المقصود بالجرعات (التلقيم) إيصال كل مكون من مكونات التركيبة إلى العملية بالنسبة المطلوبة. وهناك طريقتان أساسيتان لذلك: قياس المادة بالحجم (الجرعات الحجمية) أو قياسها بالوزن (الجرعات الوزنية). كلتاهما مستخدمة على نطاق واسع في الصناعة، ولكل منهما حالات تكون فيها الأداة المناسبة. تشرح هذه المقالة الفرق التقني بين الطريقتين، وما الذي يحكم دقتهما، وكيف تختار بينهما عند تحضير الخليط الجاف لـ PVC. أما أثر الجرعات الوزنية على ثبات التركيبة تحديداً، فراجع لماذا تهم الجرعات الوزنية في تحضير الخليط الجاف لـ PVC.
كيف تعمل الجرعات الحجمية
يُوصل المُلقِّم الحجمي حجماً محدداً في كل دورة أو في كل وحدة زمنية. وأكثر أنواعه شيوعاً:
- الملقِّمات اللولبية: كل دورة من دورات اللولب تنقل حجماً ثابتاً تقريباً؛ وتُضبط الجرعة بالسرعة وزمن التشغيل.
- ملقِّمات الصمام الدوّار: تنقل جيوب الدوّار المادة على دفعات صغيرة.
- الملقِّمات الاهتزازية: يُتحكم في تدفق المادة من خلال سعة الاهتزاز وتردده.
يعمل النظام على افتراض أن هذا الحجم يساوي هذا العدد من الكيلوغرامات. ولا يصح ذلك إلا ما دامت الكثافة الظاهرية للمادة ثابتة. فعندما تغيّر الرطوبة أو التراص أو مستوى امتلاء القادوس أو حجم الجزيئات أو دفعة إنتاج جديدة من المورد الكثافةَ، يواصل الملقِّم إيصال الحجم نفسه بينما يتغير الوزن المُوصَل. ولا يستطيع النظام الحجمي اكتشاف ذلك بمفرده.
كيف تعمل الجرعات الوزنية
في النظام الوزني تكون الكمية المقيسة هي الكتلة. يتم الوزن بواسطة قادوس أو ملقِّم مثبت على خلايا وزن (Load Cells)، ويشغّل جهاز التحكم الملقِّم استناداً إلى إشارة الوزن. وهناك نمطان أساسيان:
الوزن بالدفعات (Gain-in-Weight)
تُلقَّم المكونات واحداً تلو الآخر في قادوس وزن، ويتوقف كل تلقيم عند بلوغ وزنه المستهدف. ثم تُنقل الدفعة المكتملة إلى الخلاط. ومن الطرق الشائعة لتحسين الدقة في المكونات الصغيرة الاقتراب من الهدف بتلقيم سريع ثم الإنهاء بتلقيم دقيق. وهذا الترتيب هو الأكثر شيوعاً قبل خلاطات التسخين والتبريد العاملة بالدفعات.
فقدان الوزن (Loss-in-Weight)
يُوزن الملقِّم وقادوسه معاً، ويراقب جهاز التحكم سرعة فقدان القادوس لوزنه، مصحّحاً سرعة الملقِّم باستمرار. وتُفضَّل هذه الطريقة في العمليات المستمرة، مثل التغذية المباشرة للبثّاقة.
مقارنة جنباً إلى جنب
| المعيار | الحجمية | الوزنية |
|---|---|---|
| ما الذي يُقاس | الحجم (السرعة، الزمن) | الكتلة (خلايا الوزن) |
| الاستجابة لتغير الكثافة | لا يُكتشف؛ يتغير الوزن المُوصَل | يحافظ على الوزن المستهدف |
| المعايرة | قد تحتاج إلى إعادة ضبط مع كل تغيير في المادة أو الكثافة | تحقق دوري من نظام الوزن بأوزان مرجعية |
| السجلات والتتبع | لا يوجد سجل للوزن الفعلي | يمكن تسجيل الوزن الفعلي لكل مكون ولكل دفعة |
| التعقيد | أبسط، ومكونات أقل | يتطلب عتاد وزن وبرمجيات تحكم |
| الاستخدام النموذجي | مواد ذات كثافة ثابتة، تفاوتات واسعة | تركيبات متعددة المكونات، إضافات صغيرة حرجة |
ما الذي يؤثر في الدقة
النظام الوزني ليس دقيقاً تلقائياً لمجرد أنه يزن. ففي الممارسة العملية تعتمد الدقة على:
- نطاق الوزن: وزن إضافة صغيرة جداً في قادوس كبير يقلل الدقة. ويمكن استخدام قادوس وزن منفصل وأصغر للمكونات الصغيرة.
- المؤثرات الميكانيكية: الاهتزاز، والأنابيب الصلبة أو المنافيخ الملامسة لقادوس الوزن، وتيارات الهواء، كلها قد تشوّش القراءة.
- تدفق المادة: المسحوق الذي يشكّل جسوراً أو يتدفق بشكل غير منتظم قد يسبب تجاوز الهدف بسبب المادة التي تظل تسقط بعد توقف التلقيم.
- الصيانة والتحقق: تحتاج خلايا الوزن ووصلاتها إلى فحص على فترات منتظمة.
أي طريقة تناسب PVC، ومتى؟
تُكتب تركيبات PVC عادةً بعدد قليل من الأجزاء من الإضافات لكل مئة جزء من الراتنج، وهذه المكونات الصغيرة هي التي تحكم سلوك المركّب. لذلك يكون النظام الوزني هو الخيار الشائع لتركيبة PVC متعددة المكونات تغذّي خلاط التسخين والتبريد. أما الجرعات الحجمية فتكون أكثر منطقية في النقل أحادي المكون لمواد ذات كثافة ثابتة وتفاوتات واسعة.
تساعد هذه الأسئلة على اتخاذ القرار:
- كم عدد مكونات التركيبة، وما حصة أصغرها؟
- إلى أي حد تتفاوت كثافة المادة الخام من دفعة توريد إلى أخرى؟
- ما مدى أهمية الثبات بين الدفعات وحفظ السجلات؟
- كم مرة تتغير التركيبات؟
- هل توجد مكونات سائلة؟
في PVC المرن تكون الملدّنات والمثبتات السائلة مهمة أيضاً. ولأن كثافة السائل تتغير مع درجة الحرارة، فإن قياس السوائل بالوزن يساعد كذلك على الثبات.
حلول الجرعات من Erk
يأتي نظام الجرعات الوزني الآلي للمساحيق من Erk بترتيبَي Model H وModel V؛ وهو يعمل بتحكم حاسوبي، ويزن التركيبة وينقلها إلى الخلاط دون تدخل يدوي. ويعمل نظام الجرعات الآلي للسوائل مقترناً بنظام جرعات المساحيق، بحيث تُعالَج المساحيق والسوائل ضمن تركيبة واحدة. راجع فئة أنظمة الجرعات لجميع الخيارات. وينبغي تحديد مقاسات نظام الجرعات مع سعة الدفعة ومعدل الدورات في خلاط التسخين والتبريد الذي يغذّيه؛ ففي خط مصنَّف في الكتالوج بـ 4–6 دفعات في الساعة، يجب أن تكون الدفعة التالية جاهزة في وقتها.
الأسئلة الشائعة
هل ينبغي تجنب الجرعات الحجمية تماماً؟
لا. بالنسبة إلى المواد ذات الكثافة الثابتة والتطبيقات ذات التفاوتات الواسعة، يمكن أن تكون الجرعات الحجمية حلاً بسيطاً وكافياً. المشكلة أن تغيرات الكثافة تمر دون أن تُلاحظ.
ما الفرق بين فقدان الوزن والوزن بالدفعات؟
في الوزن بالدفعات تُجمع المكونات في قادوس حتى أوزانها المستهدفة ثم تُنقل دفعةً واحدة. أما نظام فقدان الوزن فيراقب فقدان القادوس لوزنه ليُلقّم بشكل مستمر.
هل يمكن تحويل نظام حجمي قائم إلى نظام وزني؟
عادةً نعم، مع التخطيط وفق المخطط وعدد المكونات والربط بالخلاط. يمكنك مشاركة قائمة مكوناتك وسعة الدفعة عبر صفحة طلب عرض السعر.
