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泵管是蠕動(dòng)泵的重要部件之一,而用戶卻經(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代替蠕動(dòng)泵管,以致造成災(zāi)難性后果。隨著市場(chǎng)上泵管種類的日益增多,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)泵的泵管。
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。
*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。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(cè)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(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(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,*終責(zé)任都應(yīng)由*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。
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(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,與泵頭配合不佳,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?,噴出流體,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。
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。*終用戶在選擇管材前,應(yīng)先弄清系統(tǒng)中的*高溫度和*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,*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。
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)上等蠕動(dòng)泵時(shí)需重點(diǎn)考慮的部分。需計(jì)算出泵管的*佳尺寸或*佳尺寸范圍。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?,就?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。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*佳性能和工作精度,用戶應(yīng)采用與廠家推薦尺寸*一致的泵管尺寸。
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。
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??傊?,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*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。
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
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??偟膩碚f,硅膠管的透氣度*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。
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*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。
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,*便宜的泵管不一定是*經(jīng)濟(jì)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*適于相關(guān)泵系統(tǒng)的泵管。
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