蠕动泵应对多通道泵送挑战

在多通道流体输送应用中，蠕动管式泵是一种经济灵活的解决方案

多通道蠕动泵简介

研究实验室和工艺设施技术人员常需要同时泵送多个流体通道。在这些应用中，经济实惠、节省空间的解决方案可节约大量时间和资源，同时大大提高工艺效率。

同步控制多个通道有多重优势。通过改变电机速度，可同时成比例地改变所有通道中的流量。采用单个驱动电机可显著降低每个通道的成本。同时还可以降低总能量需求、运动部件的数量以及泵送系统的尺寸和空间需求。最终获得的处理系统需能有效获取、操作和维护流体。

对于多通道泵送，蠕动管式泵则是最高效经济的选择。 蠕动泵 配备多种可互换泵头、驱动器和泵管。

多通道蠕动泵已成功应用于制药、化学加工、生物技术、食品加工、印刷、农业和水处理等多个行业。除一般流体输送外，还可用于计量和分配。

蠕动泵的最大优势是采用挠性管作为泵室。被泵送的流体始终在泵管内，泵管是泵中唯一的接液部件。这一特性极大降低了污染风险，可较好控制流体的含量和纯度以及过程的完整性。

此外，极大降低了维护、清洗和流体更换频次。只需更换泵管，便可使用一台泵传输多种不同的流体。蠕动泵可缓慢传输敏感和具有挑战性的流体，包括气体、粘性流体和混合相流体，例如气/液和固/液组合。

泵的规格和选择标准包括流体流速、流体特性、泵管的化学相容性、泵管更换的便利性、泵设计的灵活性（例如可叠加卡盘头）、整体精度和通道间的精度、扭矩要求以及驱动控制功能。请继续阅读了解这些选择标准的详情。

泵管和流体特性

泵管尺寸、泵歧管的设计、泵管闭塞床的几何形状、滚轴数量以及滚轴组件的总直径会影响蠕动泵中的流速和流体动力学。因此，每种泵管和泵头类型的组合都表现出独特的性能特征。

泵管

泵管尺寸（尤其是内径或 ID）与所有泵头的流速成正比。泵管尺寸和转子直径越大，“枕”形流体的体积（泵头相邻滚轴之间泵管中的流体空间）则越大。该体积决定了泵头旋转一周产生的流量。

采用高公差精密泵管和校准泵对确保准确性非常重要。“高公差”是指泵管的内径和壁厚在制造过程中始终保持在很小的公差范围内。泵管尺寸的细微变化会直接造成流速的细微变化。校准泵：通过调整电机速度、运行时间或闭塞度（泵管所受的挤压力）可进一步减小差异并提高可重现性。请在实际应用条件下（流体类型、温度等）对泵进行校准。

大多数泵管材料需要一个磨合期，在此期间会调整和稳定泵管的形状记忆以及流体流量。磨合期的长短取决于泵管尺寸和材料。在校准各通道的流量前，装有新泵管的泵应至少运行 10 到 15 分钟，以确保高精度泵送。

歧管

多通道泵的流体通道可单独使用，也可使用 Y 型连接器将它们组合成歧管。采用一个歧管作为多根泵管的共同入口或出口，可减少源头或接收容器的泵管线数量。将排放侧通道组合在一起时，流速会增加。特殊偏置泵头可使通道组合减少流量脉动。请记住歧管（泵的上游或下游）的单通道侧需使用直径更大的泵管，以最大限度减少泵气蚀和背压。

采用 Masterflex® 铂金固化硅胶管的双 Y 管组件适用于这类应用。

流体类型

单通道和多通道泵应用中需考虑的流体因素相同。低粘度、类似水的流体可轻松通过多种不同尺寸的泵管。粘度较高的流体可能需要较大直径的泵管，且泵送速度 (rpm) 相对较慢。对于壁厚-内径比较大的泵管（厚壁泵管），其吸程（相对于相同内径的薄壁泵管）更大，建议用于更粘稠的流体。

蠕动泵头类型

有三种类型的泵头可轻松适应多通道应用：可叠加单通道泵头、多通道泵头和卡盘泵头。多通道泵头和卡盘泵头可在相对较小的空间内提供最多数量的泵管通道。

频繁更换泵管会大大影响泵的设置和维护时间。有些可叠加泵头在更换泵管时，须将其拆开或从驱动器上移除。其他可叠加泵头类型包括 Masterflex® Easy-Load® 泵以及大多数卡盘泵头和多通道泵头，设置和维修更加简单。操作员无需拆卸泵头便可移除和更换泵管。

可叠加单通道泵头

可按需添加或移除可叠加单通道泵头以适用不同应用。因此，在需要频繁重新配置泵设计的应用中，可叠加泵头十分受欢迎。可叠加泵头适用于较大尺寸的泵管，以及涉及高吸程和/或排放压力的应用。

根据驱动器的速度范围和马力，通常可在单个驱动器上装配两个或四个可叠加泵头。双通道 Masterflex® L/S® Easy-Load® II 泵头最多支持 8 个通道，可在一个驱动器上叠加四个泵头。

单个泵头可与其他相同类型的泵头或兼容不同泵管尺寸范围的泵头组合安装。在比例流量应用中，这一点难能可贵，因为您可以混合和搭配不同泵管尺寸或泵头样式以获得所需的比例流量。比例流速可超过 100:1。

当需安装两个或多个泵头时，采用偏置滚轴设计的可叠加泵头能限制驱动电路上的扭矩负载。当用于短时注液/小体积注液（取决于滚轴的最终位置）时，带有偏置滚轴的可叠加泵头在各通道上泵送的流体体积略有不同。当泵连续运行或注液的体积达到数百毫升或更多时，这种限制就会消失。

多通道泵头

多通道泵头是多通道应用中的最新选择。这类泵头结合了卡盘泵头和可叠加单通道泵头的多个优势特性。

用于两个、四个或八个通道时，这类泵头的脉动流量较低，且无需卡盘。根据泵管尺寸、配方和驱动功率，最多可叠加 32 个通道。通道间的流动是同步的，且无需调整闭塞度。这些特性使得多通道泵头具有可叠加单通道泵头的配置灵活性，以及卡盘泵头的同步流动和通道容量。

Masterflex® L/S® 多通道泵头可用于微孔管和各种尺寸的 Masterflex® L/S® 管。

卡盘泵头

卡盘泵头支持预先设定最大通道数—可使用任意数量的这些通道，具体取决于泵头和驱动器的能力。卡盘泵头可单独使用，也可与泵的设计集成一体。Masterflex® L/S® 卡盘泵头采用模块化设计，可以装配在大多数 Masterflex^® L/S^® 驱动器上。单个卡盘泵头可安装多达 12 个单独通道，每个通道的流速低至 0.0005 mL/min。

卡盘泵头的长滚轴可卡盘之间同步输送流体。与单通道泵头相比，这类泵头的滚轴数量更多，因此在小体积和低流速情况下，脉动流量更低且精度更高。推荐用于输送小体积/低流速流体。

在所有泵头类型中，可调节闭塞度的卡盘泵头的通道间精度更高。通过对单个通道的闭塞度进行微调，可有效补偿因泵管尺寸的微小变化导致的微小流量变化。

泵头驱动器选择

选择具有足够扭矩（和/或马力）和转速的驱动器，以满足流量和泵头需求。运行转速范围较低的驱动器通常可提供更大的扭矩，并且可以驱动更多数量的叠加泵头和泵管通道。

定速驱动器可用于基本输送应用。速度和齿轮比不同，可输出一系列不同扭矩，不同的泵管尺寸允许的流速不同。

变速驱动器允许同时调节所有通道的流速，其中辅助通道的流速与第一个通道的流速成比例。通过调整驱动速度以及选用不同尺寸的泵管，可以实现的流速范围十分广泛。

数字驱动器的速度控制最准确和可重现，因此流量精度最高。根据功能和性能水平，数字驱动器还可显示流速、泵速 (rpm)、注液体积和累积体积（在多个注液循环中注液的总体积）。请注意，除非系统内安装了多个流量计，通常仅显示一个通道的流速/体积。

流体应用

因其流速可重现、管负载一致且总体简单易用，闭塞度固定的定速泵广受欢迎。与精密挤压泵管配套使用时，其能够以 3% 到 5% 的通道间精度输送流体。这类泵的性能等级足以应对印刷等应用中的批量流体传输、热交换器以及油墨传输。成套 Masterflex^® I/P^® 可冲洗固定泵系统适用于工艺应用中的 3 通道和 4 通道配置。

卡盘泵头和多通道泵头在流体的精确采样、分配和计量应用中很受欢迎。同步滚轴可在泵头中的每个通道之间协调流体输送。多通道泵头可实现 1.5 至 2% 的通道间流量精度。卡盘泵头可调节闭塞度，可实现 1% 的通道间流量精度。这种高性能和高准确性水平正是精确分配与计量、研究和质量保证中的分析技术以及环境采样和监测应用所需的。

总结

蠕动管式 泵支持独特的流体处理特性组合，可灵活配置，适用于多通道应用。各种可互换的泵管尺寸、泵管材料、泵头和驱动器供您选择，可定制出最经济实惠的泵送系统。 多通道蠕动泵系统 应用范围日渐广泛，可极大地节省时间、空间和资源

 

由流体产品经理 Phil Nyren 撰写