أنبوب مضفر مقوى بغشاء من الألياف المجوفة مع فتحتين

عندما اشترت شركة MEM-TEK هذه المغزلة، ركزت على البحث والتطوير والتجارب التجريبية على نطاق واسع لأغشية الألياف المجوفة المقواة بأنابيب مضفرة، والتي تهدف في المقام الأول إلى معالجة مياه الصرف الصناعي عالية الملوحة والتنقية المتقدمة لمياه الشرب البلدية. في السابق، واجهت الشركة مشاكل متكررة مع المغازل القياسية، مثل عدم انتظام تدفق PVDF، والتآكل داخل تجويف المغزلة، وكسر إبرة دليل المغزلة. أثرت هذه المشاكل بشدة على استقرار بيانات أداء الغشاء، وأخرت الجداول الزمنية للمشروع. لذلك، عند شراء مغزلة Trustech ذات الثقبين المصنوعة من الألياف المجوفة المقواة بأنابيب مضفرة، حددت MEM-TEK أربعة متطلبات فنية أساسية مصممة خصيصًا لتطبيقها:

أولاً، مقاومة مواد المغازل للتآكل: نظرًا لأن مُحسِّنات PVDF وتركيبات المذيبات شديدة التآكل، تطلبت MEM-TEK مقاومة طويلة الأمد للتآكل دون صدأ أو تآكل داخل التجويف. (مع مغازل الفولاذ المقاوم للصدأ القياسية السابقة، ظهر تآكل داخلي ملحوظ بعد ثلاثة أشهر فقط، مما تسبب في انحرافات في قطر الغشاء بنسبة تصل إلى 15%). وقد حلّ مغازل Trustech، المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ عالي الجودة والمعالج حراريًا، هذه المشكلة بفعالية - فبعد عام واحد من الاستخدام، ظل السطح الداخلي أملسًا، وتم التحكم في انحراف قطر الغشاء بنسبة 4%.

ثانيًا، قوة وموثوقية إبرة دليل الجديلة: يعمل أنبوب الجديلة كهيكل تقوية لغشاء الألياف المجوفة، ويجب أن يمر عبر إبرة الدليل المركزية أثناء الغزل. في السابق، وبعد حوالي 500 ساعة من الاستخدام المتواصل، كانت الإبرة تميل إلى الانحناء أو الكسر، مما يتطلب استبدالًا متكررًا؛ وكان كل استبدال يتسبب في توقف لمدة ساعتين إلى ثلاث ساعات. بفضل التحسين الهيكلي والتصنيع المتطور، حققت شركة تروستك خلوًا تامًا من حالات الانحناء أو الكسر على مدار عام واحد من التشغيل، مما أدى إلى تحسين وقت تشغيل المعدات بنسبة تقارب 7%.

ثالثًا، تدفق منتظم لـ PVDF بين الثقبين: يتيح تصميم الثقبين إنتاج لفيفتين في وقت واحد لتحسين كفاءة التوجيه. اشترطت شركة MEM-TEK ألا يتجاوز فرق معدل تدفق PVDF بين الثقوب 5%، إذ سيؤدي تجاوز هذه العتبة إلى اختلافات كبيرة في التدفق والرفض بين الليفين، مما يؤثر سلبًا على صحة بيانات الاختبار. قام فريق ديناميكيات السوائل في شركة Trustech بتحسين قنوات تدفق المغزل من خلال المحاكاة والتصنيع الدقيق على آلة CNC بخمسة محاور، مع الحفاظ على فرق معدل تدفق PVDF الفعلي بين الثقوب في حدود 2%، مما يضمن دقة البيانات.

رابعًا، استيفاء معايير مركزية الألياف المجوفة: يؤثر مركزية الألياف (المحاذاة بين الأنبوب المضفر وطبقة PVDF الخارجية) بشكل مباشر على مقاومة الضغط وعمر الخدمة، إذ يُؤدي ضعف مركزية الألياف إلى ظهور بقع رقيقة قابلة للتلف تحت الضغط. تطلبت MEM-TEK مركزية ألياف غزل ضمن 0.005 مم. بفضل دقة تجميع Trustech (كما يتضح من دقة التصنيع: مركزية تجميع تصل إلى 0.003 مم)، حققت جميع الألياف المنتجة باستخدام هذا المغزل مركزية الألياف المطلوبة باستمرار، وحصلت على موافقة قوية من فريق البحث والتطوير.

بعد عام من التشغيل المتواصل (تجاوز إجمالي وقت التشغيل 3000 ساعة)، حافظ المغزل على أداء ممتاز: أظهرت الألياف المنتجة تدفقًا ثابتًا للماء ونسبة رفض عالية، ولم يُظهر المغزل أي تآكل أو تآكل غير طبيعي. وللتأكيد على جودة المنتج، قامت شركة MEM-TEK بتصوير المغزل أثناء التشغيل العادي والألياف المؤهلة، مؤكدةً أن "المغزل أصبح قطعة أساسية في برنامج البحث والتطوير لمواد الأغشية في شركة TRUSTEC".

في مارس 2017، أشارت شركة MEM-TEK إلى أنه مع تقدم المشروع، لم يعد المغزل ذو الفتحتين قادرًا على تلبية احتياجات نطاق تجريبي أوسع. وبناءً على الثقة التي اكتسبتها الوحدة ذات الفتحتين، طلبت الشركة على الفور مغزلًا غشائيًا مقوى بألياف مجوفة معزز بأنابيب مضفرة بأربعة فتحات، بكفاءة أعلى، يتطلب توافقًا مع معدات معالجة PVDF الحالية ودقة عالية مماثلة للمغزل ذي الفتحتين. قامت شركة Trustech بتخصيص مغزل ذي أربعة فتحات بتصميم قناة تدفق متماثلة؛ وتم تسليمه بنجاح في أبريل 2017، ويعمل بثبات حتى الآن.