هل تعرف ما هي وظائف المضخة البلاستيكية؟ - مايباك

تتناول هذه المقالة بشكل أساسي طرق اختبار العناصر الوظيفية لمضخة اللوشن، بالإضافة إلى عناصر المظهر والحجم. نبدأ باستعراض تصنيف المضخة البلاستيكية ومبدأ عملها ونطاق استخدامها.

تصنيف المضخات البلاستيكية

1. يمكن تقسيم المضخة البلاستيكية إلى مضخة بلاستيكية لولبية مضخة بلاستيكية ذات غطاء، مضخة بلاستيكية بقفل يمين ويسار مضخة بلاستيكية بمشبك يدوي ( بخاخ زناد مضخة بلاستيكية تعمل بالضغط المباشر مزودة بغطاء خارجي، ومجهزة بغطاء خارجي لتثبيت المضخة البلاستيكية يمينًا ويسارًا. تُستخدم المضخة البلاستيكية ذات الزر اليدوي بشكل أساسي مع منتجات التنظيف، مثل مزيلات الشحوم ومنتجات تنظيف الزجاج. هذا التصنيف مُقسّم من قِبل المحرر وفقًا لفهمه الشخصي.

2. وفقًا للوظيفة، يمكن تقسيم المضخة البلاستيكية إلى مضخة بلاستيكية للوشن، ومضخة بلاستيكية للرغوة، ومضخة بلاستيكية بدون هواء، ومضخة بلاستيكية للرش (بخاخ بلاستيكي)، ومضخة رذاذ (بخاخ رذاذ) وما إلى ذلك.

مبدأ عمل المضخة البلاستيكية

1. مبدأ عمل مضخة اللوشن البلاستيكية

مضخة اللوشن عبارة عن مضخة مكبس صغيرة تعمل بحركة ترددية. اضغط يدويًا على رأس الضغط في المضخة البلاستيكية، فينضغط الزنبرك الموجود في حجرة تخزين السائل. أثناء انضغاط الزنبرك، تُفتح فتحة تصريف الهواء في قلب المضخة، فيُفرغ الهواء الموجود في قلب المضخة من خلالها عند انزلاق المكبس للأسفل. اضغط ذهابًا وإيابًا لطرد الهواء من قلب المضخة.

عند تحرير المضخة البلاستيكية والضغط عليها، سيرتد الزنبرك نتيجةً لانخفاض الضغط، مما يؤدي إلى إغلاق منفذ التصريف. في هذه الحالة، ستتشكل حالة شفط فراغي في حجرة تخزين السائل، حيث تُسحب حبيبات الزجاج (أو الفولاذ) إلى الأعلى، ويُسحب السائل الموجود في الزجاجة إلى حجرة التخزين عبر أنبوب الشفط. اضغط على رأس المضخة بشكل متكرر لتخزين السائل في قلب المضخة عبر عدة عمليات شفط حتى يتم تخزينه بالكامل. اضغط على المضخة البلاستيكية مرة أخرى، وسيتم ضخ السائل مباشرةً من فوهة المضخة عبر فتحة التصريف.

2. مبدأ عمل المضخة الهوائية

لا تحتوي المضخة الهوائية على أنبوب شفط. يوجد ثقب صغير أسفل الزجاجة يتوافق مع آلية عمل المضخة. يوجد مكبس داخل الزجاجة، ويترك ثقب صغير في أسفلها للتواصل مع الهواء المحيط. عند الضغط على المضخة، يُفرغ الهواء من تجويف الزجاجة، مما يُقلل الضغط. يتحرك المكبس للأعلى بفعل فرق الضغط بين داخل الزجاجة وخارجها، دافعًا المادة الموجودة داخلها للأعلى. عندما تلامس المادة منفذ الشفط في المضخة، تُضخ المادة من فوهة المضخة بحركة ترددية لرأس الضغط.

3. مبدأ مضخة الرغوة (موزع الصابون الرغوي)

تُستخدم موزعات الصابون الرغوي بشكل أساسي في منتجات مثل معقم اليدين، ومياه الغسيل، والشامبو، وجل الاستحمام، وخاصةً منتجات الأطفال. ويتميز تركيبها الداخلي بالتعقيد النسبي.

بعد مرور المادة الموجودة في الزجاجة عبر الشبكة داخل موزع الصابون الرغوي، يتم تغليف المادة بالهواء وضربها إلى فقاعات بواسطة الشبكة الدقيقة، وبالتالي فإن ما يتم ضغطه للخارج هو الرغوة.

4. مبدأ عمل مضخة الرش (بخاخ الرذاذ)

يعتمد جهاز رش الرذاذ بشكل أساسي على مبدأ برنولي، حيث يكون معدل تدفق السائل سريعًا والضغط منخفضًا، بينما يكون معدل التدفق بطيئًا والضغط مرتفعًا. وهذا هو نفس مبدأ ركل الكرة التي تُعرف باسم "كرة الموز" عند تسديد ركلة جزاء في كرة القدم.

بالضغط على الفوهة، يندفع المحتوى الموجود داخل الزجاجة نتيجةً لاختلاف الضغط بين داخلها وخارجها. يدفع تدفق المحتوى عالي السرعة تدفق الغاز بالقرب من الفتحة الصغيرة للفوهة، مما يزيد من سرعة الغاز ويخفض الضغط، مُشكلاً منطقة ضغط سلبي موضعية. يختلط الهواء المحيط بالسائل مُشكلاً مزيجًا غازيًا سائلًا، مما يُتيح تفتيت المحتوى وانتشاره في الهواء مُشكلاً جزيئات صغيرة مُعلقة في الهواء.

5. مبدأ عمل مضخة الرذاذ

تحتوي عبوات الرذاذ أحادية الظرف على مادة دافعة داخل حاوية مقاومة للضغط. عادةً ما يكون الضغط داخل عبوة الرذاذ أعلى من الضغط الجوي الخارجي. عند الضغط على رأس الضغط، يُفتح صمام العبوة، مما يؤدي إلى ارتفاع المادة داخلها عبر الأنبوب وخروجها من الفوهة. عند مرور المادة عبر الفوهة الضيقة بسرعة عالية، تتشكل قطرات رذاذ نتيجة التبخر السريع للمادة الدافعة. كما يمكن تغيير تصميم الصمام لإنتاج رغوة، مثل رغوة الحلاقة.

6. عدة عوامل تؤثر على فعالية مواد مضخات اللوشن

١) إحكام الكرة الزجاجية (أو الفولاذية) أسفل الزنبرك: يرتبط الإحكام هنا بقوة اندفاع السائل في حجرة الزنبرك إلى الأعلى. إذا لم يكن الإحكام جيدًا، فعند الضغط على المضخة البلاستيكية، سيتسرب بعض السائل إلى الزجاجة، مما يؤثر على كفاءة الضخ.

02). إحكام حلقة منع التسرب في الطرف العلوي لجسم الصمام: إذا كان هناك تسرب هنا، فعندما يتم تخفيف ضغط رأس المضخة البلاستيكية، ستنخفض قوة جسم المادة الذي يتم سحبه إلى حجرة الزنبرك.

نطاق استخدام المضخة البلاستيكية

تُستخدم المضخة البلاستيكية بشكل أساسي للماء والحليب والشامبو وجل الاستحمام وغيرها من المواد ذات السيولة الجيدة. يجب اختيار أنواع المضخات البلاستيكية المختلفة وفقًا لخصائص المادة المستخدمة والنتيجة المرجوة. تتوفر أيضًا مضخات بلاستيكية للمواد ذات الكثافة المتوسطة، مثل بلسم الشعر. مع ذلك، لا يُنصح باستخدام المضخة البلاستيكية مع المواد ذات الكثافة العالية، فقد لا تعمل المضخة بشكل صحيح، أو قد تتوقف المادة عن التدفق أثناء عملية الضخ.

بالنسبة للمواد السميكة، من الضروري ملء المادة وإجراء اختبار للمضخة قبل التأكد من استخدامها. عند استخدام المضخة البلاستيكية لضخ المنتجات الزيتية السائلة، ورغم أن التسريب ليس حتميًا، إلا أن احتمالية حدوث تسريبات فردية واردة.

في موزع الصابون الرغوي، يخرج الصابون على شكل رغوة فقط، فلا حاجة لنقعه في الماء لفركه وتكوين الرغوة، كما أن الكمية قليلة، وهو سهل الاستخدام. يجب أن يكون الصابون سائلاً، وأن يكون قوامه خفيفاً جداً، وإلا ستُسد الشبكة ولن يخرج الصابون. يُناسب وعاء موزع الصابون الرغوي السوائل فقط، وليس الكريمات، ويجب التأكد من سلامة الشبكة الدقيقة داخل المضخة البلاستيكية، وإلا لن تخرج الرغوة.

ضيق

لا يُحكم إغلاق المضخة البلاستيكية بشكل جيد، مما يؤدي إلى تسرب الماء، وعادةً ما يكون ذلك في ثلاثة مواضع: السن اللولبي، وقلب المضخة، وفوهة المضخة. يمكن حل مشكلة تسرب الماء عند أسنان السن اللولبي بشكل أساسي عن طريق تغيير سُمك الحشية داخل غطاء المضخة البلاستيكية. أما تسرب الماء عند قلب المضخة وفوهتها، فيشير إلى وجود مشكلة في بنية المضخة البلاستيكية أو في عملية تصنيعها.

عدد المضخات

ببساطة، يُشير عدد مرات ضخ المضخة البلاستيكية إلى عدد مرات الضغط عليها بأقصى قوة لتفريغ المادة. هذا المؤشر بالغ الأهمية. فإذا ضُغطت المضخة عدة مرات دون أن تُفرغ المادة، أو إذا تطلب الأمر ضغطها عدة مرات قبل أن تُفرغها، فإنها تُعتبر غير مطابقة للمواصفات. وفي حال خروج منتج مزود بمضخة بلاستيكية معيبة من المصنع، يُعاد إلى المصنع.

عند اختبار عدد مرات الضغط، صبّ المادة المراد ضخها في الزجاجة، وبعد تثبيت المضخة البلاستيكية، قم بفك رأس الضغط أو إزالة المشبك، وهكذا، لجعل المضخة قابلة للضغط. اضغط على المضخة حتى تصل إلى أقصى مدى لها (أي حتى تصل إلى أقصى شوط لها)، ثم اتركها حتى ترتفع تمامًا. هذه هي عملية الضخ الكاملة. كرر هذه العملية واستمر بالضغط على المضخة حتى تبدأ بالضخ. احسب عدد مرات الضغط على المضخة.

عادةً، لا يتجاوز عدد مرات ضخ المنتجات المائية خمس مرات. أما المنتجات الأخرى ذات القوام الأكثر كثافة، فلا يتجاوز عدد مرات ضخها عشر مرات. وبشكل عام، يُختبر أداء المضخة البلاستيكية بضخ الماء مرتين إلى ثلاث مرات.

لقد مررتُ بهذه التجربة في بدايات الإنتاج. خلال عملية التصنيع، تبيّن أن مضخة البلاستيك تحتاج إلى الضغط عليها عشرات المرات قبل أن يتم تفريغ المادة. لاحقًا، أصبح من المستحيل ضغط جميع المنتجات المصنّعة حتى تكاد المضخة البلاستيكية تُفرغ تمامًا، ما يستدعي إعادة تصنيعها.

إنتاج المضخة

بناءً على خصائص المنتج المستخدم، اختر المضخة البلاستيكية ذات القدرة المناسبة. على سبيل المثال، يُستخدم الشامبو وجل الاستحمام بكميات كبيرة في المرة الواحدة، لذا يُنصح باختيار مضخة ذات قدرة ضخ عالية. أما بالنسبة للمنتجات الأخرى كالماء والحليب، فيُفضل اختيار مضخة ذات قدرة ضخ أقل. يجب أن يكون تدفق المضخة منتظمًا وثابتًا، ويُحدد هامش الخطأ المسموح به وفقًا لاحتياجات الاستخدام وخصائص المضخة.

عند اختبار قوة ضخ المضخة البلاستيكية، صبّ المادة المراد تعبئتها في الزجاجة. بعد تثبيت المضخة، قم بفك رأس الضغط أو إزالة المشبك، وما إلى ذلك، لجعلها قابلة للضغط. اضغط على المضخة عدة مرات بقوة مناسبة حتى تضخ المادة، ثم اضغط عليها بشكل متواصل حتى تفرغ المادة بسلاسة.

ضع الزجاجة المزودة بمضخة بلاستيكية مملوءة بالمادة على الميزان الإلكتروني، ثم قم بوزنها وفكها. بعد ذلك، اضغط على المضخة بقوة مناسبة حتى تصل إلى أقصى مدى لها. بعد أن تُفرغ المضخة المادة، ضعها على الميزان الإلكتروني وقم بوزنها مرة أخرى. هذا الوزن يُمثل حجم ضخ واحد.

قم بقياس 3 أحجام ضخ متكررة بهذه الطريقة، واضغط على المضخة البلاستيكية 10 مرات متتالية بغض النظر عن الوزن، ثم قم بقياس 3 أحجام ضخ متتالية وفقًا للطريقة المذكورة أعلاه، واضغط على المضخة البلاستيكية 10 مرات متتالية بغض النظر عن الوزن، وأخيرًا قم بالقياس بشكل متواصل وفقًا للطريقة المذكورة أعلاه. من بين 4 ضخات، احسب متوسط ​​قيمة 10 ضخات. قم بقياس 4 مضخات بلاستيكية في وقت واحد وفقًا للطريقة المذكورة أعلاه، واعتبر متوسط ​​قيمة خرج المضخة هو خرج المضخة البلاستيكية الفعلي.

توافق المضخة البلاستيكية والزجاجة

بالنسبة لمواد التعبئة والتغليف ذات الزجاجات ذات الأغطية اللولبية، عند تدوير المضخة البلاستيكية، يجب أن تدور المضخة والزجاجة بسلاسة تامة دون أي اهتزاز أو انفصال أو انزلاق في أسنانها. بعد إحكام ربط المضخة، يجب التأكد من عدم انحرافها أو ارتخائها، كما يجب ألا تتجاوز المسافة بين طرفها السفلي وكتف الزجاجة (المعروفة باسم "القاعدة المعلقة") 1 مم، وهو ما يُضفي مظهرًا جماليًا. ويُحدد مدى ملاءمة هذه المسافة وفقًا لطبيعة المنتج. أما المضخة المزودة بغطاء خارجي، فيجب أن تكون محكمة الإغلاق تمامًا بعد تركيب الغطاء.

بالنسبة لمواد التغليف التي تستخدم نظام تثبيت محكم بين المضخة البلاستيكية والزجاجة، مثل بعض الزجاجات الخالية من الهواء، تُستخدم آلة إغلاق لضغط الغطاء الخارجي للمضخة لربطها بجسم الزجاجة. يجب ألا تكون هناك أي فجوة بين المضخة البلاستيكية وجسم الزجاجة.

منفذ أنبوب غمر المضخة البلاستيكية وطوله

يجب عدم جعل فتحة التلامس الجانبية لأنبوب الشفط الخاص بالمضخة البلاستيكية مع قاع الزجاجة مسطحة، وإلا ستواجه مشاكل في تغذية المضخة أو توقفها. عادةً ما تحتوي أنابيب الشفط التي توفرها مصانع المضخات البلاستيكية على فتحات في طرفيها. توجد أدوات خاصة لقص المصاصات. إذا شعرت أن المصاصة طويلة جدًا وترغب في قصها بنفسك دون أدوات خاصة، فاستخدم مقصًا لقص طرفها بشكل مشطوف.

عادةً ما يكون طول أنبوب الشفط مثاليًا بعد إدخاله في المضخة البلاستيكية وإحكام ربطه، ويكون طوله عند قاع الزجاجة دون انحناء بعد إحكام ربط المضخة هو الطول الأمثل. يمكن وضع قاعدة المضخة البلاستيكية على الجزء الخارجي من الزجاجة حيث يتم إحكام ربطها عادةً، ويمكن استخدام المسافة بين طرف أنبوب الشفط وقاع الزجاجة لتحديد ما إذا كان طوله مناسبًا. تجدر الإشارة إلى أن بعض قيعان الزجاجات تكون محدبة للداخل. يجب ألا يكون أنبوب الشفط طويلًا جدًا أو قصيرًا جدًا. فإذا كان طويلًا جدًا، يسهل انحناء طرف أنبوب الشفط الرقيق، مما يؤدي إلى عدم اكتمال عملية الشفط. أما إذا كان سميكًا، فتكون مقاومة المضخة البلاستيكية كبيرة ويسهل تفريغه، مما يؤثر أيضًا على كمية المادة المضخوخة. وبالطبع، إذا كان قصيرًا جدًا، فلن يتم ضخ المادة بشكل كامل.

مرونة رأس المضخة (زمن الارتداد)

أحكم ربط المضخة البلاستيكية على الزجاجة المناسبة بحيث يصبح رأس المضخة قابلاً للضغط. اضغط على رأس المضخة بقوة مناسبة حتى يصل إلى أقصى مدى للضغط، ثم احسب الوقت فورًا بعد تركها. الوقت اللازم لعودة رأس المضخة إلى وضعه الأصلي تمامًا هو زمن ارتداد المضخة البلاستيكية. عادةً ما يكون زمن ارتداد المضخة البلاستيكية 3 ثوانٍ كحد أقصى.

اختبار السقوط

املأ الزجاجة بمادة التعبئة والقياس، وبعد إحكام ربط المضخة البلاستيكية، تأكد من أن المضخة متجهة للأعلى وقاع الزجاجة متجه للأسفل، على ارتفاع 1.2 متر من الأرض، بحيث تسقط الزجاجة بحرية على بلاط الأرضية المستوي. يجب ألا يكون هناك أي تسريب، ويجب ألا يكون رأس المضخة والزجاجة مرتخيين أو متناثرين أو تالفين، أو أن يؤثر ذلك على إحكام الإغلاق وكفاءة الاستخدام.

اختبار مقاومة الحرارة والبرودة

املأ الزجاجة بمادة التعبئة والقياس المناسبة، ثم اربط المضخة البلاستيكية، وضعها في حاضنة بدرجة حرارة (48±1) درجة مئوية أو ثلاجة بدرجة حرارة (-15±2) درجة مئوية لمدة 24 ساعة (يمكن تحديد درجة الحرارة المطلوبة حسب الحاجة). بعد عودتها إلى درجة حرارة الغرفة، ستكون المضخة البلاستيكية جاهزة للاستخدام. يمكن أيضًا اختبارها عن طريق دورات التسخين والتبريد.

اختبار الإرهاق

يُجرى اختبار التحمل للتأكد من قدرة المضخة البلاستيكية على العمل بكفاءة بعد الضغط عليها عدة مرات. لاحظتُ أن مصانع المضخات البلاستيكية تُجري هذا الاختبار بضغط المضخة 1000 مرة. عادةً، يُملأ الزجاجة بالكمية المطلوبة، ثم تُضغط المضخة لضخ المادة إلى قاع الزجاجة، ويُفحص أداء المضخة أثناء عملية الضخ للتأكد من عملها بشكل طبيعي.

يُمكن تسمية اختبار إجهاد الزجاجة الخالية من الهواء باختبار الشفط. بعد ملء الزجاجة بالكمية المطلوبة، اضغط على المضخة البلاستيكية حتى تتوقف عن ضخ المادة. راقب ما إذا كان هناك فرق ملحوظ بين كمية المادة التي تضخها المضخة عند عدم وجود هواء وكمية المادة الفعلية.

بنود اختبار أخرى

1. عناصر الاختبار الميكانيكي

تشمل عناصر الاختبار الميكانيكي للمضخة البلاستيكية بشكل أساسي عزم الربط بين المضخة والزجاجة، وعزم فك البرغي، وعزم دوران أسنان البرغي، وعزم فك رأس ضغط المضخة، وغيرها، والتي يمكن قياسها باستخدام مقياس عزم الدوران. عمليًا، وُجدت مشكلة تتمثل في عدم إمكانية فك رأس ضغط المضخة البلاستيكية اللولبية. لاحقًا، أُضيفت حشية إلى المضخة لحل هذه المشكلة.

تشمل عناصر اختبار قوة السحب بشكل أساسي قوة سحب غطاء المضخة، وقوة سحب رأس الضغط، وقوة سحب قلب المضخة، وقوة سحب غطاء المضخة وجلبة المضخة، وما إلى ذلك، والتي يمكن اختبارها باستخدام مقياس الشد.

2. عناصر اختبار التوافق

يُعدّ التأثر بتخزين المادة لفترة طويلة الاعتبار الرئيسي. عادةً ما تُختبر المضخة البلاستيكية لمقاومة الحرارة والبرودة وهي في حالة تعبئة، وذلك لمدة ثلاثة أشهر. ويمكن الاطلاع على النتائج على فترات زمنية مختلفة: ثلاثة أيام، أسبوع، نصف شهر، شهر، شهرين، وثلاثة أشهر. ومن الأسئلة الشائعة: هل سيصدأ زنبرك المضخة البلاستيكية؟ إذا كانت الكرات داخل المضخة مصنوعة من الفولاذ، فيجب أيضًا مراعاة احتمالية صدأ هذه الكرات.

تعليمات إضافية لاختبار رأس المضخة

1. من الأمور المهمة في اختبار موزع الصابون الرغوي مراعاة أن الرغوة المضخوخة يجب أن تكون كثيفة ورقيقة.

2. عند اختبار الزجاجة الخالية من الهواء، من الضروري اختبار الاحتكاك بين الجدار الداخلي للزجاجة والمكبس.

3. من أهم عناصر فحص جهاز الرش الرذاذي جودة الرذاذ. يجب أن يكون الرش متواصلاً ومتجانساً دون وجود قطرات واضحة. إضافةً إلى ذلك، يجب اختبار زاوية الرش ومسافة الرش، وفقاً لـ 15 معياراً وطنياً.

4. سيقوم مصنع المضخات البلاستيكية باختبار قوة شفط المضخة البلاستيكية عند اختبار مضخة اللوشن.

طريقة اختبار مضخة الرذاذ

يمكن الرجوع إلى الطرق المقابلة في المعايير الوطنية التالية لاختبار بعض المؤشرات الرئيسية لمضخة الرذاذ:

GB/T 14449—2017 طرق اختبار منتجات الهباء الجوي

ملاحظة تكميلية

هناك العديد من عناصر الاختبار المذكورة أعلاه، ويجب اختبار العناصر الأساسية أولاً في الاختبار الفعلي. بالنسبة للمضخة البلاستيكية المستخدمة في مستحضرات التجميل، ينبغي إيلاء المزيد من الاهتمام لتأثيرها على الاستخدام. بالنسبة لبعض عناصر الاختبار، إذا لم تكن المتطلبات عالية، مثل عناصر الاختبار الميكانيكية، وما إلى ذلك، يمكن أيضًا إصدار أحكام نوعية بناءً على التأثير أثناء الاستخدام. بالإضافة إلى ذلك، فإن معايير التأهيل لعناصر اختبار رأس المضخة هي معايير عامة فقط، والتي يمكن تحديدها وفقًا لمتطلباتهم الخاصة أثناء الاختبار الفعلي.