ های سیلیکونی در بلند مدت توجه به نکات زیر ضروری است:

۱) بازرسی مرتب دیواره داخلی و خارجی جهت بررسی نشانه های ترک،تغییر رنگ یا چسبندگی که نشان دهنده تجزیه حرارتی یا شیمیایی است.

۲) بررسی فشار کاری سیستم و مقایسه با حداکثر فشار قابل تحمل شیلنگ، مخصوصا در دماهای بالا و حضور مواد خورنده.

۳) تمیز کردن شیلنگ با محلول های مجاز بدون استفاده از مواد حاوی کلر یا اسیدهای قوی که می توانند به ساختار پلیمری آسیب برسانند.

۴) ثبت اطلاعات شناسنامه ای شیلنگ شامل شماره سریال، تاریخ نصب، شرایط بهره برداری و سوابق سرویس.

۵) برنامه ریزی برای تعویض پیشگیرانه با توجه به تعداد سیکل های حرارتی

سرمایش سیالات با استفاده از شیلنگ سیلیکونی

سیلیکون به علت هدایت حرارتی قابل کنترل و عدم شکنندگی در دماهای زیر صفر، در سیستم های سرمایشی به خوبی عمل می کند. برعکس شیلنگ های PVC یا پلی اتیلن، در دماهای بسیار پایین هم انعطاف پذیر باقی می ماند.از جمله کاربردهای شیلنگ سیلیکونی در سیستم های سرمایش می توان به خنک سازی محلول های حساس بیولوژیک، انتقال سیالات در خطوط سردخانه ای دارویی و حفظ شرایط ایزوترمال در واکنش های آزمایشگاهی اشاره کرد.

آینده شیلنگ‌های سیلیکونی در مهندسی گرمایش و سرمایش

امروزه با پیشرفت روزافزون در زمینه مواد هوشمند، نانوکامپوزیت ها، ساختارهای میکروکانال و سنسورهای داخلی پیش بینی می شود که سیلنگ های سیلیکونی به ابزارهای هوشمند و چند منظوره تبدیل شوند که علاوه بر انتقال سیال، کنترل، پایش، تنظیم و حتی اصلاح دمایی خودکار را نیز انجام دهند.

عملکرد شیلنگ‌های سیلیکونی در کاهش مصرف انرژی فرآیندهای حرارتی

در فرآیندهای حرارتی،تلفات انرژی ناشی از انتقال گرمااز جداره شیلنگ بسیار مهم است.شیلنگ های سیلیکونی با طراحی خاص و ساخار دیواره چندلایه یا تقویت شده با الیاف یا نانو ذرات، می توانند تلفات انرژی را به کمترین میزان ممکن برسانند.از جمله مکانیزم های بهینه سازی انرژی می توان به طراحی شیلنگ با دیواره ضخیم تر و چندین لایه، استفاده کردن از روکش های عایق حرارتی سیلیکونی یا فوم نسوز، نانو کامپوزیت های تقویت شده به منظور کاهش رسانایی سطحی و به کارگیری از شیلنگ های تخت یا کم حجم برای کاهش حجم مرده حرارتی اشاره کرد.

تاثیر خواص سطحی و داخلی شیلنگ بر فرآیند حرارتی

ویژگی های سطح داخلی شیلنگ سیلیکونی به لحاظ زبری، چسبندگی و جذب انرژی تابشی نقش مهمی در یک نواخت بودن انتقال حرارت ایفا می کند. شیلنگ های سیلیکونی که دارای سطح داخلی صاف و غیرفعال هستند باعث کاهش اصطحکاک و ماندگاری مواد و همچنین نوسانات دمایی می شوند. انتقال یکنواخت دما در تمام طول شیلنگ، جلوگیری از نقاط سرد یا داغ و کاهش زمان ماند سیال و افزایش سرعت پاسخ حرارتی از جمله نتایچ مثبت در فرآیند می باشند.

نوآوری در طراحی شیلنگ‌های سیلیکونی به منظور انتقال حرارتی دقیق

شیلنگ‌های سیلیکونی دو‌جداره:

این نوع از شیلنگ های سیلیکونی دارای یک لایه خارجی جهت عایق سازی و یک لایه داخلی برای انتقال سیال هستند. به کارگیری از این نوع شیلنگ در سیستم های حرارتی با نوسان شدید، سبب حفظ دمای ثابت در طول مسیر انتقال می شود.

شیلنگ‌های سیلیکونی با حسگر داخلی دما:

بعضی از شیلنگ های سیلیکونی جدید، دارای حسگرهای دیجیتال دمایی داخلی هستند که در لحظه تغییرات دمای سیال را کنترل و ثبت می کنند.

در صنایع حساس همچون داروسازی، بیوتکنولوژی، صنابع غذایی، نیمه رساناها و فرآیندهای آزمایشگاهی، حفظ کردن دما و خواص فیزیکی و شیمیایی سیالات نقش مهمی در عملکرد نهایی محصول ایفا می کند.یکی از اجزای اساسی در این فرآیند انتقال حرارتی، شیلنگ های سیلیکونی هستند که به علت خواص حرارتی و شیمیایی خود، به عنوان یک گزینه عالی در فرآیندهای گرمایش و سرمایش سیالات حساس محسوب می شوند. در این مقاله با دیدی تخصصی به بررسی نقش مهم شیلنگ سیلیکونیدر کنترل حرارت سیالات حساس، مکانیزم های انتقال حرارت و مزایای مهندسی و همچنین چالش ها و کاربردهای استفاده از شیلنگ سیلیکونی در صنایع گوناگون می پردازیم.

چرا شیلنگ سیلیکونی در فرآیندهای حرارتی کاربرد دارد؟

شیلنگ سیلیکونی یک نوع لوله انعطاف پذیر از جنس پلی‌دی‌متیل‌سیلوکسان (PDMS)است که دارای ساختار شیمیایی پایدار، غیررسمی، مقاوم به دما و رسانایی قابل توجه در مقایسه با سایر پلیمرها می باشد.از جمله مزایای شیلنگ سیلیکونی در کاربردهای حرارتی می توان به تحمل دمایی وسیع، پایداری در برابر انبساط حرارتی، هدایت حرارتی کنترل شده، مقاومت در برابر ترک های حرارتی و دفرمه شدن، انعطاف پذیری بالادر برابر انجاد یا گرمای شدید و در نهایت خنثی بودن نسبت به سیالات حساس مثل محلول های بیولوژیک و حلال های دارویی اشاره کرد.

گرمایش سیالات با استفاده از شیلنگ سیلیکونی

در سیستم های گرمایی، شیلنگ سیلیکونی به علت مقاومت حرارتی بالاو توانایی جذب و هدایت گرما به صورت یکنواخت، به عنوان رابطی بین مبدل های حرارتی و محیط فرآیند عمل می کند.این خاصیت شیلنگ سیلیکونی از افت دما پیشگیری کرده و دمای سیال مورد نظر را تا نقطه هدف حفظ می کند.از جمله کاربردهای شیلنگ سیلیکونی در سیستم های گرمایش می توان به گرمایش سرم ها پیش از تزریق،انتقال محلول های صنعتی در دمای ثابت و واکنش های کاتالیزوری در دمای بالا اشاره کرد.

منبع: شیلنگ سیلیکونی

در خطوط تولیدی که به صورت بیست و چهار ساعته مشغول به تولید هستند حتی یک ثانیه توقف هم می تواند منجر به تحمیل هزینه های بالا به کارخانه شود. به کارگیری از شیلنگ های پنوماتیک با عمر مفید بالا، دارای امکان پایش از راه دور و قابلیت تعویض سریع، می تواند در کمک کند تا زمان خرابی کاهش پیدا کند و بهره وری افزایش پیدا کند. بعضی برندها شیلنگ هایی با قابلیت ردیابی و سنسور های داخلی تولید می کنند که فشار، دما و وجود هر گونه نشتی را به صورت بلارنگ نمایش می دهند. این قابلیت ها در در صنابع حساسی همچون داروسازی و هوافضا حائز اهمیت هستند.

اتصالات، نشتی و اهمیت نگهداری

یکی از عمده ترین دلایل اتلاف شدن انرژی در سیستم های پنوماتیکی، اتصالات ضعیف یا معیوب است.استفاده از اتصالات با کیفیت و اورینگ های استاندارد به علاوه بررسی دوره ای محل اتصال شیلنگ ها، اثرات بسیاری در کم کردن مصرف انرژی ایفا می کند. استفاده کردن از ابزارهایی مثل سنسورهای نشت یاب آلتراسونیک، سیستم های پایش فشار آنلاین و تعمیر و تعویض سر وقت شیلنگ هااز روش های تاثیر گذار در پیشگیری از اتلاف انرژی هستند.

مثال هایی از تاثیر شیلنگ پنوماتیک بر نحوه عملکرد سیستم ها

کارخانه مونتاژ قطعات خودرو در یک واحد تولیدی خودروسازی:

با تعویض شیلنگ های پنوماتیک قدیمی در خط مونتاژ رباتیک، مصرف انرژی هوای فشرده تا پانزده درصد کاهش پیدا کرده و عملکرد گیره های پنوماتیک بهبود زیادی داشته است.

خطوط بسته بندی مواد غذایی:

در یک خط بسته بندی اتوماتیک، به دلیل خم بودن زیاد و اتصالات غیر استاندارد شیلنگ های پنوماتیک، سیستم پنوماتیک درگیر افت فشارو توقف های بسیاری بوده که با طراحی مجدد مسیر و استفاده از شیلنگ های پلی اتیلن ضد پیچ خوردگی، روند تولید افزایش پیدا کرده و مصرف انرژی نیزکاهش پیدا کرد.

ویژگی های شیلنگ پنوماتیک موثر در کاهش مصرف انرژی

شیلنگ پنوماتیک مناسب در بهینه سازی مصرف انرژی باید با در نظر گرفتن ویژگی های زیر انتخاب شود:

۱) میزان مقاومت شیلنگ پنوماتیک نسبت به نشتی و ترک خوردگی:

انتخاب کردن موادی مثل پلی اورتان و نایلون و ترموپلاستیک هایی با مقاومت بالا می تواند از نشتی هوا جلوگیری کند.

۲) ضریب اصطحکاک داخلی پایین در شیلنگ پنوماتیک انتخابی:

انتخاب شیلنگ هایی با دیواره صاف سبب کاهش افت فشار و سهولت انتقال هوا می شود.

۳) ضد پیچ خوردگی بودن شیلنگ پنوماتیک:

پیچ خوردگی شیلنگ پنوماتیک در بسیاری از کاربردها سبب اختلال در جریان و اتلاف انرژی می شود.

۴) سبک بودن و انعطاف پذیری بالا در شیلنگ پنوماتیک:

این ویژگی کمک می کند که کمپرسورها یا عملگر های پنوماتیکی با فشار کمتری کار کنند.

طراحی مسیر شیلنگ پنوماتیک و اثرات آن بر مصرف انرژی

طراحی درست مسیر شیلنگ پنوماتیک تاثیر مستقیمی بر میزان مصرف انرژی دارد. از جمله مواردی که باید رعایت شود می توان به موارد زیر اشاره کرد:

پرهیز از طول بلند شیلنگ پنوماتیک:

افزایش طول شیلنگ سبب افزایش افت فشار و عدم عملکرد صحیح عملگر می شود.

کاهش پیچ و خم شیلنگ:

وجود هر گونه خم شدگی و زاویه تند در شیلنگ باعث افت فشار و عملکرد نادرست عملگر می شود.

استفاده از بست های مناسب:

استفاده کردن از بست ها در مسیر شیلنگ باعث پیشگیری از لرزش و هر گونه نوسان می شود در نتیجه کاهش فرسایش و نشتی در شیلنگ اتفاق می افتد.

نصب محافظ برای شیلنگ:

نصب محافظ باعث جلوگیری از تماس با اجسام تیز و یا نقاط داغ می شود و احتمال بروز پارگی را کاهش می دهد.

بررسی نقش شیلنگ پنوماتیک در بهینه‌سازی مصرف انرژی و عملکرد دستگاه‌ها

امروزه با افزایش رقابت صنعتی، صرفه جویی در انرژی و کاهش اتلاف منابع آن از اولویت های مهم هر کارخانه و تولیدی است. برخی تجهیزات و ابزارآلات ممکن است در این میان کم اهمیت دیده شوند اما تاثیر بسیاری در کاهش هزینه های انرژی و بهبود عملکرد ماشین آلات و تجهیزات دارند و افزایش دوام سیستم ها را به ارمغان می آورند. از جمله این موارد می توان به شیلنگ پنوماتیک اشاره کرد. در این مقاله به طور تخصصی بررسی می کنیم که چگونه طراحی، انتخاب و استفاده بهینه از شیلنگ های پنوماتیک می تواند نقش مهمی در کاهش مصرف انرژی و بهبود عملکرد سیستم ها داشته باشد.

اهمیت انرژی در سیستم های هوا فشرده پنوماتیک

سیستم های پنوماتیک هوا فشرده، یکی از منایع انرژی در صنایع مدرن هستند که در خطوط تولید، سیستم های جابجایی، ربات های صنعتی و همچنین ابزار آلات CNC کاربرد دارند. تولید کردن هوای فشرده نیازمند مصرف برق بالایی است و نشت و اتلاف در خطوط پنوماتیک سبب هدر رفتن انرژی بسیاری می شود.مطالعات نشان می دهند که نشت سی درصدی هوای فشرده در یک سیستم می تواند باعث اتلاف ده درصد از کل انرزژی الکتریکی کارخانه شود. این مورد، ضرورت توجه به نقاط ضعف مثل شیلنگ ها، اتصالات و نشتی های احتمالی را نشان می دهد زیرا هر گونه بی توجهی به این بخش ها می تواند تاثیر زیادی در مصرف انرژی و بهره وری کلی کارخانه داشته باشد.

منبع: شیلنگ پنوماتیک