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如何降低蠕動(dòng)泵的脈動(dòng)

脈動(dòng)現(xiàn)象是傳統(tǒng)蠕動(dòng)泵的一種固有現(xiàn)象,就傳統(tǒng)的蠕動(dòng)泵結(jié)構(gòu)而言,是不可能消除的。這里提到的傳統(tǒng)的蠕動(dòng)泵,相對(duì)應(yīng)的概念指的是準(zhǔn)擇公司將要重磅推出的無脈動(dòng)系列蠕動(dòng)泵,這種泵型能在根本上消除蠕動(dòng)泵脈動(dòng)現(xiàn)象,本文主要針對(duì)現(xiàn)有的蠕動(dòng)泵結(jié)構(gòu)來分析脈動(dòng)產(chǎn)生的原因以及一些常用的解決辦法。

所謂脈動(dòng)現(xiàn)象就是蠕動(dòng)泵傳輸液體時(shí)候是一股一股運(yùn)動(dòng)的。可以用兩個(gè)參數(shù)來描述脈動(dòng)現(xiàn)象,第一,脈動(dòng)的頻率;第二,脈動(dòng)的幅度。

脈動(dòng)的頻率很好理解,就是單位時(shí)間內(nèi)脈動(dòng)的次數(shù),單位時(shí)間可以是1秒鐘也以是1分鐘。有些場合,比如合掌機(jī)點(diǎn)膠時(shí)候需要很均勻的涂抹在包裝袋上。蠕動(dòng)泵在較長時(shí)間,比如一分鐘內(nèi)傳輸?shù)目偭渴且恢碌?,也就是上一分鐘和下一分鐘傳輸?shù)牧渴窍嗟鹊?,但是如果把時(shí)間縮短到幾秒鐘或者更短時(shí)間,蠕動(dòng)泵的傳輸量就會(huì)有差異了,這是因?yàn)槿鋭?dòng)泵傳輸液體的瞬時(shí)速度是周期性變化的。為了達(dá)到更加均勻的涂抹工藝,一般是先用蠕動(dòng)泵將膠水傳輸?shù)矫藁ɑ蛘吆>d上,包裝袋通過接觸棉花或者海綿來均勻的帶走膠水。如果想要涂抹的更加均勻,那么棉花或者海綿的膠水飽和度就要保證相對(duì)的穩(wěn)定。如果蠕動(dòng)泵的脈動(dòng)頻率較低的話,那么兩股之間的間隔時(shí)間就會(huì)有些長,因?yàn)楹险茩C(jī)是一直高速運(yùn)行的,這個(gè)間隔時(shí)間內(nèi)就會(huì)帶走大量的膠水,使棉花或者海綿的膠水飽和度大幅度下降,導(dǎo)致涂抹不均勻。所以為了涂抹均勻,必須快速的為棉花或者海綿補(bǔ)充膠水,使飽和度維持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的水平,這個(gè)時(shí)候就需要提高蠕動(dòng)泵脈動(dòng)的頻率來解決這個(gè)問題。提高脈動(dòng)頻率有兩個(gè)方法,第一是提高蠕動(dòng)泵的轉(zhuǎn)速,在泵頭結(jié)構(gòu)一定的情況下,提高轉(zhuǎn)速是最直接的增大脈動(dòng)頻率的方法。但是如果對(duì)流速有嚴(yán)格要求的話,單純提高轉(zhuǎn)速是不可以的,因?yàn)檗D(zhuǎn)速提高流速就會(huì)相應(yīng)增加,因此應(yīng)該更換更細(xì)的軟管,然后提高轉(zhuǎn)速,這樣就能即保證流速要求,又提高了頻率。第二是增加泵頭滾輪的數(shù)量,那么同樣轉(zhuǎn)速下,脈動(dòng)的頻率會(huì)顯著增加,但是滾輪數(shù)量多了以后,同樣圓弧與滾輪結(jié)構(gòu)下,泵頭的流速會(huì)降低,因此要增加泵的轉(zhuǎn)速來達(dá)到相同的流速,這樣蠕動(dòng)泵脈動(dòng)的頻率還會(huì)增加。

脈動(dòng)的幅度是脈動(dòng)現(xiàn)象的另一個(gè)重要參數(shù)。不同的泵頭以及軟管,脈動(dòng)的幅度是不相同的,脈動(dòng)的幅度是軟管的尺寸和滾輪的直徑兩個(gè)參數(shù)來決定的。大小相當(dāng)于將管子直線水平放置,將滾輪以跟管子擺放方向垂直的方向壓下去,完全壓緊后,管子因?yàn)楸粔壕o變形所減小的體積大小即為脈動(dòng)的幅度。實(shí)際上蠕動(dòng)泵傳輸流體時(shí)候,不僅是兩個(gè)脈動(dòng)中間有暫停不傳輸液體,并且還會(huì)倒流一小段距離,整個(gè)倒流的體積就是脈動(dòng)的幅度。那么在整個(gè)傳輸過程中,流體就是傳輸—倒流—傳輸,如此循環(huán)動(dòng)作。在較長周期內(nèi),蠕動(dòng)泵的傳輸速度是穩(wěn)定的,瞬時(shí)速度是隨時(shí)在變化的,在有些場合,這樣的一個(gè)傳輸方式是不允許的。為了減小甚至是消除這種脈動(dòng)現(xiàn)象,就有了脈動(dòng)阻尼器這個(gè)產(chǎn)品??偟脑砭褪谴罂谶M(jìn)液體,小口出液體,這樣由于每一股液體快速到來時(shí)候,液體來不及完全迅速的從小口流出,多余的液體所產(chǎn)生的壓力就會(huì)被阻尼器中的空氣吸收,隨著空腔中空氣的壓力逐漸增大,細(xì)口處流速也會(huì)相應(yīng)增加,最終達(dá)到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。為什么這樣可以減小脈動(dòng)呢,是因?yàn)閺脑砩现v,在所有管路狀態(tài)不變的情況下,只要空腔里的空氣壓力保證絕對(duì)穩(wěn)定,那么出口處流速就會(huì)絕對(duì)穩(wěn)定,如果空腔的體積遠(yuǎn)大于脈動(dòng)的幅度,那么在單次脈動(dòng)到來時(shí)候,對(duì)阻尼器空腔空氣的壓力的影響就會(huì)很小,這樣空腔的相對(duì)壓力就會(huì)在一個(gè)很小的波動(dòng)下保證相對(duì)穩(wěn)定,那么細(xì)口處的流速也會(huì)只是有個(gè)很小的波動(dòng)。因?yàn)槊}動(dòng)阻尼器不可能無限制大,所以流體的波動(dòng)肯定會(huì)存在,但是倒流的現(xiàn)象已經(jīng)消除了。使用脈動(dòng)阻尼器是有條件限制的,第一,傳輸?shù)牧黧w必須可以接觸空氣,第二阻尼器的體積要與流速相兼容,即空腔大小要與脈動(dòng)幅度保證合適的比例,這要根據(jù)對(duì)流速穩(wěn)定性的要求來決定。同一個(gè)脈動(dòng)阻尼器并不能適應(yīng)所有流速,而只是對(duì)一個(gè)很窄的流速區(qū)間有較好的緩沖作用。因此如果液體傳輸涉及到一個(gè)較寬的流速區(qū)間并且都要明顯的減小流速的脈動(dòng),那么光靠脈動(dòng)阻尼器是實(shí)現(xiàn)不了的,可以想象一下,如果流速過低,那么脈動(dòng)阻尼器空腔不能產(chǎn)生穩(wěn)定的壓力,就不能很好的減小脈動(dòng);如果流速過快,脈動(dòng)是可以明顯減小,但是由于細(xì)口想要增加流速,腔內(nèi)壓力就需要成倍增加,而蠕動(dòng)泵本身是一個(gè)低壓類的泵型,一般工作壓力不超過0.15Mpa,并且長期處于臨界壓力下,軟管的壽命會(huì)明顯降低,所以在使用上應(yīng)當(dāng)綜合考慮。另外在使用脈動(dòng)阻尼器后,泵停機(jī)時(shí),因?yàn)榭涨粌?nèi)存在壓力,出口還是會(huì)持續(xù)出液體,直到腔內(nèi)壓力減小至跟外界壓力相同的程度。

利用類似的原理,也可以考慮利用軟管的彈性來吸收脈動(dòng)。蠕動(dòng)泵使用的軟管第一點(diǎn)要求就是彈性要足夠高,這樣才能保證流速的穩(wěn)定性。那么可以在泵頭的出口處適當(dāng)延長軟管,一般有一米以上就會(huì)有很明顯的效果。根據(jù)不同流速的要求在軟管出口處轉(zhuǎn)接合適內(nèi)徑的細(xì)接頭或者針頭,同樣在蠕動(dòng)泵工作時(shí)候,每次脈動(dòng)到來時(shí),由于細(xì)接頭或者針頭來不及把液體全部迅速的排出,出口處軟管內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生壓力,當(dāng)細(xì)接頭或者針頭的流速與蠕動(dòng)泵進(jìn)液的速度相同時(shí),出口處軟管內(nèi)部壓力就會(huì)穩(wěn)定,而每一次脈動(dòng)到來時(shí),多余的壓力就會(huì)被軟管整體的膨脹來吸收掉,來達(dá)到減小脈動(dòng)的作用。這樣可以達(dá)到跟使用脈動(dòng)阻尼器相同的效果,并且可以傳輸對(duì)空氣敏感的液體,所以脈動(dòng)阻尼器已經(jīng)很少使用了。同樣不同口徑的細(xì)接頭或者針頭也只能適應(yīng)一個(gè)很窄的流速區(qū)間,在泵停機(jī)后,出口處也會(huì)持續(xù)的流出液體,知道管內(nèi)外壓力平衡。

      第三種減小脈動(dòng)的方式原理稍有些不同,利用的是液位高度差以及管路狀態(tài)不變的情況下,出口處流體的流速不變這一工作原理。其實(shí)最根本的原理都是相同的,都是設(shè)法構(gòu)造穩(wěn)定的壓力,來達(dá)到減小脈動(dòng)的目的。利用蠕動(dòng)泵控制一個(gè)水槽的液位在一個(gè)很小的高度差內(nèi)變化,那么出口處流速肯定就會(huì)維持一個(gè)很穩(wěn)定的狀態(tài),但是這種使用方式只適合非常少的案例,使用不多。目前最常用的方式是第二種方案,利用軟管自身的彈性來工作。

 

 

本文為保定準(zhǔn)擇恒流泵制造有限公司原創(chuàng)

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