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蠕動(dòng)泵是一種可控制流速的液體輸送裝置,因為可以穩定控制流體的流速;無(wú)污染輸送流體;維護簡(jiǎn)單便宜,
且具有輸送精度高、較強的耐腐蝕性、剪切作用小、操作簡(jiǎn)單及易于維護等優(yōu)勢,
所以廣泛應用在科研、制藥、化工、環(huán)保、飲料、食品、農業(yè)、印刷等各領(lǐng)域。
其在科研實(shí)驗室常被用于細胞組織輸送、標本脫色、灌注、液體色譜分析以及酸性或堿性溶液輸送等。
一、什么是蠕動(dòng)泵?
蠕動(dòng)泵,英文名為peristaltic pump。行業(yè)中對其有許多稱(chēng)呼,例如蠕動(dòng)泵、計量泵、恒流泵、軟管泵等。
根據輸送的精度命名,其被稱(chēng)為計量泵、恒流泵;
根據產(chǎn)品構造命名,其被稱(chēng)為軟管泵;
根據產(chǎn)品的原理命名,其被稱(chēng)為蠕動(dòng)泵(本文中統一稱(chēng)為蠕動(dòng)泵)。
二、蠕動(dòng)泵的組成結構
蠕動(dòng)泵由三部分組成:蠕動(dòng)泵驅動(dòng)器,蠕動(dòng)泵泵頭和蠕動(dòng)泵軟管,
是一種可通過(guò)控制驅動(dòng)器轉速和不同流量軟管,來(lái)實(shí)現流量高精度控制的液體輸送裝置。
三、蠕動(dòng)泵的工作原理
通過(guò)擠壓軟管實(shí)現液體的輸送,因此這種泵輸送的液體在泵內只經(jīng)過(guò)軟管,沒(méi)有死角,因此極易清洗,不易產(chǎn)生殘留,非常適合于需要潔凈輸送的用途。
再因為蠕動(dòng)泵每轉一圈都會(huì )輸出固定量的流體,因此蠕動(dòng)泵流量控制非常精準,可以通過(guò)調速和計時(shí)的方式實(shí)現精確的計量輸送。
蠕動(dòng)狀態(tài)的軟管就像人的腸道一下推動(dòng)管內的流體,因此不會(huì )對流體產(chǎn)生擠壓和破壞,
所以也適合輸送相對粘稠或含有一些顆粒的物料,例如含有果粒的果汁,不過(guò)需要注意選擇匹配相應需求的軟管。
拿輥子直徑相同的泵相比較,產(chǎn)生較大“枕”體積的泵,其轉子每轉一圈所輸送的流體體積也較大,但產(chǎn)生的脈動(dòng)度也較大。
而產(chǎn)生較小“枕”體積的泵,其轉子每轉一圈所輸送的流體體積也較;快速、連續地形成的小“枕”使傳輸流體的流量近于恒定平穩狀態(tài)。
工作原理解析:
(1)電機帶動(dòng)輥子轉動(dòng)
(2)輥子與泵殼,對泵管形成擠壓
(3)在輥子轉動(dòng)的過(guò)程中,輥子擠壓住的泵管區域后端,液體被推向下游
(4)在輥子轉動(dòng)的過(guò)程中,輥子擠壓住的泵管區域,在輥子離開(kāi)后,由于泵管的彈性,會(huì )恢復圓管形;
泵管由被擠壓狀態(tài)恢復到圓管狀態(tài),會(huì )形成吸力,而下游被輥子擠壓住不導通,該吸力只能吸引上游的液體
(5)輥子連續轉動(dòng),從而形成連續地液體從入口吸入、從出口排出
蠕動(dòng)泵的分類(lèi)及應用場(chǎng)景
按照流量分類(lèi)
1、小流量蠕動(dòng)泵:主要用于實(shí)驗和醫療等行業(yè),流量精度高;
2、中流量蠕動(dòng)泵:主要用于實(shí)驗、醫療和小型生產(chǎn)及分配等,流量精度高;
3、大流量蠕動(dòng)泵:主要用于大流速實(shí)驗、生產(chǎn)灌裝和分配以及工業(yè)液體的輸送等。
蠕動(dòng)泵優(yōu)點(diǎn):
(1)不污染管子之外的其他結構,且無(wú)閥、無(wú)密封圈
(2)可在無(wú)液體填充情況下空轉
(3)可以在無(wú)液體填充情況下自吸
(4)可處理含雜質(zhì)較多的液體
(5)可正反兩個(gè)方向工作
(6)可防止液體回流
蠕動(dòng)泵缺點(diǎn):
(1)泵管會(huì )老化:
泵管多為橡膠、硅膠等彈性體材料,長(cháng)時(shí)間擠壓之后,彈性會(huì )變差,不能更好的恢復變形,導致流量下降或流量波動(dòng)變大。
(2)多個(gè)泵頭或多根泵管之間,流量一致性不是特別好:
泵管方面,泵管本身是彈性體材料(硅膠、橡膠等材料),泵管壁厚、內徑等差異,會(huì )引起不同泵管之間的流量差異。
泵頭方面,棍子的外徑大小、棍子與電機轉軸之間的距離上的差異,擠壓泵管的泵殼存在的公差,都會(huì )導致流量差異。
下面來(lái)了解一下蠕動(dòng)泵常見(jiàn)的一些參數:
在選擇驅動(dòng)器的時(shí)候,一般要考慮三個(gè)方面:轉速,控制形式,防護等級。
驅動(dòng)芯片:推薦Trinamic(TMC)電機驅動(dòng)芯片,TMC2209、TMC2225、TMC2130等。
相較于普通的驅動(dòng)芯片,其具有靜音、防抖、高細分等技術(shù),非常適合蠕動(dòng)泵的應用場(chǎng)景。
轉速:轉速越高,流量越大,推薦選擇略高于自己需求的轉速。
控制形式:一般有著(zhù)可調轉速、流量分配、外部控制等多種形式。
防護等級:防護等級越高,防止外物入侵,水浸入的能力越高,結合自己行業(yè)的工作環(huán)境,選擇相應的防護等級。
泵頭的選擇一般考慮五個(gè)方面:參考流量,通道需求,滾輪需求,抗化學(xué)性,軟管更換。
參考流量:不同泵頭搭載不同的軟管,流量便也不盡相同,所以選擇泵頭的時(shí)候請注意參考流量。
通道需求:通道分為單通道或者多通道,如果有多通道需求的話(huà),選擇多通道泵頭或者將泵頭串接也可以。
滾輪需求:蠕動(dòng)泵的滾輪越少,流出的流體脈動(dòng)越高,流速越不穩定,如果對流體的穩定性要求高的,建議選擇滾輪數多的泵頭。
耐化學(xué)性:長(cháng)時(shí)間使用蠕動(dòng)泵,溢出的流體可能對泵頭有所損害,所以這方面也要考慮到。
軟管更換:如果更換軟管頻率比較高,建議選擇可快速更換軟管的蠕動(dòng)泵。
選擇軟管時(shí)需考慮五個(gè)方面:參考流量,耐化學(xué)性,流體溫度,軟管壽命,吸程揚程。
參考流量:不同型號的軟管所承載的流量是不一樣的,根據自己對流量的需求,選擇相應的軟管即可。
耐化學(xué)性:蠕動(dòng)泵的三種配件中,主要和流體接觸的便是軟管,所以軟管的耐化學(xué)性是選擇時(shí)需重點(diǎn)考慮的,
例如硅橡膠可耐高溫低溫,而氟橡膠具有優(yōu)秀的抗氧化性和耐腐蝕性等。
流體溫度:軟管材質(zhì)不同,耐溫不同,普通的橡膠軟管一般可達100°,而硅橡膠軟管最高可耐200°高溫。
軟管壽命:雖說(shuō)針對使用情況不同,軟管壽命也上下浮動(dòng),但普遍來(lái)說(shuō)進(jìn)口的軟管比國產(chǎn)的軟管壽命略長(cháng)一些。
吸程揚程:蠕動(dòng)泵依靠轉子之間產(chǎn)生的真空,利用空氣壓差進(jìn)行流體的輸送,也因此產(chǎn)生了吸程和揚程。
吸程指抽水口距離待抽液面的垂直距離,揚程是指泵揚水的高度。
軟管的材料、內徑、壁厚等多種因素都會(huì )對吸程揚程有所影響。