ضاغط النيتروجين ZW-4/8 - معزز نيتروجين دقيق خالٍ من الزيت لتطبيقات الضغط العالي صغيرة الحجم

يوفر جهاز ZW-4/8 ضغط تفريغ يبلغ 4 م³/دقيقة عند 0.80 ميجا باسكال، وهو عبارة عن ضاغط نيتروجين مكبسي ثنائي المراحل وثنائي الصفوف خالٍ من الزيت مصمم لإمداد المختبرات عالي الضغط، وخمول الأجهزة الدقيقة، وتعزيز النيتروجين الصناعي المدمج حيث يكون الضغط المرتفع والنقاء المطلق أمرًا لا غنى عنه.

نظرة عامة على المنتج

ال ضاغط نيتروجين ZW-4/8 هو ضاغط مكبسي دقيق التصميم وخالٍ من الزيت، مصمم للتطبيقات التي تتطلب ضغط تفريغ عالٍ وحجمًا صغيرًا. بسعة اسمية تبلغ 4 م³/دقيقة وضغط تصريف مرتفع قدره 0.80 ميجا باسكال، هذه الوحدة تعالج المتطلبات الصعبة لتوزيع النيتروجين عالي الضغط في المجمعات المختبرية، ومرافق التصنيع الدقيقة، والعمليات الصناعية الصغيرة.

بخلاف الضواغط التقليدية التي تُضحي إما بقدرة الضغط أو بالنقاء، فإن ضاغط ZW-4/8 يحقق كليهما من خلال آلية ضغط خالية تمامًا من الزيتتُصنع حلقات المكبس وأشرطة التوجيه من مركبات PTFE ذاتية التشحيم المتطورة التي تعمل دون استخدام مواد تشحيم هيدروكربونية، مما يضمن بقاء تيار النيتروجين خاليًا تمامًا من التلوث الزيتي. تُعد هذه الخاصية الطبيعية الخالية من الزيت ضرورية لتطبيقات مثل إمداد الغاز الحامل في تقنية GC-MS، والمعالجة المعقمة للمستحضرات الصيدلانية، ومعالجة رقائق أشباه الموصلات، حيث يمكن حتى لآثار بخار الزيت أن تُؤثر سلبًا على سلامة المنتج.

ال مرحلتين، صفين (二列二级) تم تحسين تصميم هذا الجهاز خصيصًا لتحقيق ضغط تفريغ مستهدف يبلغ 0.80 ميجا باسكال. ومن خلال توزيع نسبة الضغط على مرحلتين ضغط مع تبريد بينهما، يحافظ جهاز ZW-4/8 على درجات حرارة التفريغ ضمن الحدود الآمنة، مع تحقيق ضغط أعلى لا تستطيع التصاميم أحادية المرحلة الوصول إليه. يتميز الجهاز بأبعاده المدمجة. 2250 × 1296 × 2200 مم ووزنه فقط 2.00 طن اجعل هذه الوحدة مناسبة للتركيب في غرف الآلات المغلقة، والوحدات المتنقلة، وأنظمة إمداد النيتروجين المعبأة في حاويات.

المواصفات الفنية – ZW-4/8

* جميع المواصفات مصنفة وفقًا لظروف مرجعية قياسية (ISO 1217، الملحق ج). قد يختلف الأداء الفعلي بناءً على ارتفاع الموقع ودرجة الحرارة المحيطة وظروف المدخل.

الميزات الرئيسية والمزايا الهندسية

1. تقنية المكابس عالية الضغط الخالية من الزيت

يستخدم جهاز ZW-4/8 مجموعة حلقات المكبس ذاتية التشحيم وحزام التثبيت مصنوعة من مركبات PTFE عالية الكثافة مدعمة بألياف زجاجية وجزيئات برونزية. تحقق هذه الحلقات معامل احتكاك أقل من 0.08 دون أي تزييت خارجي، مما يوفر محتوى الزيت من الفئة 0 وفقًا للمعيار ISO 8573-1 الحصول على شهادة في تيار النيتروجين المضغوط. يُعد هذا الأمر بالغ الأهمية، خاصةً في التطبيقات ذات الضغط العالي، حيث يتضاعف تلوث الزيت بسبب نسبة الضغط، مما يجعل إزالة الزيت في المراحل اللاحقة أكثر صعوبة وتكلفة بشكل كبير.

2. ضغط ثنائي المراحل لنسب ضغط مرتفعة

ال تصميم معماري من مرحلتين وصفين يُعدّ هذا الأمر ضروريًا من الناحية الديناميكية الحرارية لتحقيق ضغط تفريغ يبلغ 0.80 ميجا باسكال من ضغوط مخرج مولد النيتروجين النموذجية التي تتراوح بين 0.05 و0.10 ميجا باسكال. تقوم أسطوانة المرحلة الأولى بضغط النيتروجين إلى ضغط وسيط يبلغ حوالي 0.25 إلى 0.30 ميجا باسكال، وبعد ذلك يقوم مُبرّد بين المراحل بإزالة حرارة الضغط. ثم ترفع أسطوانة المرحلة الثانية الضغط إلى الهدف النهائي البالغ 0.80 ميجا باسكال. يحدّ هذا النهج المرحلي من درجة حرارة التفريغ لكل مرحلة إلى أقل من 160 درجة مئوية، مما يمنع التدهور الحراري لعناصر منع التسرب المصنوعة من مادة PTFE ويحافظ على سلامة صفيحة الصمام تحت ضغط التشغيل المرتفع.

3. تصميم صغير الحجم مع كثافة طاقة عالية

في 2250 × 1296 × 2200 مميشغل ضاغط ZW-4/8 مساحة أرضية تقل عن 3 أمتار مربعة، بينما يوفر ضغط تفريغ يبلغ 0.80 ميجا باسكال، وهو مزيج يصعب تحقيقه باستخدام تقنيات الضواغط البديلة. يقلل تصميم علبة المرافق الرأسية المدمجة من المساحة الطولية مع توفير سهولة الوصول للصيانة الدورية. وزن 2.00 طن يسمح بنقل وتحديد المواقع باستخدام معدات الرافعات الشوكية القياسية، مما يجعل ZW-4/8 مناسبًا لعمليات التحديث في غرف الآلات الموجودة، ووحدات إمداد النيتروجين المتنقلة، ووحدات المعالجة المعبأة في حاويات.

4. محرك فعال بجهد 380 فولت

يتم تشغيل ZW-4/8 بواسطة محرك حثي ثلاثي الأطوار بقدرة 30 كيلوواط، 380 فولت، 50 هرتز يتوافق هذا الجهاز مع معيار IEC 60034-1 فئة الكفاءة IE3. يندمج تصميم الجهد المنخفض القياسي مباشرةً في لوحات التوزيع الصناعية الحالية بجهد 380 فولت دون الحاجة إلى بنية تحتية متخصصة للجهد المتوسط. تُعدّ هذه البساطة الكهربائية ذات قيمة خاصة للمنشآت الصغيرة والمختبرات والتركيبات المتنقلة حيث تكون تكلفة مفاتيح الجهد المتوسط ​​باهظة للغاية. يوفر تصنيف الطاقة البالغ 30 كيلوواط توازنًا ممتازًا بين قدرة الضغط والطلب الكهربائي، مما يُبقي تكاليف التشغيل معقولة للتطبيقات ذات التشغيل المتقطع.

سيناريوهات التطبيق

إمداد المختبر بالنيتروجين عالي الضغط

تتطلب مختبرات الأبحاث ومرافق التحليل غاز النيتروجين عالي الضغط كغاز حامل في كروماتوغرافيا الغاز، وغاز رذاذ في مطياف الكتلة، وغاز خامل في صندوق القفازات. (ZW-4/8) ضغط التفريغ 0.80 ميجا باسكال يكفي هذا النظام لتغذية منظمات ضغط النيتروجين العالية ومجمعات التوزيع التي تخدم عدة أجهزة في آن واحد. وتضمن شهادة خلوه من الزيت أن تيار النيتروجين يفي بمتطلبات النقاء الصارمة للأجهزة التحليلية دون الحاجة إلى خراطيش تنقية إضافية أو أجهزة مراقبة الزيت. ويمكن لسعة 4 م³/دقيقة أن تدعم بسهولة من 8 إلى 12 نظام GC-MS أو من 4 إلى 6 أجهزة ICP-MS تعمل بالتوازي.

التصنيع الدقيق وخمول أشباه الموصلات

في صناعة الإلكترونيات وأشباه الموصلات، يُستخدم النيتروجين لـ معالجة الرقاقات بالخمول، والتحكم في جو فرن إعادة التدفق، وخزائن تخزين المكونات الجافة. ال ضاغط نيتروجين عالي الضغط ZW-4/8 يُوفر هذا الجهاز ضغط 0.80 ميجا باسكال اللازم لمنظمات الضغط الدقيقة التي تحافظ على بيئات خاملة دون مستوى الضغط الجوي في صناديق القفازات وغرف نقل الرقائق. يُعدّ التصميم الخالي من الزيت بالغ الأهمية في هذه التطبيقات، إذ يُمكن أن يتسبب تلوث الزيت، حتى بكميات ضئيلة جدًا (بالنانوغرام)، في عيوب في وصلات اللحام، وفشل في التصاق الطلاءات، وتلوث الأسطح البصرية للمكونات الدقيقة.

معالجة الأدوية المعقمة والتعبئة المعقمة

تستخدم مرافق تصنيع الأدوية النيتروجين عالي الضغط لـ تخميل خط التعبئة المعقمة، وإزاحة الفراغ العلوي للقارورة، وتنظيف حجرة مجفف التجميديوفر ضغط التفريغ البالغ 0.80 ميجا باسكال في جهاز ZW-4/8 الضغط اللازم لتغذية النيتروجين عبر أنظمة التوزيع المُفلترة بمرشحات HEPA ومنظمات الضغط الدقيقة التي تحافظ على ضغوط التعقيم في العوازل وأنظمة الحواجز ذات الوصول المحدود (RABS). تضمن شهادة خلو الجهاز من الزيت الامتثال لمتطلبات إدارة الغذاء والدواء الأمريكية 21 CFR 211.72 (بنية المعدات) وملحق 1 من معايير التصنيع الجيد للاتحاد الأوروبي (المنتجات الطبية المعقمة) دون الحاجة إلى التحقق من إزالة الزيت بشكل إضافي.

معزز النيتروجين بتقنية امتزاز الضغط المتغير على نطاق صغير

بالنسبة لمولدات النيتروجين المدمجة بتقنية امتزاز الضغط المتغير (VPSA) التي تنتج نيتروجينًا بنقاوة 99.5-99.9% عند ضغط قريب من الضغط الجوي، يقوم ضاغط ZW-4/8 بضغط المنتج ذي الضغط المنخفض إلى 0.80 ميجا باسكال لتوزيعه تحت ضغط عالٍ. يسمح حجمه الصغير بتركيب الضاغط على نفس قاعدة مولد VPSA، مما يُنشئ نظامًا متكاملًا لتزويد النيتروجين يشغل مساحة أرضية ضئيلة. يحمي مسار الضغط الخالي من الزيت المنخل الجزيئي الكربوني من التسمم بالهيدروكربونات، مما يحافظ على كفاءة فصل المولد ويطيل عمر المادة الماصة بمنع التلوث غير القابل للعكس.

المواد والإنشاءات

تم تصنيع جهاز ZW-4/8 من مواد مختارة لتوافقها مع النيتروجين عالي الضغط، ومقاومتها للتآكل، وموثوقيتها الميكانيكية على المدى الطويل:

تم تصميم وتصنيع جميع المكونات التي تتحمل الضغط وفقًا لـ ASME BPVC القسم الثامن القسم 1 أو معايير GB 150 الصينية. تخضع وصلات اللحام لفحص الأشعة السينية 100% (RT)، ويخضع كل وعاء ضغط لاختبار الضغط الهيدروستاتيكي عند 1.5 ضعف أقصى ضغط تشغيل مسموح به (MAWP) لمدة لا تقل عن 30 دقيقة.

إرشادات التركيب والصيانة

المتطلبات الأساسية والمكانية

يبلغ وزن ZW-4/8 طنينين، ويتميز بمركز ثقل منخفض بفضل تصميمه الرأسي المدمج. قاعدة خرسانية مسلحة بوزن 3-4 أطنان يكفي هذا النظام للتشغيل المستقر، وهو مُثبّت على عوازل اهتزاز مطاطية (تردد طبيعي 8-12 هرتز). يُلغي تصميم الأسطوانتين المتقابلتين صفين من قوى القصور الذاتي من الدرجة الأولى، مما يقلل من انتقال الاهتزازات إلى المعدات المختبرية الحساسة أو آلات التصنيع الدقيقة القريبة. المسافات المطلوبة: 1.0 متر على الجانب غير المُشغّل لصيانة الصمام، و0.8 متر على جانب المُشغّل للوصول إلى المحرك، و1.5 متر فوق مستوى سطح الأرض للصيانة الدورية.

مواصفات مياه التبريد

يبلغ الطلب على مياه التبريد ما يقارب 8 م³/ساعة عند درجة حرارة مدخل لا تتجاوز 32 درجة مئوية. تغذي دائرة توزيع المياه أغلفة الأسطوانات والمبرد البيني بالتوازي. جودة المياه المقبولة: درجة حموضة تتراوح بين 6.5 و8.5، عسر كلي أقل من 300 ملغم/لتر (كربونات الكالسيوم)، كلوريد أقل من 50 ملغم/لتر، مواد صلبة عالقة أقل من 30 ملغم/لتر. بالنسبة للمختبرات التي لا تتوفر فيها بنية تحتية مخصصة لتبريد المياه، يتوفر خيار مبرد لاحق صغير الحجم يعمل بالهواء، مما يلغي الحاجة إلى إمدادات المياه تمامًا.

جدول الصيانة الوقائية

يقلل تصميم ZW-4/8 الخالي من الزيت بشكل كبير من تعقيد الصيانة مقارنةً بالبدائل المُشحَّمة. فلا حاجة لتغيير الزيت دوريًا، ولا لتحليل عينات الزيت، ولا لاستبدال عناصر الترشيح، ولا لمراقبة خراطيش فصل الزيت. أما الأجزاء الاستهلاكية الوحيدة فهي... حلقات مكابس PTFE وأحزمة تثبيتوالتي عادةً ما تحقق 4000-6000 ساعة من الخدمة في ظل ظروف النيتروجين النظيف.

شهادات الامتثال والسلامة

يلبي ضاغط النيتروجين ZW-4/8 المعايير الدولية والمتطلبات التنظيمية التالية أو يتجاوزها:

تحليل الأداء والكفاءة

يحقق جهاز ZW-4/8 يبلغ استهلاك الطاقة المحدد حوالي 7.50 كيلوواط لكل متر مكعب/دقيقة من النيتروجين عند ضغط تصريف 0.80 ميجا باسكال. على الرغم من أن هذه القدرة النوعية أعلى من نماذج سلسلة LW الأكبر حجمًا لدينا نظرًا لانخفاض كفاءة الحجم المتأصلة في الضواغط ذات السعة الصغيرة، إلا أنها تظل منافسة ضمن فئة ضواغط المكابس عالية الضغط الخالية من الزيت التي تقل سعتها عن 5 م³/دقيقة. للمقارنة، تستهلك ضواغط اللولب المزيتة في نطاق الضغط والحجم هذا عادةً 8.0-9.5 كيلوواط/م³/دقيقة، ويمكن أن تتجاوز ضواغط الحجاب الحاجز (التي غالبًا ما يتم اختيارها للتشغيل عالي الضغط الخالي من الزيت) 12 كيلوواط/م³/دقيقة.

على مدار دورة تشغيل سنوية مدتها 8000 ساعة، تحقق ميزة كفاءة ZW-4/8 مقارنة بالبدائل الأقل كفاءة ما يقارب توفير في الطاقة يتراوح بين 12000 و 32000 كيلوواط ساعة سنويًا. بسعر $0.08/كيلوواط ساعة، يمثل هذا انخفاضًا في تكلفة الكهرباء السنوية يتراوح بين $960 و$2560. ومع ذلك، فإن الدافع الاقتصادي الرئيسي لاختيار ZW-4/8 هو عادةً التخلص من المواد الاستهلاكية المتعلقة بالنفط ومعدات التنقية اللاحقة بدلاً من توفير الطاقة بشكل هامشي.

ال التكلفة الإجمالية لامتلاك نظام ضغط النيتروجين عالي الضغط في التطبيقات الصغيرة، تهيمن تكاليف الصيانة والمواد الاستهلاكية. يُغني تصميم ZW-4/8 الخالي من الزيت عن تغيير الزيت (300-600 دولار أمريكي سنويًا)، واستبدال الفلاتر (150-300 دولار أمريكي سنويًا)، وتغيير خراطيش الفصل (400-800 دولار أمريكي سنويًا)، وتحليل الزيت (100-200 دولار أمريكي سنويًا)، مما يوفر ما بين 950 و1900 دولار أمريكي سنويًا من إجمالي تكاليف المواد الاستهلاكية مقارنةً بالبدائل المُشحّمة. إضافةً إلى ذلك، يُوفر الاستغناء عن معدات إزالة الزيت اللاحقة (فلاتر التجميع، وممتصات الكربون النشط، وأجهزة مراقبة الزيت) ما بين 3000 و8000 دولار أمريكي من النفقات الرأسمالية.

إمكانيات التخصيص وتصنيع المعدات الأصلية

نقدم خيارات تخصيص مرنة لتكييف جهاز ZW-4/8 مع قيود التثبيت المحددة ومتطلبات المستخدم النهائي:

• حزم مثبتة على قاعدة انزلاقية: ضاغط ومحرك ومبرد ولوحة تحكم مُجمّعة مسبقًا على قاعدة فولاذية هيكلية مزودة بفتحات للرافعة الشوكية وحلقات رفع. يقلل ذلك من عملية التركيب الميداني إلى مجرد توصيل كهربائي وتوصيل مياه التبريد.
• وحدات المقطورات المتنقلة: يمكن تركيب جهاز ZW-4/8 على مقطورة قانونية للسير على الطرق مزودة بمولد ديزل مدمج ونظام تبريد وتخزين النيتروجين، مما يخلق وحدة إمداد نيتروجين عالية الضغط متنقلة بالكامل لمواقع البناء وصيانة خطوط الأنابيب والاستجابة للطوارئ.
• نظام تبريد هوائي: يؤدي المبرد اللاحق الاختياري الذي يعمل بالهواء إلى إلغاء الحاجة إلى إمدادات مياه التبريد، مما يجعل ZW-4/8 مناسبًا للتركيبات المختبرية التي لا تحتوي على بنية تحتية للسباكة أو التطبيقات المتنقلة حيث يكون توافر المياه محدودًا.
• نظام التحكم المنطقي القابل للبرمجة والمراقبة عن بعد: وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLC) من سيمنز LOGO! أو S7-1200 اختيارية، مزودة بشاشة لمس HMI قياس 7 بوصات، واتصال إيثرنت، وإشعارات تنبيه عبر الرسائل النصية القصيرة/البريد الإلكتروني. متوافقة مع بروتوكول Modbus TCP/IP لدمج أنظمة SCADA.
• حاويات عازلة للصوت: حاوية صوتية صغيرة الحجم حاصلة على تصنيف IP54 تعمل على تقليل الضوضاء من 82 ديسيبل (A) إلى 66 ديسيبل (A) على بعد متر واحد، وهي مناسبة للتركيبات الداخلية في البيئات الحساسة للضوضاء مثل المختبرات وغرف الآلات المجاورة للمكاتب.
• تصنيع المعدات الأصلية والعلامات التجارية الخاصة: أنظمة طلاء مخصصة، ولوحات تحمل علامات تجارية، وحزم وثائق محلية لموزعي معدات الغاز ومكاملين الأنظمة.

تتوفر التكوينات المخصصة من الحد الأدنى للطلب: وحدة واحدةتُسلّم المقترحات الهندسية عادةً خلال 3-5 أيام عمل. مدة التسليم القياسية هي 10-12 أسبوعًا؛ ويتوفر التسليم السريع خلال 8 أسابيع للطلبات المؤهلة.

دراسة حالة: ترقية خط تعبئة الأدوية المعقمة بالنيتروجين

عميل: منشأة لتصنيع الأدوية في تايلاند متخصصة في المنتجات القابلة للحقن المعقمة

تحدي: كان المصنع يستخدم ضاغط نيتروجين ترددي مُشحّم لتزويد خطوط التعبئة المعقمة بالنيتروجين عالي الضغط (0.70 ميجا باسكال). وقد تم الكشف عن تلوث زيتي في تيار النيتروجين بتركيز 1.5 ملجم/م³، متجاوزًا الحد المسموح به البالغ 0.1 ملجم/م³ المحدد في اتفاقية جودة المنتج مع المشترين الدوليين. كما تسبب الزيت في انسداد متكرر للمرشحات المطلقة ذات مسام 0.22 ميكرومتر في نظام توزيع النيتروجين، مما استدعى استبدال المرشحات كل 3 أسابيع بدلًا من الفترة المحددة بستة أشهر.

حل: لقد قمنا بتوريد ضاغط نيتروجين خالٍ من الزيت ZW-4/8 كبديل مباشر، تم تركيبه على قاعدة مخصصة مزودة بمبرد لاحق مُبرد بالهواء (مما يلغي الحاجة إلى مياه التبريد)، ولوحة تحكم Siemens LOGO! PLC، وخزان موازنة مدمج بسعة 0.5 متر مكعب. صُممت القاعدة لتتناسب مع غرفة الضاغط الحالية دون الحاجة إلى أي تعديلات إنشائية. يوفر ضغط التفريغ البالغ 0.80 ميجا باسكال هامش أمان أعلى من 0.70 ميجا باسكال المطلوب من منظمات خط التعبئة.

النتائج بعد 24 شهرًا:

• محتوى النيتروجين في الزيت: انخفض من 1.5 ملغم/م³ إلى أقل من 0.01 ملغم/م³، والحصول على شهادة ISO 8573-1 من الفئة 0
• الفترة الزمنية المحددة لاستبدال الفلتر: تم تمديدها من 3 أسابيع إلى 8 أشهرمما يوفر 18000 جنيه إسترليني سنويًا في تكاليف الفلاتر ويقلل من وقت توقف الإنتاج
• إجمالي نفقات الصيانة: انخفض بمقدار 45% نتيجةً للاستغناء عن تغيير الزيت، واستبدال الفلاتر، وإصلاح الفواصل
• شكاوى تتعلق بجودة المنتج: لا توجد أي حالات رفض متعلقة بالنفط منذ بدء التشغيل، الحفاظ على عقود المشتري الدولي
• توقف غير مخطط له: أحداث صفرية خلال 24 شهرًا من التشغيل المتواصل

"لقد حلّ ضاغط ZW-4/8 مشكلة تلوث الزيت لدينا بشكل نهائي. انخفضت تكاليف استبدال الفلاتر بمقدار 85%، ولم نواجه أي رفض للجودة يتعلق بنقاء النيتروجين منذ تركيبه. وكان خيار التبريد بالهواء ميزة إضافية، إذ أن عدم وجود مياه تبريد يعني تقليل تكاليف المرافق." مدير ضمان الجودة، منشأة تصنيع الأدوية

الأسئلة الشائعة ودليل الاختيار

المنتجات والحلول ذات الصلة

للحصول على نظرة عامة شاملة على ضاغط نيتروجين صناعي للاطلاع على محفظتنا، بما في ذلك ضواغط الأكسجين الخالية من الزيت، وضواغط الهيدروجين، وحلول الغازات المتخصصة، يرجى الاتصال بفريقنا الهندسي أو تصفح الكتالوج الإلكتروني الخاص بنا.

هل أنت مستعد لترقية نظام إمداد النيتروجين عالي الضغط لديك؟

يتوفر مهندسونا المتخصصون في التطبيقات لتقييم متطلبات تدفق النيتروجين، وظروف المدخل، وأهداف ضغط التفريغ، وقيود التكامل. نقدم عروضًا فنية مجانية، ورسومات تخطيطية، ومخططات الأنابيب والأجهزة (P&IDs)، وتحليلات تفصيلية للتكلفة الإجمالية للملكية (TCO) خلال 48 ساعة.

بريد إلكتروني: [email protected] الرد خلال 24 ساعة