選擇泵是件難事,因?yàn)橐紤]很多因素,再加上市面上可供選擇的泵種類有很多,這難度就更高了。隔膜泵和蠕動(dòng)泵是較為常用的兩種液泵技術(shù)。這兩類泵的用途都很廣泛。下面,我們將講講這兩種不同泵技術(shù)的利弊。
隔膜泵和蠕動(dòng)泵的工作原理
隔膜泵和蠕動(dòng)泵都常用于液體傳輸應(yīng)用。雖然它們常常被用于類似的用途,但兩者的技術(shù)原理卻截然不同。隔膜泵通過(guò)驅(qū)動(dòng)柔性隔膜上下運(yùn)動(dòng)來(lái)工作。這種運(yùn)動(dòng)會(huì)推動(dòng)介質(zhì)(此處為液體)在泵腔內(nèi)移動(dòng),從而產(chǎn)生流動(dòng)。蠕動(dòng)泵也叫軟管泵,它由壓蓋、圓輥和壓緊在兩者間的軟管構(gòu)成。圓輥在旋轉(zhuǎn)時(shí)擠壓軟管,從而推動(dòng)液體流動(dòng)。
哪種泵更適合液體?
這兩種類型的泵在醫(yī)療、實(shí)驗(yàn)室、化工/石化、噴墨打印和農(nóng)業(yè)等各種應(yīng)用中都很常見(jiàn)。在選擇泵時(shí),需要考慮多種因素。其中最重要的因素是:
● 終生成本
● 軟管的使用
● 清潔和消毒
● 流動(dòng)和脈動(dòng)
● 用于顆粒和對(duì)剪切敏感的介質(zhì)
● 用于危險(xiǎn)液體
隔膜泵(如 KNF 的 FP 70)通過(guò)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的連桿驅(qū)動(dòng)柔性隔膜,從而轉(zhuǎn)移介質(zhì),產(chǎn)生流動(dòng)。
小編有話說(shuō):以下將詳細(xì)闡述這兩種泵在以上因素上的表現(xiàn),以及它們各自的優(yōu)勢(shì)。如果覺(jué)得內(nèi)容過(guò)長(zhǎng),可直接跳過(guò)看最后的總結(jié)。
終生成本
無(wú)論使用哪種泵技術(shù),除采購(gòu)價(jià)外的運(yùn)行成本也是一個(gè)考慮因素。維護(hù)和能耗是在使用過(guò)程中產(chǎn)生成本的兩個(gè)最關(guān)鍵因素。隔膜泵的維護(hù)頻率較低。拆卸和更換隔膜或閥片是一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)的過(guò)程。隔膜泵大部分的常規(guī)維護(hù)都可由用戶自行完成,無(wú)需廠商上門維護(hù),也不會(huì)產(chǎn)生額外的維護(hù)成本。
雖然這兩種技術(shù)都使用管路將介質(zhì)傳送進(jìn)泵或從泵中傳出,但只有蠕動(dòng)泵通過(guò)滾輪對(duì)管路(軟管)進(jìn)行擠壓。這是蠕動(dòng)泵的原理決定的,在設(shè)計(jì)中無(wú)法避免的問(wèn)題。隔膜泵不依靠滾輪和擠壓管路來(lái)輸送流體,從而避免了管道老化。由于隔膜泵對(duì)管路的依賴性不強(qiáng),因此具有一定的優(yōu)勢(shì)。
蠕動(dòng)泵的前期成本通常較低。然而,隨著時(shí)間的推移,使用成本會(huì)迅速上升。它們的管路需要經(jīng)常更換,從而增加成本。雖然更換管路的步驟相對(duì)簡(jiǎn)單,但需要經(jīng)常進(jìn)行,因而增加了使用成本。輥?zhàn)雍推渌麅?nèi)部零件的維護(hù)也往往更加復(fù)雜和昂貴。一般來(lái)說(shuō),隔膜泵的終生成本要低于蠕動(dòng)泵。
可靠性
蠕動(dòng)泵是依靠管路來(lái)輸送介質(zhì)。隨著時(shí)間的推移,蠕動(dòng)泵輥?zhàn)拥牟粩噙\(yùn)動(dòng)和擠壓會(huì)使這些管路老化,逐漸失去彈性磨損加劇。這會(huì)不可避免地導(dǎo)致流速降低以及其他問(wèn)題。因此,需要定期更換管路,這樣就增加了成本。理想的情況,磨損的管路只是降低了效率。而最壞情況,管路可能會(huì)裂開(kāi)或破裂,導(dǎo)致介質(zhì)泄漏、停機(jī)和泵的損壞。如果泵送的液體具有危險(xiǎn)性或腐蝕性,更會(huì)造成災(zāi)難性的后果。隔膜泵的一些部件也會(huì)老化,但不會(huì)那么快或那么嚴(yán)重。
蠕動(dòng)泵管需要經(jīng)常更換,通常每年需要更換幾次。更換成本可能很高,而且根據(jù)不同的應(yīng)用,可能需要使用特殊材料制成的管路,從而會(huì)進(jìn)一步增加成本。
清潔和消毒
隔膜泵的清潔方式多種多樣,具體取決于應(yīng)用和泵送的液體。在大多數(shù)應(yīng)用中,只需用泵傳輸一下清潔液即可。但有些應(yīng)用要求拆卸泵頭。一旦拆卸了泵,就很難將其清理干凈。
在使用蠕動(dòng)泵時(shí),可以拆卸、丟棄和更換管路,從而節(jié)省時(shí)間并簡(jiǎn)化清洗過(guò)程。只要定期更換管路,且管路未發(fā)生泄漏或破裂,就無(wú)需對(duì)泵的其他部分進(jìn)行清洗,來(lái)保證介質(zhì)的純凈。除了清洗過(guò)程更簡(jiǎn)單外,蠕動(dòng)泵也更易于消毒。對(duì)于一些需要經(jīng)常消毒的實(shí)驗(yàn)室和其他應(yīng)用,這點(diǎn)非常重要。由于介質(zhì)只與管路接觸,因此只需對(duì)管路進(jìn)行消毒。
蠕動(dòng)泵(如圖所示)使用輥輪擠壓管路中的液體,使其流動(dòng)起來(lái)。
流量和脈動(dòng)
蠕動(dòng)泵和隔膜泵都能達(dá)到可觀的流量。不過(guò),隔膜泵在提供更平穩(wěn)的流量和低脈動(dòng)方面更具優(yōu)勢(shì)。由于蠕動(dòng)泵需要擠壓管路,因此很難達(dá)到某些應(yīng)用所需的穩(wěn)定流量。如果購(gòu)買了配備更多滾輪的更昂貴的蠕動(dòng)泵,就能在一定程度上緩解這一問(wèn)題。然而,額外的滾輪會(huì)加速性能下降,更快地?cái)D壓和磨損管路,從而影響流量。使用不同的管路材料可能有助于一定程度的抑制脈動(dòng),但同樣可能會(huì)增加成本并影響流量。
隔膜泵的沖程會(huì)隨著時(shí)間的推移更加穩(wěn)定,流量也更加均勻。為了實(shí)現(xiàn)更平滑的低脈沖流動(dòng),一些隔膜泵制造商提供了多隔膜配置,這些隔膜按一定的相位差交錯(cuò)運(yùn)動(dòng),因此基本消除了單個(gè)脈沖波。較新的隔膜泵產(chǎn)品還集成了阻尼器和諧振腔,可進(jìn)一步減少脈動(dòng)。這些選項(xiàng)使隔膜泵更適合需要平穩(wěn)流量的應(yīng)用。
蠕動(dòng)泵在流動(dòng)方面還有其他優(yōu)勢(shì),特別是對(duì)于需要雙向流動(dòng)的應(yīng)用。它們能夠快速改變流向,而無(wú)需進(jìn)行大的改動(dòng),因此非常適合需要改變流向的應(yīng)用場(chǎng)合。只需改變壓輥的旋轉(zhuǎn)方向,即可實(shí)現(xiàn)雙向流動(dòng)。蠕動(dòng)泵還適用于需要單泵提供多種不同流量或多通道流動(dòng)的應(yīng)用。不過(guò),這些功能可能需要額外的圓輥,甚至需要更大圓輥容量的泵來(lái)實(shí)現(xiàn)。
究竟哪種泵技術(shù)更能滿足流量需求,這取決于具體應(yīng)用。對(duì)于需要多向流動(dòng)的應(yīng)用,蠕動(dòng)泵是更好的選擇。隔膜泵適用于需要穩(wěn)定、平穩(wěn)流量和低脈動(dòng)的應(yīng)用。
用于顆粒和剪切敏感介質(zhì)
許多應(yīng)用都需要傳輸含顆粒的液體。隔膜泵在處理一定大小的顆粒方面表現(xiàn)出色。它們?cè)趪娔蛴?yīng)用中很常見(jiàn),可以順利處理大多數(shù)油墨。不過(guò),它們可能難以處理較長(zhǎng)的顆粒、纖維和糊狀介質(zhì)。隔膜泵的運(yùn)行有賴于單向閥,而單向閥可能會(huì)被這些微粒堵塞。蠕動(dòng)泵沒(méi)有這些閥門,因此不存在這個(gè)問(wèn)題。輥輪的擠壓作用也更容易推動(dòng)微粒前進(jìn)。
隔膜泵擅長(zhǎng)處理大多數(shù)類型的剪切敏感介質(zhì)。不過(guò),對(duì)于血液或細(xì)胞等對(duì)剪切力極為敏感的介質(zhì)來(lái)說(shuō),蠕動(dòng)泵是更好的選擇。由于蠕動(dòng)泵的泵送動(dòng)作對(duì)液體的影響相對(duì)較小,因此對(duì)被泵送的懸浮液造成損壞或攪動(dòng)的幾率較低。
用于危險(xiǎn)或特殊溫度液體
腐蝕性液體會(huì)迅速損壞蠕動(dòng)泵的軟管,從而導(dǎo)致泄漏風(fēng)險(xiǎn)增加。使用耐化學(xué)腐蝕的管路材料可以降低這種風(fēng)險(xiǎn),但這會(huì)導(dǎo)致成本增加,并可能影響性能。出于安全考慮,本已十分頻繁的維護(hù)工作變得更加繁重,因?yàn)檫@些液體的泄漏可能會(huì)造成災(zāi)難性后果。
隔膜泵通常采用耐化學(xué)腐蝕的材料。與蠕動(dòng)泵一樣,這些材料也會(huì)增加成本。但不同于蠕動(dòng)泵安全處理危險(xiǎn)液體所需的頻次,隔膜泵不需要經(jīng)常進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)。隔膜泵還能更好地處理特殊溫度下的液體。大多數(shù)用于蠕動(dòng)泵的管路都不適合傳輸過(guò)熱或過(guò)冷的介質(zhì)。極熱的液體會(huì)使管路過(guò)軟,從而影響流量并增加管路爆裂的可能性。同樣,極冷的液體也會(huì)使管路過(guò)于僵硬,從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)良好的流動(dòng)。雖然隔膜泵在這些過(guò)程中可能需要特殊材料,但它們更適合輸送冷熱介質(zhì)。
總結(jié):泵的選擇
蠕動(dòng)泵的適用范圍稍有局限性,但依然是各種應(yīng)用的理想選擇。它們適用于泵送極度粘稠或渾濁的液體,以及對(duì)剪切力極為敏感的介質(zhì)。隔膜泵易于清潔,足以滿足大多數(shù)應(yīng)用的要求。不過(guò),蠕動(dòng)泵可以快速清洗和消毒,因?yàn)槠涔苈房梢栽谑褂煤蟛鹣虏G棄。因此,在需要頻繁清潔的應(yīng)用中,它們是更好的選擇。
雖然隔膜泵的普適性更好,但情況并非總是如此。選擇哪種類型的泵取決于應(yīng)用的具體要求。隔膜泵在整個(gè)使用壽命期間的維護(hù)成本較低,總體運(yùn)行成本較低,使用壽命更長(zhǎng)。它們易于維護(hù)和修理,并提供多種選擇,可實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定、更順暢的流動(dòng)以及低脈動(dòng)。對(duì)于處理刺激性、腐蝕性和特殊溫度液體的應(yīng)用,它們也是更好的選擇。
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