概述

选择隔膜泵还是蠕动泵?

无论是哪种应用,选择一款最合适的泵都不是件容易的事。虽然有多种液泵技术可供选择,但隔膜泵和蠕动泵的使用频率算是最高的了。那这两种技术哪种更好?都适用于哪些应用呢?

选择泵是件难事,因为要考虑很多因素,再加上市面上可供选择的泵种类有很多,这难度就更高了。隔膜泵和蠕动泵是较为常用的两种液泵技术。这两类泵的用途都很广泛。下面,我们将论述这两种不同泵技术的利弊。

隔膜泵和蠕动泵的工作原理

隔膜泵和蠕动泵都常用于液体传输应用。虽然它们常常被用于类似的用途,但两者的技术原理却截然不同。隔膜泵通过驱动柔性隔膜上下运动来工作。这种运动会推动介质(此处为液体)在泵腔内移动,从而产生流动。蠕动泵也叫软管泵,它由压盖、圆辊和压紧在两者间的软管构成。圆辊在旋转时挤压软管,从而推动液体流动。

哪种泵更适合液体?

这两种类型的泵在医疗、实验室、化工/石化、喷墨打印和农业等各种应用中都很常见。在选择泵时,需要考虑多种因素。其中最重要的因素是:

  • 终生成本
  • 软管的使用
  • 清洁和消毒  
  • 流动和脉动
  • 用于颗粒和对剪切敏感的介质
  • 用于危险液体

那这两种泵在这些因素上的表现如何呢?它们各自的优势是什么?

隔膜泵(如 KNF 的 FP 70)通过往复运动的连杆驱动柔性隔膜,从而转移介质,产生流动。
隔膜泵(如 KNF 的 FP 70)通过往复运动的连杆驱动柔性隔膜,从而转移介质,产生流动。

终生成本

无论使用哪种泵技术,除采购价外的运行成本也是一个考虑因素。维护和能耗是你在使用过程中产生成本的两个最关键因素。隔膜泵的维护频率较低。拆卸和更换隔膜或阀片是一个相对简单和经济的过程。隔膜泵大部分的常规维护都可由用户自行完成,无需厂商上门维护,也不会产生额外的维护成本。 

 

虽然这两种技术都使用管路将介质传送进泵或从泵中传出,但只有蠕动泵通过滚轮对管路(软管)进行挤压。这是蠕动泵的原理决定的,在设计中无法避免的问题。隔膜泵不依靠滚轮和挤压管路来输送流体,从而避免了管道老化。由于隔膜泵对管路的依赖性不强,因此具有一定的优势。
 

蠕动泵的前期成本通常较低。然而,随着时间的推移,使用成本会迅速上升。它们的管路需要经常更换,从而增加成本。虽然更换管路的步骤相对简单,但需要经常进行,因而增加了使用成本。辊子和其他内部零件的维护也往往更加复杂和昂贵。一般来说,隔膜泵的使用寿命成本要低于蠕动泵。

可靠性

蠕动泵是完全依靠管路来输送介质。随着时间的推移,蠕动泵辊子的不断运动和挤压会使这些管路老化,逐渐失去弹性磨损加剧。这会不可避免地导致流速降低以及其他问题。因此,需要定期更换管路,而增加了成本。最理想的情况,磨损的管路只是降低了效率。而最坏情况,管路可能会裂开或破裂,导致介质泄漏、停机和泵的损坏。如果泵送的液体具有危险性或腐蚀性,更会造成灾难性的后果。隔膜泵的一些部件也会老化,但不会那么快或那么严重。
 

蠕动泵管需要经常更换,通常每年需要更换几次。更换成本可能很高,而且根据不同的应用,可能需要使用特殊材料制成的管路,从而会进一步增加成本。 

清洁和消毒

隔膜泵的清洁方式多种多样,具体取决于应用和泵送的液体。在大多数应用中,只需用泵传输一下清洁液即可。但有些应用要求完全拆卸泵头。一旦拆卸了泵,就很难将其彻底清理干净。  

 
在使用蠕动泵时,可以拆卸、丢弃和更换管路,从而节省时间并简化清洗过程。只要定期更换管路,且管路未发生泄漏或破裂,就无需对泵的其他部分进行清洗,来保证介质的纯净。除了清洗过程更简单外,蠕动泵也更易于消毒。对于一些需要经常消毒的实验室和其他应用,这点非常重要。由于介质只与管路接触,因此只需对管路进行消毒。 

蠕动泵(如图所示)使用辊轮挤压管路中的液体,使其流动起来。
蠕动泵(如图所示)使用辊轮挤压管路中的液体,使其流动起来。

流量和脉动

蠕动泵和隔膜泵都能达到可观的流量。不过,隔膜泵在提供更平稳的流量和低脉动方面更具优势。由于蠕动泵需要挤压管路,因此很难达到某些应用所需的稳定流量。如果购买了配备更多滚轮的更昂贵的蠕动泵,就能在一定程度上缓解这一问题。然而,额外的滚轮会加速性能下降,更快地挤压和磨损管路,从而影响流量。使用不同的管路材料可能有助于一定程度的抑制脉动,但同样可能会增加成本并影响流量。
 

隔膜泵的冲程会随着时间的推移更加稳定,流量也更加均匀。为了实现更平滑的低脉冲流动,一些隔膜泵制造商提供了多隔膜配置,这些隔膜按一定的相位差交错运动,因此基本消除了单个脉冲波。较新的隔膜泵产品还集成了阻尼器和谐振腔,可进一步减少脉动。这些选项使隔膜泵更适合需要平稳流量的应用。

 
蠕动泵在流动方面还有其他优势,特别是对于需要双向流动的应用。它们能够快速改变流向,而无需进行大的改动,因此非常适合需要改变流向的应用场合。只需改变压辊的旋转方向,即可实现双向流动。蠕动泵还适用于需要单泵提供多种不同流量或多通道流动的应用。不过,这些功能可能需要额外的圆辊,甚至需要更大圆辊容量的泵来实现。  
 

究竟哪种泵技术更能满足流量需求,这取决于具体应用。对于需要多向流动的应用,蠕动泵是更好的选择。隔膜泵适用于需要稳定、平稳流量和低脉动的应用。

用于颗粒和剪切敏感介质

许多应用都需要传输含颗粒的液体。隔膜泵在处理一定大小的颗粒方面表现出色。它们在喷墨打印应用中很常见,可以顺利处理大多数油墨。不过,它们可能难以处理较长的颗粒、纤维和糊状介质。隔膜泵的运行有赖于单向阀,而单向阀可能会被这些微粒堵塞。蠕动泵没有这些阀门,因此不存在这个问题。辊轮的挤压作用也更容易推动微粒前进。
 

隔膜泵擅长处理大多数类型的剪切敏感介质。不过,对于血液或细胞等对剪切力极为敏感的介质来说,蠕动泵是更好的选择。由于蠕动泵的泵送动作对液体的影响相对较小,因此对被泵送的悬浮液造成损坏或搅动的几率较低。

用于危险或极端温度液体

腐蚀性液体会迅速损坏蠕动泵的软管,从而导致泄漏风险增加。使用耐化学腐蚀的管路材料可以降低这种风险,但这会导致成本增加,并可能影响性能。出于安全考虑,本已十分频繁的维护工作变得更加繁重,因为这些液体的泄漏可能会造成灾难性后果。

 
隔膜泵通常采用耐化学腐蚀的材料。与蠕动泵一样,这些材料也会增加成本。但不同于蠕动泵安全处理危险液体所需的频次,隔膜泵不需要经常进行预防性维护。隔膜泵还能更好地处理极端温度下的液体。大多数用于蠕动泵的管路都不适合传输过热或过冷的介质。极热的液体会使管路过软,从而影响流量并增加管路爆裂的可能性。同样,极冷的液体也会使管路过于僵硬,从而无法实现良好的流动。虽然隔膜泵在这些过程中可能需要特殊材料,但它们更适合输送冷热介质。

泵的选择

蠕动泵的适用范围稍有局限性,但依然是各种应用的理想选择。它们适用于泵送极度粘稠或浑浊的液体,以及对剪切力极为敏感的介质。隔膜泵易于清洁,足以满足大多数应用的要求。不过,蠕动泵可以快速清洗和消毒,因为其管路可以在使用后拆下并丢弃。因此,在需要频繁清洁的应用中,它们是更好的选择。
 

虽然隔膜泵的普适性更好,但情况并非总是如此。选择哪种类型的泵取决于应用的具体要求。隔膜泵在整个使用寿命期间的维护成本较低,总体运行成本较低,使用寿命更长。它们易于维护和修理,并提供多种选择,可实现更稳定、更顺畅的流动以及低脉动。对于处理刺激性、腐蚀性和极端温度液体的应用,它们也是更好的选择。

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