Насосы для красок и эмалей

Почему обычный центробежный насос не работает с красками и эмалями

Центробежный насос — рабочая лошадь для воды, нефтепродуктов и разбавленных химических растворов. Для красок и эмалей он подходит лишь в узком случае: маловязкие водорастворимые системы с вязкостью до 100–200 сПз без абразивных пигментов и при умеренном содержании сухого остатка. Как только вязкость растёт выше 200 сПз — КПД центробежного насоса падает, напор проседает, и насос перестаёт выдавать заявленную подачу. При вязкости выше 500–1 000 сПз центробежный насос с красками просто не справится физически: жидкость не успевает заполнять рабочее колесо с той скоростью, с которой оно вращается.

Вторая проблема — абразивные пигменты. В большинстве промышленных красок и эмалей присутствуют твёрдые наполнители: диоксид титана TiO₂ (основной белый пигмент), оксиды железа (красные, жёлтые, чёрные пигменты), микронизированный барит, тальк, мел. Размер частиц — от 1 до 50–100 мкм. Зазор между рабочим колесом и корпусом центробежного насоса — единицы миллиметров: частицы пигмента шлифуют проточную часть. В объёмных насосах — шестерёнчатом и винтовом — зазоры ещё меньше, и абразив действует ещё быстрее. Только мембранный и перистальтический насосы переносят абразивные пигменты без ускоренного износа рабочих органов.

Третья особенность — застывание краски в насосе после остановки. Алкидные, эпоксидные и полиуретановые эмали полимеризуются при контакте с воздухом или отвердителем. Если насос остановлен без промывки, краска затвердевает в корпусе, в зазорах между шестернями, в клапанных гнёздах мембранного насоса — и при следующем пуске насос либо не запустится, либо выйдет из строя. Промывочная схема — обязательный элемент любой насосной установки для двухкомпонентных и алкидных ЛКМ.

Типы насосов для красок и эмалей: конструктивные схемы и области применения

Для ЛКМ применяются четыре основных конструктивных типа насосов. Каждый закрывает свой диапазон вязкости, свою чувствительность к абразиву и своё место в технологической цепочке — от подачи растворителей до растарки готовой густой эмали из бочек.

Шестерёнчатый насос (НМШ, внутреннее зацепление)

Объёмный насос с парой шестерён — ведущей и ведомой. Принцип: жидкость захватывается во впадины зубьев при расцеплении шестерён у всасывающего патрубка и переносится в зону нагнетания. Минимальные пульсации при внутреннем зацеплении, реверсивный режим (промывка в обратном направлении). Стальные шестерни истираются абразивными пигментами: подходит для красок с содержанием нерастворимых частиц не более 5% и размером частиц не более 200–300 мкм.

• Вязкость: 20–40 000 сПз
• Пульсации: минимальные
• Для нетоксичных, неабразивных ЛКМ

Запросить КП

Винтовой (одновинтовой) насос

Ротор — стальной спиральный винт, статор — эластичная обойма (NBR, EPDM или ПТФЭ). Вращение ротора создаёт замкнутые полости, которые перемещают жидкость от всасывания к нагнетанию. Подача абсолютно равномерная, без пульсаций — оптимально для дозирования и подачи к краскораспылителям. Статор истирается абразивными пигментами и набухает в агрессивных растворителях: выбор материала статора критичен.

• Вязкость: 100–1 500 000 сПз
• Пульсации: отсутствуют
• Для густых эмалей, дозирования ЛКМ

Запросить КП

Мембранный пневматический (AODD)

Две ПТФЭ или резиновые мембраны попеременно создают давление в рабочих камерах — краска движется через шариковые клапаны. Нет вращающихся деталей, нет торцевого уплотнения вала, нет риска искрообразования — оптимален для взрывопожароопасных ЛКМ на органических растворителях. Переносит абразивные пигменты лучше шестерёнчатого и винтового насосов. Характерный недостаток — пульсирующая подача; при необходимости — демпфер пульсации.

• Вязкость: 1–50 000 сПз
• Без взрывозащищённого эл. двигателя
• Для растворителей, алкидов, эпоксидов

Запросить КП

Перистальтический шланговый насос

Ролики или башмаки ротора последовательно пережимают гибкий шланг — краска движется внутри шланга, не контактируя с рабочим механизмом. Нет торцевого уплотнения вала: среда не касается привода. Переносит абразивные пигменты без износа металлических деталей, точное дозирование. Шланг — расходный элемент; ресурс 500–3 000 часов в зависимости от вязкости и абразивности.

• Вязкость: 1–30 000 сПз
• Абразивные пигменты: без ограничений
• Точное дозирование колеров, пигментных паст

Запросить КП

Как выбрать насос для краски: пять параметров подбора

Инженеры, впервые подбирающие насос для ЛКМ-производства, часто идут по пути наименьшего сопротивления: берут «химический» насос из нержавейки и надеются, что он справится. Краски — не кислоты и не щёлочи, но у них есть свои специфические свойства, которые делают этот подход рискованным. Ниже пять параметров, которые нужно зафиксировать до начала подбора.

1. Динамическая вязкость при рабочей температуре: вязкость краски — главный параметр подбора. Маловязкие растворители и водоразбавимые грунтовки — 1–500 сПз, можно использовать мембранный или шестерёнчатый. Средневязкие алкидные и акриловые краски — 500–10 000 сПз: шестерёнчатый или винтовой. Густые эмали, шпатлёвки, клеи — 10 000–1 500 000 сПз: только винтовой или специализированный бочковый насос. Вязкость ЛКМ по ГОСТ 9070 измеряют в секундах вискозиметром ВЗ-246; перевод в сПз выполняет поставщик насоса по номограмме.
2. Наличие и тип абразивных пигментов: если в составе краски есть TiO₂, оксиды железа, барит или другие твёрдые наполнители с концентрацией более 5% по объёму — шестерёнчатый насос с металлическими шестернями и малыми зазорами истирается за 2–6 месяцев. Оптимальный выбор при высоком содержании пигментов — мембранный AODD с ПТФЭ-мембранами и шариковыми клапанами из карбида вольфрама или керамики, или перистальтический с армированным шлангом.
3. Тип растворителя и взрывопожарная опасность: краски на органических растворителях (ксилол, толуол, уайт-спирит, ацетон, MEK) — взрывоопасные жидкости с температурой вспышки ниже 61°C. Насос с электродвигателем в такой зоне требует взрывозащищённого исполнения (Ex) с сертификатом ТР ТС 012/2011. Мембранные насосы с пневмоприводом — безопасная альтернатива без взрывозащищённого электродвигателя. Водоразбавимые ЛКМ (акриловые, латексные) — без ограничений по взрывозащите.
4. Требование к равномерности подачи: при подаче краски к автоматическим краскораспылителям и дозирующим установкам пульсации недопустимы — нарушают равномерность нанесения покрытия. Нулевые пульсации обеспечивает только винтовой насос. Мембранный насос пульсирует с частотой срабатывания клапанов; для сглаживания — демпфер пульсации (пневмокомпенсатор) на нагнетательном патрубке. Шестерёнчатый насос с внутренним зацеплением даёт минимальные пульсации из электрических объёмных насосов.
5. Схема промывки и режим работы: двухкомпонентные эпоксидные и полиуретановые системы полимеризуются в насосе при остановке длительностью более 15–30 минут. Для таких продуктов обязательна схема промывки растворителем в конце каждой смены. Шестерёнчатый насос промывается реверсом; мембранный и перистальтический — прокачкой растворителя через клапаны. Для непрерывного производства с остановками не более 30 минут — любой тип. Для сезонного производства с длительными простоями — предпочтителен мембранный или перистальтический: они легче разбираются и промываются вручную.

При подборе насоса поставщик должен получить от вас конкретные данные: тип ЛКМ и его состав (связующее, растворитель, пигменты и их концентрация), вязкость по ВЗ-246 или в сПз при рабочей температуре, требуемую подачу в л/мин или м³/ч, давление на выходе, режим работы и схему промывки. Только при наличии этих данных можно корректно подобрать тип насоса, материал проточной части и эластомеры уплотнений.