EN |

Search
Close this search box.
Search
Close this search box.
Search
Close this search box.
Search
Close this search box.

آشنایی با مش سیمی (wire mesh ) میکرونی برای فیلتراسیون

فهرست مطالب

انتخاب مش مناسب فیلتر مهمتر از رتبه بندی اندازه میکرون آن است. طراحان فیلتر تمایل دارند با توجه به پارامتر های مشخصی طراحی محصول فیلتر جدید را شروع کنند. اما متأسفانه، مش های سیمی یکی از آنها نیست. کیفیت مش سیمی اغلب با ویژگی های فیزیکی مواد در تضاد است. الگوهای بافت بسیار زیادی برای انتخاب وجود دارد که هر کدام مجموعه ای از ویژگی های عملکردی خاص خود را دارند. ارتباط اجتناب ناپذیری بین روزنه های مطلوب برای جریان بهینه، و دوام محصول نهایی در شرایط عملیاتی وجود دارد.
در مجموع برای درک بهتر پیچیدگی‌های انتخاب مش، یک مثال محدود از درجه فیلتراسیون ۶۰ میکرونی را در نظر می گیریم. با جداسازی یک درجه میکرون خاص، می‌توانیم همه متغیرهای موثر دیگر بر انتخاب شبکه فیلتراسیون تأثیر را دریابیم.
هنگامی که به دنبال مش ۶۰ میکرونی، مطابق با دوام و مشخصات پیکربندی طراح هستید، تامین کننده به منظور پیشنهاد مدل مناسب مش، سوال های زیادی خواهد داشت. برخی از مهمترین این سوال ها عبارتند از :
• مش تحت چه مقدار افت فشار قرار خواهد گرفت؟
• دبی حجمی عبوری از طریق مش چه مقدار خواهد بود؟
• مش چگونه نصب خواهد شد؟ آیا به ساپورت مش نیاز دارد؟
• آیا نیاز به چین خوردگی، پانچ کردن یا شکل دادن دارد؟
• آیا لبه ها جوش داده می شوند، یا از طریق چین خوردن ، چسباندن ، لبه دار کردن یا با اور مولد کردن پلاستیک کنار هم قرار میگیرند.
• چگونه همه این پارامترها برای قابلیت تولید، هزینه و در دسترس بودن مواد، اجرا خواهد شد؟
پس از بررسی پاسخ این سؤالات، یک متخصص آگاه در زمینه مش، انواع بافت های مشبک ۶۰ میکرونی و چند مورد مشابه را انتخاب می کند. آنها به اینکه که کدام یک از ویژگی‌های منحصربه‌فرد مش های انتخابی برای کاربرد مورد نظر، مناسب‌تر است فکر میکنند.
چگونه این بافت ها برای انواع کاربردهای فیلتراسیون متفاوت هستند؟
جدول ۱ انواع مختلف بافته های مش سیمی را نشان می دهد، که همگی دارای رتبه بندی ذرات نزدیک به ۶۰ میکرون هستند. با مقایسه این بافت ها، چهار مورد اول همان چیزی است که اکثر مردم فکر می کنند : یک مش فیلتر میکرونی با بافت مربعی که شبیه به یک غربال(اسکرین) ریز است. اما در واقع، مش های مربعی بسیار ظریف برای اکثر کاربردهای فیلتراسیون، بسیار شکننده هستند. تحقیقات نشان می‌دهد که، قبل از تماس با یک متخصص در زمینه ی مش، تنها حدود ۲۰% مهندسان از وجود بافت‌های متفاوت مش، غیر از بافت مربعی آگاه هستند.

انواع بافت های هلندی [۱]

انواع مش های بافت هلندی به گونه ای توسعه یافته اند، که دوام بیشتری نسبت به بافت های مربعی برای تصفیه دارند. بافت هلندی به بافتی گفته می شود که سیم تار (طولی) آن بزرگتر از سیم (عرضی یا به صوررت عمودی)[۲] باشد و همچنین بافت هلندی معکوس[۳] به بافتی گفته می شود که سیم تار (طولی) از سیم عرضی کوچکتر باشد. با این بافت‌ها، سیم‌های بزرگ‌تر با فاصله بیشتر استحکام، و مفتول‌های کوچک‌تر با فضاهای کوچکر تر ، درجه میکرون را حفظ می‌کنند. پیچیدگی این بافت‌ها بدین معناست که پیش‌بینی عبور آسان سیال از مش، پیچیده‌تر از اندازه‌گیری فضاهای باز بین سیم‌ها است. بنابراین علاوه بر اندازه‌گیری فضاهای باز میان سیم‌ها، مقاومت جریان نیز باید توسط یکی از این دو روش زیر تعیین شود:

  1. مقایسه نرخ جریان یک نمونه با استاندارد مدرج شده موجود، سپس محاسبه ضریب افت فشار برای آن مش،

یا

  1. اندازه‌گیری فشار واقعی در دو طرف مش در محل نصب.

مدیریت ایجاد تعادل بین منافذ فیلتر و دوام آن

از جدول ۲ مشخص است که اگرچه ممکن است رتبه بندی میکرون فیلتر با مشخصات مطابقت داشته باشد، اما برخی از بافت های مش به اندازه کافی در مقابل فشار دوام ندارند و نمی توانند عمر مفید فیلتر در مقابل ساییدگی را برآورده کنند. هنگام طراحی مجموعه فیلتر مش سیمی، این دو متغیر به هم مرتبط هستند. و و ایجاد تعادل بین آن ها نقش بزرگی در انتخاب صحیح مش ایفا می کند.

استحکام فیلتر مش در چهار حالت مختلف از جمله، فشار بالای پایدار، نوسانات فشار مکرر، خوردگی و خطای اپراتور هنگام تمیز کردن و سرویس فیلتر تحت تأثیر قرار می گیرد:

فشار پایدار

با توجه به این که ذرات به دام افتاده توسط فیلتر مش میکرونی به تدریج اسکرین[۴] (غربال) را مسدود می کنند، فشار برگشتی افزایش می یابد. در برخی موارد، قبل از عبور فشار بیش از آستانه ی آسیب به مش، سیستم نیاز به نگهداری دوره ای دارد. بدون ایجاد شرایط مراقبتی، این فشار می تواند به سادگی از فشار ترکیدگی فراتر رود، که یک فاجعه است. با این حال قبل از رسیدن به فشار ترکیدگی، خرابی بسیار جزئی نا محسوسی مکن است رخ دهد، مثلا بهم خوردن تنظیم  شیر بای پس[۵]، که می تواند مایعات و جامدات فیلتر نشده را عبور دهد. طراحی بهتر می‌تواند آستانه آسیب فیلتر را افزایش دهد و نگهداری بهتر می‌تواند از وارد شدن فشارهای مخرب به مش جلوگیری کند.

چرخه فشار مکرر

در یک سیستم فیلتر که به درستی طراحی و نگهداری می شود، دوام مش میکرونی نباید به طور قابل توجهی در اثر استفاده و عملکرد عادی به خطر بیفتد. علاوه بر در نظر گرفتن تاثیرات فشار ثابت بر روی فیلتر مش، فرکانس تغییرات فشار نیز باید در نظر گرفته شود. مشی که می تواند فشار ثابت  ۱۰۰ psi را تحمل کند، با نوسان بین   ۰-۵۰ psi به سرعت از بین می رود.

شکل ۱- خستگی تنشی روی فیلتر مش سیمی.

بارگذاری بالاتر از ظرفیت
در طول یک فرایند فیلتراسیون، مش میکرونی به آرامی توسط ذرات مسدود می شود. این امر سرعت جریان حجمی را از طریق فیلتر کاهش می دهد و یا منجر به ایجاد افت فشار می گردد. تا زمانی که جریان حجمی یکسانی از طریق نیروی محرکه دیگری به دست آید. افزایش فشار می تواند باعث سایش و آسیب به مش شود. از طرف دیگر، فیلتر نیاز به تمیز کردن و نگهداری مکرر دارد که منجر به افزایش احتمال سایش و پارگی مش را از طریق handling (or mishandling) می شود. همچنین از دست دادن زمان تولید نیز می تواند تاثیر اقتصادی قابل توجهی داشته باشد.
مواردی که باید در رابطه با فیلتر مش های سیمی در نظر بگیرید:
• فیلتر نباید بیشتر از حد کار کند. یک مش با قابلیت به دام انداختن ذرات کوچکتر از حد لازم انتخاب کنید.
• به جای انتخاب یک مش فیلتر میکرونی با بیشترین میزان ظرفیت جریان عبوری ممکن، موردی را با اندازه میکرون یکسان و ساختار قوی‌تر انتخاب کنید، حتی اگر به معنای نیاز به افزایش سطح کلی فیلتراسیون باشد. که در این صورت، مش دوام بیشتر و نیاز به نگهداری کمتری خواهد داشت.
• روش های نگهداری مناسب که احتمال آسیب دیدن فیلتر مش را به حداقل می‌رساند ایجاد کنید. و یا فیلتر به گونه‌ای ساخته شود که در برابر برخی شرایط سخت مقاومت کند.
• یکی دیگر از راه‌های تقویت مش، کاهش احتمال جابه‌جایی سیم‌های مش است. به این کار تثبیت دیافراگم(روزنه های) مش می گویند، که احتمال اینکه روش های تولید، فشار، یا عملکرد نادرست اپراتور باعث تغییر شکل مش و یا مخدوش شدن روزنه آن شود را کاهش می دهد. راه های ثابت کردن روزنه شامل: calendaring ، عملیات حرارتی یا سینترینگ (sintering) است.

قابلیت ساخت
شکل دادن مش به شکل مجموعه فیلتر در صورتی که مساحت سطح محاسبه شده مش سیمی مورد نیاز کمتر از فضای اختصاص داده شده در محفظه فیلتر باشد، باید با رول کردن، فشار دادن، مهر زدن یا چین دادن مش افزایس سطح فیلتر انجام شود. این بدان معناست که قابلیت ساخت بافت انتخاب شده باید در نظر گرفته شود.
در روند ساخت موارد زیر نیز باید بررسی شوند:
چگونه در محل قرارداده می شود؟
آیا فیلتر نیاز به تمیز کردن مکرر دارد؟
آیا با جریان برگشتی تمیز می شود؟
آیا باید فیلتر از محفظه اش خارج شود؟
آیا برای تسهیل در تمیز کردن یا خارج کردن فیلتر، نیاز به جوشکاری به یک سازه پشتیبانی هست؟
برخی از مش‌های بافت هلندی قوی‌تر برای دستگاه پلیسه‌کاری بسیار سفت هستند، در حالی که برخی دیگر برای دستگاه جوش بسیار نازک هستند. یک مش ممکن است ۱% بهبود در سرعت جریان، اما ۵۰۰% افزایش در هزینه داشته باشد.
هنگام در نظر گرفتن یک بافت خاص برای مجموعه فیلتر، جدول ۲ یک نمای کلی از قابلیت ساخت هر نوع بافت ارائه می دهد. طراحان فیلتر باید بدانند که مسائل عملی با توجه به قابلیت ساخت یک مش خاص اغلب با عملکرد پیشنهادی در جداول مش متفاوت است. زیرا فرآیندهای تولید می‌توانند بر خواص فیلتراسیون آن تأثیر زیادی بگذارند.

شکل ۲- فیلترمش سیمی چین دار سطح بالایی را در یک فضای محدود ارائه می دهد.

آیا مواد برای پردازش مورد نظر مناسب است؟

پردازش (به این معنا که چقدر آسان یا دشوار است و همچنین در چند مرحله، یک رول مش بافته شده به یک فیلتر تبدیل شود) کلید طراحی فیلتر و انتخاب مش است. راه‌های بی‌شماری وجود دارد که می‌توان شبکه‌های سیمی میکرونی را شکل داد و نصب کرد، بنابراین فهرست جامعی از مراحل یا نمودار جریانی برای به حداکثر رساندن قابلیت ساخت وجود ندارد. با این حال، چند حوزه برای بررسی وجود دارد:

  • استحکام مش بافته شده مهم است. در واقع یک صفحه مش میکرونی نازک کاغذی باید پشتیبانی شود.
  • مش را انتخاب کنید که در برابر هر فرآیند فرم دهی و پردازشی که برای شکل دادن به مش فیلتر استفاده می کنید، مقاوم باشد. اگر آن را تحت فشار قرار دهید، مقداری تغییر شکل در ناحیه باز ایجاد می شود. آیا قابل قبول است؟
  • مش چگونه نصب می شود و برای آماده سازی آن به چه اصلاحاتی روی  لبه ها نیاز است؟ اپوکسی، جوشکاری، تزریق پلاستیک مجدد[۶]، چین دار کردن
  • اگر چندین لایه مش با هم سینتر (پیوند حرارتی) شوند، آیا می توان بدون جداشدن لایه ها، مش را شکل داد؟
  • چه کسی فیلتر را خواهد ساخت؟ آیا باید تمام اجزا را در داخل شرکت برش دهید، شکل دهید و مونتاژ کنید، یا بخش یا تمام ساخت را برون سپاری کنید تا بتوانید روی مهندسی تمرکز کنید؟

هنگام استفاده از پارچه سیمی به عنوان مدیای فیلتر در فیلترها، در نظر گرفتن قابلیت پردازش و در دسترس بودن آنها ساده ترین راه برای تولید محصولات کاربردی، بادوام و مقرون به صرفه است.

شکل ۳- شکست درز جوش یک پارچه فیلتر مش بسیار ریز

در دسترس بودن مش سیمی 

تولید کنندگان صفحات مش جداول تمام محصولاتی را که می توانند تولید کنند منتشر می کنند. با این حال، آنچه که این جداول اغلب نشان نمی‌دهند این است که مش‌های میکرونی چقدر رایج و در دسترس هستند. در واقع بسیاری از تامین کنندگان مش هزاران نوع استاندارد مش را در انبار دارند، اما ممکن است مش مد نظر مصرف کننده ، موجود نباشد. بنابراین یک متخصص آگاه می‌تواند یک مورد با ویژگی‌های مشابه را که راحت‌تر در دسترس است، توصیه کند.

تامین  مش به صورت سفارشی، امکان پذیر، اما هزینه بر  است. همکاری با یک متخصص مش به طراح کمک می کند تا منبعی که مناسب ترین و به صرفه ترین برای کاربرد مورد نظر است را تهیه کند.

نتیجه

طراحی مش های سیمی کار ساده ای نیست. شاید طراحان با تجربه تر به جای تکیه بر داده‌های جداول موجود، از تجربه قبلی آموخته‌اند که کوتاه‌ترین مسیر برای موفقیت در طراحی، مشورت با یک متخصص مورد اعتماد است، که بتوانند مشکلات مربوط را حل نمایند.  

[۱] Dutch Weave

[۲] shute wire

[۳] reverse Dutch weave

[۴] Screen

[۵] bypass valve

[۶] over-molding

لینک مقاله: https://www.filtnews.com/understanding-micron-wire-mesh-for-filtration/

نویسنده: Kevin Gilbert
مترجم: فروغ خلیلی

تاریخ: ۹ نوامبر ۲۰۲۲

 

FavoriteLoadingذخیره پست

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

هشت + 15 =

Previous slide
Next slide