蠕動(dòng)泵軟管選擇的要素
蠕動(dòng)泵軟管是蠕動(dòng)泵的重要部件之一，而zui終用戶卻經(jīng)常錯(cuò)選管材，致使其不適于所需應(yīng)用場(chǎng)合。有些用戶甚至用普通管道來(lái)代替蠕動(dòng)泵軟管，以致造成災(zāi)難性后果。隨著市場(chǎng)上蠕動(dòng)泵軟管種類的日益增多，也使泵管挑選難度增大。
蠕動(dòng)泵因其無(wú)污染泵送特性及所需較少維護(hù)而日趨普及。然而，當(dāng)設(shè)計(jì)或購(gòu)買蠕動(dòng)泵系統(tǒng)時(shí)，不少工程師卻常會(huì)忽略一個(gè)重要的部件----蠕動(dòng)泵泵管。
一、化學(xué)相容性
管材須與需泵送流體具有化學(xué)相容性，才能具有良好的泵送性能及安全性能。隨著市場(chǎng)上管材的日益增多----有些蠕動(dòng)泵機(jī)型的可用管材多達(dá)15種----所以用戶總能找到一種合適的管材與特定流體具有化學(xué)相容性。
許多泵管供應(yīng)商會(huì)提供化學(xué)相容性表。但工程師們須注意，應(yīng)使用專為泵管制定的化學(xué)相容性表，而不是為普通管道制定的化學(xué)相容性表。因?yàn)槠胀ü艿琅c化學(xué)物質(zhì)只有一般性接觸，而蠕動(dòng)泵泵管是在壓力條件下與化學(xué)流體接觸，所以，普通管道的化學(xué)相容性級(jí)別與蠕動(dòng)泵泵管的化學(xué)相容性級(jí)別不能等同。因此，應(yīng)只參考泵管，而不是一般管道與相關(guān)物質(zhì)的化學(xué)相容性級(jí)別，否則會(huì)使泵管失效或破損裂滲漏，以致造成泵的損壞或危險(xiǎn)性事故。
zui終用戶在參閱化學(xué)相容性表時(shí)應(yīng)將溶液的每一種成分，而不僅是主要成分拿來(lái)與欲使用的管材進(jìn)行相容性核查。某些酸液或溶劑在與泵管接觸數(shù)小時(shí)或數(shù)日后，哪怕只是微量，也會(huì)對(duì)泵管造成足夠的破壞。zui終用戶應(yīng)核查溶液中的每一種化學(xué)物質(zhì)，以確保其都能與所選擇的泵管相容。
另請(qǐng)牢記：泵管的抗化學(xué)能力隨著溫度增高而降低。有些化學(xué)物質(zhì)雖然在室溫下對(duì)泵管不構(gòu)成影響，但當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)，就會(huì)對(duì)泵管造成損害。在化學(xué)相容性表中一定要注明特定的環(huán)境條件限定，特別是溫度限定，才可用來(lái)確定化學(xué)相容性。
如果某一化學(xué)物質(zhì)未被列入化學(xué)相容性表中，或如果某工廠的運(yùn)行環(huán)境條件與表中規(guī)定的條件差別太大，可采用浸泡試驗(yàn)來(lái)獲得更可靠的信息。在確定化學(xué)兼容性時(shí)，若沒(méi)有其它信息可參考，則可采用此法。
浸泡試驗(yàn)步驟如下：取一小段泵管，對(duì)其稱重量、測(cè)直徑和長(zhǎng)度。然后將泵管放入一個(gè)裝有相關(guān)化學(xué)物質(zhì)的封閉容器中浸泡48小時(shí)。將此管取出洗凈晾干，稱重量和測(cè)尺寸，記錄下前后兩次測(cè)量的變化量。還應(yīng)檢查泵管是否出現(xiàn)軟化或脆化跡象，這類?ài)E象表明化學(xué)物質(zhì)已對(duì)泵管構(gòu)成侵害。預(yù)選出一種或數(shù)種管材后，即可進(jìn)行泵送試驗(yàn)。應(yīng)將每種候選泵管試樣放入工廠實(shí)際環(huán)境條件下進(jìn)行試運(yùn)行，并密切觀察測(cè)試結(jié)果。如果泵管在試運(yùn)行后未出現(xiàn)退色、腫脹、裂紋、喪失流動(dòng)性、或其它惡化跡象，則證明其與該流體相容。
請(qǐng)記住，為挑選合適的管材，不論是查閱相容性表，還是做物理試驗(yàn)，還是兩種方式并用，zui終責(zé)任都應(yīng)由zui終用戶自行承擔(dān)。細(xì)致的分析和測(cè)試才能確保正確的測(cè)試結(jié)果，從而避免泵的損壞及確保人身、財(cái)產(chǎn)安全。
不同管材與溶液之間，化學(xué)相容性相差很大。但也有一些材質(zhì)對(duì)大多數(shù)化學(xué)物質(zhì)都有*的抵抗能力。例如，Viton氟橡膠泵管可抵抗多種無(wú)機(jī)化學(xué)物質(zhì)，甚至一些有機(jī)化學(xué)物質(zhì)。又如，聚四氟乙烯(PTFE)泵管幾乎可與所有化學(xué)物質(zhì)相容。但聚四氟乙烯泵管是一種剛性管道，需采用一種泵頭。在需泵送多種腐蝕性化學(xué)物質(zhì)的場(chǎng)合中，能抗多種化學(xué)物質(zhì)的管材應(yīng)該是選擇。
二、壓力
高壓泵管的出現(xiàn)使得蠕動(dòng)泵的應(yīng)用范圍擴(kuò)展至的應(yīng)用領(lǐng)域，包括過(guò)濾。
一個(gè)流體輸送系統(tǒng)的壓力源可以有所不同。當(dāng)推動(dòng)流體穿過(guò)一個(gè)過(guò)濾器、或推動(dòng)流體通過(guò)一個(gè)流量?jī)x或閥門、或泵送流體進(jìn)入一個(gè)加壓反應(yīng)容器時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生背壓。用戶在選擇管材前，應(yīng)首先確信已經(jīng)弄清了系統(tǒng)中所有的壓力源，并已獲得系統(tǒng)總壓力的實(shí)測(cè)值。用戶在為蠕動(dòng)泵挑選泵管時(shí)，應(yīng)確保系統(tǒng)中的壓力不要超過(guò)泵管的推薦工作壓力。如果壓力過(guò)高，泵管就會(huì)鼓脹，與泵頭配合不良，從而導(dǎo)致過(guò)快磨損和失效。系統(tǒng)壓力大大超過(guò)泵管的承受能力時(shí)，甚至?xí)贡霉鼙眩瑖姵隽黧w，危及安全。選定一種管材后，使用時(shí)應(yīng)確保將壓力維持在制造廠家推薦的壓力范圍之內(nèi)。如果該系統(tǒng)超過(guò)zui大工作壓力，可安裝一種簡(jiǎn)單的壓力緩釋閥或壓力開關(guān)，以防過(guò)量壓力的蓄積。壓力緩釋閥的作用是：當(dāng)系統(tǒng)壓力超過(guò)設(shè)定值時(shí)，便向大氣中排氣，使系統(tǒng)壓力降到安全水平。也可使用一種復(fù)雜一些的壓力開關(guān)，當(dāng)壓力值超過(guò)設(shè)定值時(shí)，其會(huì)通過(guò)一個(gè)繼電器來(lái)關(guān)閉設(shè)備或鳴響報(bào)警裝置。當(dāng)系統(tǒng)壓力超過(guò)安全線時(shí)，上述兩種方式均有利于安全。
三、溫度
泵管的工作溫度范圍是另一個(gè)需考慮的重要因素。有些管材如硅橡膠具有較寬溫度承受范圍，對(duì)高溫、低溫過(guò)程均適宜;而有些管材如Tygon¯及C-Flex¯則只適于某一較小的溫度范圍。zui終用戶在選擇管材前，應(yīng)先弄清系統(tǒng)中的zui高溫度和zui低溫度，然后確保所選泵管安全工作于此溫度區(qū)間。在需逐漸提高溫度的應(yīng)用場(chǎng)合，zui終用戶應(yīng)考慮溫度對(duì)泵管抗化學(xué)能力及承壓能力的影響。溫度增高時(shí)，泵管的承壓能力會(huì)降低。
四、尺寸
隨著泵頭中每一個(gè)輥?zhàn)訅哼^(guò)泵管，蠕動(dòng)泵便會(huì)泵送一定量的流體，因此泵管的尺寸直接關(guān)系到泵送流量，也就是說(shuō)，對(duì)流體輸送系統(tǒng)的運(yùn)行影響很大。泵管是設(shè)計(jì)蠕動(dòng)泵時(shí)需重點(diǎn)考慮的部分。需計(jì)算出泵管的尺寸或尺寸范圍。這里的尺寸主要指泵管內(nèi)徑和璧厚。內(nèi)徑?jīng)Q定轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一圈所泵送流體的量，而璧厚則決定每次碾壓后，泵管恢復(fù)原始形狀的能力，這一能力在很大程度上影響著泵管的使用壽命。泵管尺寸相對(duì)于泵頭尺寸太小，泵頭就不能卡牢泵管，泵管就會(huì)被拉出泵頭;而且泵管尺寸太小，泵頭中的輥?zhàn)泳蛪翰蛔”霉埽蜁?huì)造成泵送流量不足以或*失效。而如果泵管尺寸太大，多余的管材就會(huì)在輥?zhàn)优c泵殼之間或輥?zhàn)优c咬合床之間產(chǎn)生褶皺，導(dǎo)致過(guò)快磨損和過(guò)早失效。zui終用戶在選擇泵管尺寸時(shí)，應(yīng)遵從制造廠家的建議，以確保系統(tǒng)功能發(fā)揮良好。在要求較高性的一些應(yīng)用場(chǎng)合(如化學(xué)劑量泵)，泵管尺寸的作用就更加突出。尺寸稍有偏差就會(huì)導(dǎo)致流量或分配量偏差太大而不合格。雖然有些制造廠家提供的泵管尺寸與推薦尺寸很“接近”，“看上去一樣”，但往往還是有差距的。所以為了使泵系統(tǒng)達(dá)到性能和工作精度，用戶應(yīng)采用與廠家推薦尺寸*一致的泵管尺寸。
五、公差
公差即泵管尺寸的允許誤差。公差越小，泵管的性能偏差就越小，一致性和重復(fù)性就越好。公差越大，泵管的性能便越不穩(wěn)定。有些泵管的制造公差極小，其尺寸偏差在擠塑成形時(shí)就受到嚴(yán)格的控制。制造公差較小的泵管雖稍微貴一些，但比起泵送性能的提高幅度，這點(diǎn)花費(fèi)還是值得的。
六、泵管的平均壽命
蠕動(dòng)泵所面臨的條件較為惡劣，所以內(nèi)在品質(zhì)較優(yōu)的管材，尤其是回彈性能較好的管材才會(huì)有較長(zhǎng)的使用壽命。長(zhǎng)遠(yuǎn)看，管材使用壽命越長(zhǎng)，運(yùn)行成本越低。泵管更換次數(shù)越少，維護(hù)成本和停機(jī)時(shí)間越少。泵管出現(xiàn)滲漏和爆裂的可能性也越少。總之，泵管使用壽命越長(zhǎng)，泵送總成本就越低。泵管制造廠家應(yīng)提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)證明其所宣稱的泵管壽命。有些廠家在其手冊(cè)(如《Cole-Parmer儀器公司Masterflex泵資料大全》中發(fā)布了有關(guān)信息。無(wú)論如何，工程師在設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)對(duì)有關(guān)管材的平均壽命有所了解，這樣才能幫助zui終用戶制定預(yù)防性維護(hù)計(jì)劃，以便在泵管失效以前就能將其更換。有豐富技術(shù)知識(shí)的泵管供應(yīng)商可針對(duì)特定應(yīng)用場(chǎng)合為用戶提供有用的信息，以便選出合適的泵管材料。
七、透明度
是否應(yīng)采用透明管道，首先要看操作員是否需要隨時(shí)觀察管內(nèi)流體的狀況，還要看流體是否對(duì)光敏感。如果操作員需要隨時(shí)觀察管內(nèi)流體、氣泡、微粒、污染等情況，則應(yīng)選用Tygon聚乙烯或硅橡膠等透明管材;而如果溶液不宜曝光，則應(yīng)選用不透明管材
八、透氣度
對(duì)于一些對(duì)氣體敏感的流體，如易受氧化的流體，或厭氧細(xì)胞培養(yǎng)液，用戶應(yīng)考慮管道的透氣度因素。總的來(lái)說(shuō)，硅膠管的透氣度zui高。所以對(duì)于不宜于接觸氣體的流體，應(yīng)選用透氣度較低的管材。
九、法規(guī)許可
對(duì)于制藥行業(yè)，法規(guī)認(rèn)證至關(guān)重要。在該行業(yè)，每一件與zui終產(chǎn)品有接觸的物品都必須符合專門的標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)則。為此，許多泵管材料是嚴(yán)格按照法規(guī)要求研制出來(lái)的。這些法規(guī)包括美國(guó)藥典(USP)、歐洲藥典(EP)、美國(guó)食品及藥物管理局(FDA)、美國(guó)農(nóng)業(yè)部(USDA)、及美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生基金會(huì)(NSF)。當(dāng)然，僅宣稱某某材料符合某某法規(guī)還是不夠的。泵管制造廠家應(yīng)根據(jù)用戶要求向用戶提供證明該管道符合該法規(guī)的證書。這樣用戶就能提供必要的證書，證明泵系統(tǒng)符合必要的法規(guī)許可。
十、成本
成本幾乎是制定每一個(gè)項(xiàng)目方案時(shí)都需要考慮的因素。正如選擇其它部件時(shí)一樣，用戶應(yīng)對(duì)備選泵管的整個(gè)使用成本進(jìn)行評(píng)估。例如，某種泵管每英尺價(jià)格為2美元，每500小時(shí)需更換一次;而另一種泵管每英尺價(jià)格為1美元，每100小時(shí)需更換一次;則前者的性價(jià)比比后者更高。低質(zhì)泵管突然破裂會(huì)導(dǎo)致貴重流體流失或?qū)е卤玫膿p壞，造成高成本的停機(jī)時(shí)間及大量維修、甚至更換整個(gè)泵。所以，*的泵管不一定是的選擇。要在品種繁多的泵管市場(chǎng)上挑選出一款理想的泵管咋看起來(lái)不大可能。然而，只要仔細(xì)研究系統(tǒng)要求、參比有關(guān)的技術(shù)指標(biāo)、與具有應(yīng)用知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的泵管制造商或供應(yīng)商保持密切溝通，就能選定zui適于相關(guān)泵系統(tǒng)的泵管。
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