Cole-Parmer蠕動(dòng)泵脈動(dòng)現象產(chǎn)生的原因
點(diǎn)擊次數：937 發(fā)布時(shí)間：2021-10-23
脈動(dòng)現象是Cole-Parmer蠕動(dòng)泵的一種固有現象，就目前所有的Cole-Parmer蠕動(dòng)泵結構而言，是不可能消除的。但是有些使用場(chǎng)合，脈動(dòng)現象是不允許的，或者需要適當減小才能滿(mǎn)足要求。如果使用場(chǎng)合要求不能有任何的脈動(dòng)現象，那么Cole-Parmer蠕動(dòng)泵是不合適的，因此需要選擇更加平穩的泵型，比如葉輪泵或者細齒輪泵。 所謂脈動(dòng)現象指的是Cole-Parmer蠕動(dòng)泵傳輸液體的時(shí)候是一股一股傳輸的。一般用兩個(gè)參數來(lái)描述脈動(dòng)現象，脈動(dòng)的頻率和脈動(dòng)的幅度。
脈動(dòng)的頻率是指單位時(shí)間內脈動(dòng)的次數，單位時(shí)間可以是1秒鐘也可以是1分鐘或者其他的時(shí)間。Cole-Parmer蠕動(dòng)泵在較長(cháng)時(shí)間，比如一分鐘內傳輸的總量是一致的，也就是上一分鐘和下一分鐘傳輸的量是相等的，但是如果把時(shí)間縮短到幾秒鐘或者更短時(shí)間，Cole-Parmer蠕動(dòng)泵的傳輸量就會(huì )有差異了，這是因為Cole-Parmer蠕動(dòng)泵傳輸液體的瞬時(shí)速度是程周期性變化的。有些場(chǎng)合，比如合掌機點(diǎn)膠時(shí)候需要很均勻的涂抹在包裝袋上。為了達到更加均勻的涂抹工藝，一般是先用Cole-Parmer蠕動(dòng)泵將膠水傳輸到棉花或者海綿上，包裝袋通過(guò)接觸棉花或者海綿來(lái)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的穩定。如果Cole-Parmer蠕動(dòng)泵的脈動(dòng)頻率較低的話(huà)，那么兩股之間的間隔時(shí)間就會(huì )有些長(cháng)，因為合掌機是一直高速運行的，這個(gè)間隔時(shí)間內就會(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充膠水，使飽和度維持在一個(gè)相對穩定的值，這個(gè)時(shí)候可以通過(guò)提高Cole-Parmer蠕動(dòng)泵脈動(dòng)的頻率來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。提高脈動(dòng)頻率有兩個(gè)方法，第一是提高Cole-Parmer蠕動(dòng)泵的轉速，在泵頭結構一定的情況下，提高轉速是較直接的增大脈動(dòng)頻率的方法。但是如果對流速有嚴格要求的話(huà)，單純提高轉速是不可以的，因為轉速提高流速就會(huì )相應提高，因此應該更換更細的軟管，然后提高轉速，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量，同樣轉速下，脈動(dòng)的頻率會(huì )顯著(zhù)增加，但是滾輪數量多了以后，同樣圓弧與滾輪結構下，泵頭的流速會(huì )降低，因此要增加泵的轉速來(lái)達到相同的流速，這樣Cole-Parmer蠕動(dòng)泵脈動(dòng)的頻率還會(huì )進(jìn)一步增加。
脈動(dòng)的幅度是脈動(dòng)現象的另一個(gè)重要參數。不同的泵頭以及軟管，脈動(dòng)的幅度是不相同的，脈動(dòng)的幅度由軟管的尺寸和滾輪的直徑兩個(gè)參數來(lái)決定。將管子直線(xiàn)水平放置，然后使滾輪以跟管子擺放方向垂直的方向壓下去，*壓緊后，管子因為被壓緊變形所減小的體積大小即為脈動(dòng)的幅度大小。實(shí)際上Cole-Parmer蠕動(dòng)泵傳輸流體的時(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。那么在整個(gè)傳輸過(guò)程中，流體就是傳輸―倒流―傳輸，如此循環(huán)動(dòng)作。在較長(cháng)周期內，Cole-Parmer蠕動(dòng)泵的傳輸速度是穩定的，瞬時(shí)速度是隨時(shí)在變化的，在有些場(chǎng)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(lái)時(shí)候，液體來(lái)不及*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(zhù)空腔中空氣的壓力逐漸增大，細口處流速也會(huì )相應增加，來(lái)達到一個(gè)相對穩定的狀態(tài)。為什么這樣可以減小脈動(dòng)呢，是因為從原理上講，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穩定，那么出口處流速就會(huì )絕對穩定，如果空腔的體積遠大于脈動(dòng)的幅度，那么在單次脈動(dòng)到來(lái)時(shí)候，對阻尼器空腔空氣的壓力的影響就會(huì )很小，這樣空腔的相對壓力就會(huì )在一個(gè)很小的波動(dòng)下保證相對穩定，那么細口處的流速也會(huì )只是有個(gè)很小的波動(dòng)。因為脈動(dòng)阻尼器不可能無(wú)限制大，所以流體的波動(dòng)肯定會(huì )存在，但是倒流的現象已經(jīng)消除了。使用脈動(dòng)阻尼器是有條件限制的，第一，傳輸的流體必須可以接觸空氣，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，這要根據對流速穩定性的要求來(lái)決定。同一個(gè)脈動(dòng)阻尼器并不能適應所有流速，而只是對一個(gè)很窄的流速區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)現不了的，可以想象一下，如果流速過(guò)低，那么脈動(dòng)阻尼器空腔不能產(chǎn)生穩定的壓力，就不能很好的減小脈動(dòng)；如果流速過(guò)快，脈動(dòng)是可以明顯減小，但是由于細口想要增加流速，腔內壓力就需要成倍增加，而Cole-Parmer蠕動(dòng)泵本身是一個(gè)低壓類(lèi)的泵型，一般工作壓力不超過(guò)0.15Mpa，并且長(cháng)期處于臨界壓力下，軟管的壽命會(huì )明顯降低，所以在使用上應當綜合考慮。另外在使用脈動(dòng)阻尼器后，泵停機時(shí)，因為空腔內存在壓力，出口還是會(huì )持續出液體，直到腔內壓力減小至跟外界壓力相同的程度。
利用類(lèi)似的原理，也可以考慮利用軟管的彈性來(lái)吸收脈動(dòng)。Cole-Parmer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定性。那么可以在泵頭的出口處適當延長(cháng)軟管，一般有一米以上就會(huì )有很明顯的效果。根據不同流速的要求在軟管出口處轉接合適內徑的細接頭或者針頭，同樣在Cole-Parmer蠕動(dòng)泵工作時(shí)候，每次脈動(dòng)到來(lái)時(shí)，由于細接頭或者針頭來(lái)不及把液體全部迅速的排出，出口處軟管內就會(huì )產(chǎn)生壓力，當細接頭或者針頭的流速與Cole-Parmer蠕動(dòng)泵進(jìn)液的速度相同時(shí)，出口處軟管內部壓力就會(huì )穩定，而每一次脈動(dòng)到來(lái)時(shí)，多余的壓力就會(huì )被軟管整體的膨脹來(lái)吸收掉，來(lái)達到減小脈動(dòng)的作用。這樣可以達到跟使用脈動(dòng)阻尼器相同的效果，并且可以傳輸對空氣敏感的液體，所以脈動(dòng)阻尼器已經(jīng)很少使用了。同樣不同口徑的細接頭或者針頭也只能適應一個(gè)很窄的流速區間，在泵停機后，出口處也會(huì )持續的流出液體，直到管內外壓力平衡。
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)根本的原理都是相同的，都是設法構造穩定的壓力，來(lái)達到減小脈動(dòng)的目的。利用Cole-Parmer蠕動(dòng)泵控制一個(gè)水槽的液位在一個(gè)很小的高度差內變化，那么出口處流速肯定就會(huì )維持一個(gè)很穩定的狀態(tài)，但是這種使用方式只適合非常少的案例，使用不多。目前常用的方式是第二種方案，利用軟管自身的彈性來(lái)工作。
