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)用場合。有些用戶甚至用普通管道來代替蠕動(dòng)泵軟管，以致造成災(zāi)難性后果。隨著市場上蠕動(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)來獲得更可靠的信息。在確定化學(xué)兼容性時(shí)，若沒有其它信息可參考，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、測直徑和長度。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，稱重量和測尺寸，記錄下前后兩次測量的變化量。還應(yīng)檢查泵管是否出現(xiàn)軟化或脆化跡象，這類跡象表明化學(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)致的分析和測試才能確保正確的測試結(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)流體穿過一個(gè)過濾器、或推動(dòng)流體通過一個(gè)流量儀或閥門、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)中的壓力不要超過泵管的推薦工作壓力。如果壓力過高，泵管就會(huì)鼓脹，與泵頭配合不良，從而導(dǎo)致過快磨損和失效。系統(tǒng)壓力大大超過泵管的承受能力時(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zui大工作壓力，可安裝一種簡單的壓力緩釋閥或壓力開關(guān)，以防過量壓力的蓄積。壓力緩釋閥的作用是：當(dāng)系統(tǒng)壓力超過設(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)壓力值超過設(shè)定值時(shí)，其會(huì)通過一個(gè)繼電器來關(guān)閉設(shè)備或鳴響報(bào)警裝置。當(dāng)系統(tǒng)壓力超過安全線時(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^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，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)致過快磨損和過早失效。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)有較長的使用壽命。長遠(yuǎn)看，管材使用壽命越長，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，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。總的來說，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)要求研制出來的。這些法規(guī)包括美國藥典(USP)、歐洲藥典(EP)、美國食品及藥物管理局(FDA)、美國農(nóng)業(yè)部(USDA)、及美國國家衛(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上挑選出一款理想的泵管咋看起來不大可能。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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