优化隔膜性能-泵送二氧化钛时
作者 James Farley，Wilden?泵与工程公司产品管理总监，加利福利亚州，Grand Terrace
世界上几乎没有一个涂漆表面是不含二氧化钛或TiO 2 的——无论是房子、雕像还是儿童玩具，TiO2 是一种白色的细粉末，通常是通过开采钛铁矿而生产的。TiO2 在世界大多数油漆和涂料中用作白色颜料的原因很简单：它拥有世界上所有材料中最高的折射率。换句话说，由于TiO2不吸收可见光，因此任何含有TiO2 的涂料都具有很高水平的不透明度或遮盖力，这是高性能油漆或涂料所需的特征。
由于TiO2 作为油漆和涂料成分的不可或缺性，全球TiO2市场非常活跃，它也常被广泛用于塑料、纸张、药品、油墨、食品着色剂和化妆品等领域的生产中。事实上，根据市场研究公司research and Markets及其《2019-2023年全球二氧化钛（TiO2）市场》的报告，到2023年，TiO2市场的复合年增长率（CAGR）将达到4%。
全球TiO2 市场的规模和重要性，使得油漆和涂料制造商必须确定并部署一种泵送技术，该技术能够可靠地将TiO2引入生产过程，然后大量转移成品油漆和涂料，以满足严格的成分特征和生产计划的要求。本文将阐述容积式气动双隔膜（AODD）泵是如何成为TiO 2 泵送的首选技术的，新一代隔膜设计增加了其优化TiO2 处理性能的能力。
面临的挑战
在油漆和涂料厂，TiO2 作为高粘度浆料引入生产过程。AODD泵已成为TiO2 输送的首选，因为它们可以处理粘度较高的研磨性液体，这些液体中也可能含有较大的固体颗粒。它们的操作方法还使其能够在低剪切条件下自吸、背压停机和干燥，这使它们能够在整个产品运行期间快速达到并保持所需的流速，同时也能够可靠地处理对剪切敏感的材料。
虽然AODD泵能够有效处理传输TiO2 的一般挑战，但存在一个特定的必须克服的挑战——虽然TiO2 看起来是一种非常细的粉末，但它的浆料非常耐磨，这对AODD泵隔膜的使用寿命构成了威胁。具体而言，TiO2 浆料的高磨损性加剧了所谓的“外活塞磨损”的现象，这是AODD泵的主要故障模式。所有标准隔膜设计都依赖内外活塞将隔膜固定到位，因此会发生外活塞磨损。在工作过程中，膜片在外活塞周围弯曲，导致膜片在其连接点处发生正常磨损。添加高研磨性的浆料，如TiO2 ，连接处就像砂纸作用在隔膜上一样，会显著影响其使用寿命。这种磨损，如果不加以控制，将导致隔膜过早失效。隔膜故障的结果是增加了泵的停机时间，以及增加了维护、维修和更换成本——如果发生产品泄漏，可能还会增加清理成本。如今，由于生产厂家希望优化其运营成本，可靠的生产能力和产品控制能力变得十分重要，任何与产品泄漏相关的生产进度中断或成本都可能对制造商的利润产生不利影响。
解决方案
在AODD泵领域，由Jim Wilden在65年前发明的Wilden®AODD泵，长期以来为高效、有效和安全的TiO2泵送树立了标准。今天，Wilden可提供全系列隔膜泵，这些隔膜泵的理想装备是用于油漆和涂料生产。Pro Flo® SHIFT系列螺栓和夹紧金属和塑料泵配备了革命性的Pro Flo SHIFT空气分配系统（ADS），在油漆应用中具有世界一流的效率。
虽然Wilden AODD泵多年来一直是TiO2 泵送的首选技术，但隔膜技术的最新进展，使泵与竞争对手Chem-Fuse隔膜有了进一步的区别。
Chem-Fuse隔膜的设计使得外活塞磨损变得无关紧要。具体而言，ChemFuse隔膜采用创新的整体式活塞隔膜（IPD）设计，将外活塞封装在隔膜材料内。消除外活塞意味着不会再发生导致磨损的故障。此外，它还消除了外活塞周围的潜在泄漏点，进一步提高了泵的可靠性。其结果是，与处理TiO 2 的AODD泵中使用的传统隔膜相比，Chem-Fuse隔膜可以显著提高使用寿命。在典型情况下，使用寿命的延长通常是老式隔膜的两到三倍，但也有人观察到Chem-Fuse的使用寿命可能比正常情况高出10倍。最后，将外活塞封装在隔膜材料中，使Chem-Fuse隔膜能够处理比标准两片式隔膜更高的进口压力。这种性能改进使得Chem-Fuse隔膜在TiO2泵送等困难应用中的使用，变得颇具优势。
Chem-Fuse隔膜由Wil-Flex™制成,这使得它们比层压型号要便宜50%。它们还可用于Wilden生产的所有Pro Flo和ProFlo SHIFT系列1至3的塑料和金属泵，适合所有的应用。
结论
显然，性能最好的油漆和涂料的配料中一定含有二氧化钛。而越来越明显的是，采用Chem Fuse IPDs的Wilden ProFlo SHIFT AODD泵是优化TiO2处理和传输的最佳选择。由于TiO2 的高研磨性，它会使传统的两片式隔膜承受极大的应力，从而导致产生泄漏点、故障和停机时间等问题，这都会使得成本增加。Chem-Fuse隔膜通过其整体式活塞设计解决了这一难题，完全消除了磨损点，从而实现了更安全、更清洁、更可靠和更高效的泵送过程。通过延长隔膜的使用寿命，Chem-Fuse使TiO2 基油漆和涂料生产得到了前所未有的优化。
了解更多信息，请发送电子邮件至James.Farley@psgdover.com。
*所有照片由Wilden Pump&Engineering公司提供。
本文收录在《PCI中文版》杂志2022年6月刊中
