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前言
说起蠕动泵大家想到的是什么?小巧玲珑的实验室小“马达”还是发酵车间里的“老黄牛”。以上的答案都对,因为他们都是蠕动泵的不同领域的表现形式,但是很少有人会知道“初代目”的蠕动泵的可是一个名副其实的“壮汉”,并且还是下火海的消防用具。从年,蠕动泵首次运用在消防领域开始蠕动泵就由于其自身不凡的特性而备受瞩目,不是谁都可以将水这种“善变的”液体拿捏住的。此后在年,菲尔德就开始为实验室提供低压软管泵,由此蠕动泵正式登上实验室这个“大雅之堂”开始其传奇的旅程。
在手术室中,蠕动泵由于其不接触液体的特性取代了传统的抽吸式液体驱动系统。正所谓,物体污染的来源就是物体本身。面对一个“本身无一物,何处惹尘埃”的液体驱动系统,纵使你生存能力再强,侵入性再高,也无法穿透硅胶管。
在实验室中,蠕动泵由于其自身的高耐腐蚀性(你腐蚀硅胶管与我蠕动泵何干)、耐用性(本体模块均可替换并且材质坚韧)、稳定性(每一次的输出量被自身结构固定)以及其“温柔的性格”(轧辊挤压硅胶管剪切力和摩擦力影响小故适宜运输细胞组织等)。
如此优秀的“员工”是怎么进行他的工作的呢?接下来菌菌就和大家一起认识认识这位多功能性人才。
蠕动的工作原理
蠕动泵就像用手指夹挤一根充满流体的软管,随着手指向前滑动管内流体向前移动。蠕动泵也是这个原理只是由滚轮取代了手指。通过对泵的弹性输送软管交替进行挤压和释放来泵送流体。就像两根手指夹挤软管一样,随着手指的移动,管内形成负压,液体随之流动。转子上的转轮依次碾过泵管,将管中的流体向前推挤。转轮碾过后的泵管因自身弹性恢复原形、在泵管吸入端形成真空,液体因为真空而被吸入。
蠕动泵就是在两个转辊子之间的一段泵管形成“枕”形流体。“枕”的体积取决于被管的内径和转子的几何特征。流量取决于泵头的转速与“枕”的尺寸、转子每转一圈产生的“枕”的数这三项参数之乘积。“枕”的尺寸一般为常量(泵送粘性特别大的流体时除外)。
拿转子直径相同的泵比较,参数较大“枕”体积的泵,其转子每转一圈所输送的流体体积也较大,但产生的脉动度也比较大。这与膜阀的情形相似。而产生较小“枕”体积的泵,其转子每转一圈所输送的流体体积也比较小;而且,快速、连续地形成的小“枕”使流体的流动较为平稳。
以上就是蠕动泵的基本工作原理,在面对不同的设计要求是可以进行相应的调整,但是基本结构和原理不会改变。
蠕动泵的分类
在不同的使用环境下需要使用不同的蠕动泵。
基于流量分类目前主流的蠕动泵可以分为小流量、中流量以及大流量三种流量级别。
1、小流量蠕动泵:主要用于实验和医疗等行业,流量精度高;
2、中流量蠕动泵:主要用于实验、医疗和小型生产及分配等,流量精度高;
3、大流量蠕动泵:主要用于大流速实验、生产灌装和分配以及工业液体的输送等。
基于功能分类可分为基本型蠕动泵、流量型蠕动泵、智能型蠕动泵以及工业型蠕动泵。
1、基本型蠕动泵:主要用于连续工作或长时间的工作模式,适用于实验室的普遍应用。
其主要优点就是便宜,构造简单;缺点是功能单一。
2、流量型蠕动泵:除具备基本型功能之外,增加了流量显示,流量校正,通讯、定时等功能。此类蠕动泵能通过校正功能来保证流体较高的精度,还可设置分配的参数,以此来实现自动分配灌装,适用于实验室环境和轻工业环境。
其主要优点是具备流量设置与调控功能可以完成对进度要求较高的复杂任务;缺点是智能化程度较低。
3、智能型蠕动泵:图形化界面、模块化编程,快速构建专属工作流程。功能强大、配置灵活,轻松满足复杂多变的流体传输需求。适用于实验室,生产车间,制药等领域场景。
(1)用户可以自行设置间隔时间、分配次数、分配液量、参数设定好之后,蠕动泵可自动完成规定的灌装次数,此项功能主要应用于生产线上自动灌装设备;
(2)分配型蠕动泵有两种工作模式:分配模式和传输模式,当选择传输模式的时候,功能完全同流量型蠕动泵,当选择分配模式的时候,就具备了自动分配的功能;
(3)分配型蠕动泵有三种分配模式:时间分配,液量分配,复制分配。时间分配是指按照时间的长短设置分配,液量分配是按照液量大小设置分配,复制分配设置里蠕动泵可自动记录某一次灌装的所有参数,在灌装的液量、时间、转速确定后,可以按照此次参数进行多次灌装。每次灌装的液量即和设置的液量相同
4、工业型蠕动泵:主要用于振动、高温、电磁、辐射、潮湿、粉尘或一定酸碱腐蚀等条件的工业生产环境,或对清洁程度、数据记录有要求的生物制药领域。
蠕动泵的优缺点蠕动泵的优点:1、无污染:流体只接触泵管,不接触泵体
2、精度高:重复精度,稳定性精度高
3、低剪切力:是输送剪切敏感、侵蚀性强流体的理想工具
4、密封性好:具有良好的自吸能力,可空转,可防止回流
5、蠕动泵维护简单:无阀门和密封件,软管是唯一的易损件
6、可泵送液体、气体、固体或多相混合体
蠕动泵的缺点:1蠕动泵会产生脉冲;
2蠕动泵管容易损坏;
3蠕动泵无法达到过高的压力。
蠕动泵的运行影响因素
前文提到基于蠕动泵本身的结构,每一次输送的量一般为常数,但是在液体粘度较大时往往会产生不一样的结果。
流体粘度在泵选型中是一个十分重要的参数,因为其直接影响到液体的流量图。流量图是指在一个大气压力下传输水的流量曲线。粘度影响着泵的转速、效率、功率等。当液体的粘度达到一定值时,由于软管的抽吸能力有限,泵送效率会降低。在相同的泵转速下,粘度液体的流量会比泵送水时的流量小。粘度越高,流量也会减小的越多。
星耀小TIP:粘度是流体的物理特性,任何流体都有粘度,水的粘度是1CP,以下是其它常见液体的粘度表格供参考
此外,蠕动泵进出口的压力也是另一个影响流量的因素。吸程指的是液面位置到蠕动泵泵头的垂直高度。
蠕动泵具有较强的自吸能力,,但由于介质的表面张力在管路中产生的阻力等影响,实际情况下的蠕动泵流量会有所衰减。
吸程和泵头软管以及介质都有关系,如果对吸程有很高的需求时,可选择内径更细,壁厚更厚的软管,同时选择转速更高的驱动器。
总结一路走来,从傻大黑粗的消防器材到实验室里“锱铢必较”的高智能人才。蠕动泵凭借其自身的独特性能在各个领域占据了自身的一席之地并发展出许多分支,帮助完成了不同要求的任务。
对于需要在实验室或者生产端使用蠕动泵的人来说,按照自身的要求和条件选择合适的型号是最重要的,而不是一味的追求高精尖。
没有最好的蠕动泵,只有最适合蠕动泵。