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    影響蠕動泵泵管性能的因素

    添加日期:2015年10月29日 關鍵字:蠕動泵 點擊次數:503 次

    導讀:一、化學相容性

    一、化學相容性
        管材須與需泵送流體具有化學相容性,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----有些蠕動泵機型的可用管材多達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相容性。
     
        許多泵管供應商會提供化學相容性表。但工程師們須注意,應使用專為泵管制定的化學相容性表,而不是為普通管道制定的化學相容性表。因為普通管道與化學物質只有一般性接觸,而蠕動泵泵管是在壓力條件下與化學流體接觸,所以,普通管道的化學相容性級別與蠕動泵泵管的化學相容性級別不能等同。因此,應只參考泵管,而不是一般管道與相關物質的化學相容性級別,否則會使泵管失效或破損裂滲漏,以致造成泵的損壞或危險性事故。 
    最終用戶在參閱化學相容性表時應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行相容性核查。某些酸液或溶劑在與泵管接觸數小時或數日后,哪怕只是微量,也會對泵管造成足夠的破壞。最終用戶應核查溶液中的每一種化學物質,以確保其都能與所選擇的泵管相容。 
        另請牢記:泵管的抗化學能力隨著溫度增高而降低。有些化學物質雖然在室溫下對泵管不構成影響,但當溫度升高到一定程度時,就會對泵管造成損害。在化學相容性表中一定要注明特定的環境條件限定,特別是溫度限定,才可用來確定化學相容性。 
        如果某一化學物質未被列入化學相容性表中,或如果某工廠的運行環境條件與表中規定的條件差別太大,可采用浸泡試驗來獲得更可靠的信息。在確定化學兼容性時,若沒有其它信息可參考,則可采用此法。 
    浸泡試驗步驟如下:取一小段泵管,對其稱重量、測直徑和長度。然后將泵管放入一個裝有相關化學物質的封閉容器中浸泡48小時。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。還應檢查泵管是否出現軟化或脆化跡象,這類跡象表明化學物質已對泵管構成侵害。預選出一種或數種管材后,即可進行泵送試驗。應將每種候選泵管試樣放入工廠實際環境條件下進行試運行,并密切觀察測試結果。如果泵管在試運行后未出現退色、腫脹、裂紋、喪失流動性、或其它惡化跡象,則證明其與該流體相容。 
        請記住,為挑選合適的管材,不論是查閱相容性表,還是做物理試驗,還是兩種方式并用,最終責任都應由最終用戶自行承擔。細致的分析和測試才能確保正確的測試結果,從而避免泵的損壞及確保人身、財產安全。 
    不同管材與溶液之間,化學相容性相差很大。但也有一些材質對大多數化學物質都有超強的抵抗能力。例如,Viton氟橡膠泵管可抵抗多種無機化學物質,甚至一些有機化學物質。又如,聚四氟乙烯(PTFE)泵管幾乎可與所有化學物質相容。但聚四氟乙烯泵管是一種剛性管道,需采用一種專用泵頭。在需泵送多種腐蝕性化學物質的場合中,能抗多種化學物質的管材應該是最佳選擇。
     
    二、壓力 
        高壓泵管的出現使得蠕動泵的應用范圍擴展至前所未有的應用領域,包括過濾。 
        一個流體輸送系統的壓力源可以有所不同。當推動流體穿過一個過濾器、或推動流體通過一個流量儀或閥門、或泵送流體進入一個加壓反應容器時,就會產生背壓。用戶在選擇管材前,應首先確信已經弄清了系統中所有的壓力源,并已獲得系統總壓力的實測值。用戶在為蠕動泵挑選泵管時,應確保系統中的壓力不要超過泵管的推薦工作壓力。如果壓力過高,泵管就會鼓脹,與泵頭配合不良,從而導致過快磨損和失效。系統壓力大大超過泵管的承受能力時,甚至會使泵管爆裂,噴出流體,危及安全。選定一種管材后,使用時應確保將壓力維持在制造廠家推薦的壓力范圍之內。如果該系統超過最大工作壓力,可安裝一種簡單的壓力緩釋閥或壓力開關,以防過量壓力的蓄積。壓力緩釋閥的作用是:當系統壓力超過設定值時,便向大氣中排氣,使系統壓力降到安全水平。也可使用一種復雜一些的壓力開關,當壓力值超過設定值時,其會通過一個繼電器來關閉設備或鳴響報警裝置。當系統壓力超過安全線時,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,對高溫、低溫過程均適宜;而有些管材如Tygonˉ 及 C-Flexˉ則只適于某一較小的溫度范圍。最終用戶在選擇管材前,應先弄清系統中的最高溫度和最低溫度,然后確保所選泵管安全工作于此溫度區間。 在需逐漸提高溫度的應用場合,最終用戶應考慮溫度對泵管抗化學能力及承壓能力的影響。溫度增高時,泵管的承壓能力會降低。
     
    四、尺寸 
        隨著泵頭中每一個輥子壓過泵管,蠕動泵便會泵送一定量的流體,因此泵管的尺寸直接關系到泵送流量,也就是說,對流體輸送系統的運行影響很大。泵管是設計優質蠕動泵時需重點考慮的部分。需計算出泵管的最佳尺寸或最佳尺寸范圍。這里的尺寸主要指泵管內徑和璧厚。內徑決定轉子每轉一圈所泵送流體的量,而璧厚則決定每次碾壓后,泵管恢復原始形狀的能力,這一能力在很大程度上影響著泵管的使用壽命。泵管尺寸相對于泵頭尺寸太小,泵頭就不能卡牢泵管,泵管就會被拉出泵頭;而且泵管尺寸太小,泵頭中的輥子就壓不住泵管,就會造成泵送流量不足以或完全失效。而如果泵管尺寸太大,多余的管材就會在輥子與泵殼之間或輥子與咬合床之間產生褶皺,導致過快磨損和過早失效。最終用戶在選擇泵管尺寸時,應遵從制造廠家的建議,以確保系統功能發揮良好。在要求較高精確性的一些應用場合(如化學劑量泵),泵管尺寸的作用就更加突出。尺寸稍有偏差就會導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。所以為了使泵系統達到最佳性能和工作精度,用戶應采用與廠家推薦尺寸完全一致的泵管尺寸。
     
    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,一致性和重復性就越好。公差越大,泵管的性能便越不穩定。有些泵管的制造公差極小,其尺寸偏差在擠塑成形時就受到嚴格的控制。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,這點花費還是值得的。
     
    六、泵管的平均壽命 
        蠕動泵所面臨的條件較為惡劣,所以內在品質較優的管材,尤其是回彈性能較好的管材才會有較長的使用壽命。長遠看,管材使用壽命越長,運行成本越低。泵管更換次數越少,維護成本和停機時間越少。泵管出現滲漏和爆裂的可能性也越少??傊?,泵管使用壽命越長,泵送總成本就越低。 泵管制造廠家應提供試驗數據來證明其所宣稱的泵管壽命。有些廠家在其手冊(如《Cole-Parmer儀器公司Masterflex泵資料大全》中發布了有關信息。無論如何,工程師在設計一個系統時,應對有關管材的平均壽命有所了解,這樣才能幫助最終用戶制定預防性維護計劃,以便在泵管失效以前就能將其更換。有豐富技術知識的泵管供應商可針對特定應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 
        是否應采用透明管道,首先要看操作員是否需要隨時觀察管內流體的狀況,還要看流體是否對光敏感。如果操作員需要隨時觀察管內流體、氣泡、微粒、污染等情況,則應選用Tygon聚乙烯或硅橡膠等透明管材;而如果溶液不宜曝光,則應選用不透明管材
     
    八、透氣度 
        對于一些對氣體敏感的流體,如易受氧化的流體,或厭氧細胞培養液,用戶應考慮管道的透氣度因素??偟膩碚f,硅膠管的透氣度最高。所以對于不宜于接觸氣體的流體,應選用透氣度較低的管材。
     
    九、法規許可 
        對于制藥行業,法規認證至關重要。在該行業,每一件與最終產品有接觸的物品都必須符合專門的標準和準則。為此,許多泵管材料是嚴格按照法規要求研制出來的。這些法規包括美國藥典(USP)、歐洲藥典(EP)、美國食品及藥物管理局(FDA)、美國農業部(USDA)、及美國國家衛生基金會(NSF)。當然,僅宣稱某某材料符合某某法規還是不夠的。泵管制造廠家應根據用戶要求向用戶提供證明該管道符合該法規的證書。這樣用戶就能提供必要的證書,證明泵系統符合必要的法規許可。
     
    十、成本 
        成本幾乎是制定每一個項目方案時都需要考慮的因素。正如選擇其它部件時一樣,用戶應對備選泵管的整個使用成本進行評估。例如,某種泵管每英尺價格為2美元,每500小時需更換一次;而另一種泵管每英尺價格為1美元,每100小時需更換一次;則前者的性價比比后者更高。低質泵管突然破裂會導致貴重流體流失或導致泵的損壞,造成高成本的停機時間及大量維修、甚至更換整個泵。所以,最便宜的泵管不一定是最經濟的選擇。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,只要仔細研究系統要求、參比有關的技術指標、與具有應用知識和經驗的泵管制造商或供應商保持密切溝通,就能選定最適于相關泵系統的泵管。 
     
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