Как работает перистальтический насос
Перистальтический насос перемещает жидкость последовательными порциями. При вращении ротора ролик или башмак пережимает рабочий элемент и продвигает находящийся внутри объём среды к стороне нагнетания. После прохождения прижимного элемента трубка или шланг восстанавливает форму и заполняется следующей порцией жидкости.
В конструкцию входят привод, насосная головка, ротор, прижимные элементы и трубка или шланг. В зависимости от исполнения используются редуктор, частотный преобразователь и датчики.
Какие бывают перистальтические насосы
Перистальтические насосы различаются рабочим элементом, производительностью, давлением и назначением. Основные исполнения — шланговые и трубочные; по области применения выделяют промышленные и лабораторные исполнения.
Шланговые и трубочные насосы
Зачастую, шланговые насосы – это промышленное исполнение перистальтического насоса. Одной из ключевых сфер применения является горнодобывающая промышленность. В то же время трубочные насосы отлично подходят для лабораторных применений. Однако такое разделение работает не всегда.
Например, шланговый насос JX – промышленное решение для перекачивания абразивных и агрессивных жидкостей для тяжелых условий эксплуатации, а перистальтический насос-дозатор Chonry VM530 подходит как для промышленных, так и для более “мягких” лабораторных применений
Какие жидкости можно перекачивать
Перистальтические насосы могут работать с различными сложными средами, но применимость определяется условиями процесса. Проверяют вязкость, температуру, химическую совместимость гибкого элемента к перекачиваемой среде, наличие частиц, требуемые производительность и давление.
Вязкие жидкости, суспензии и абразивные среды
Подходящие исполнения применяют для вязких жидкостей, суспензий и продуктов с твёрдыми включениями. При высокой вязкости может ухудшаться заполнение рабочего элемента на всасывании, поэтому учитывают не только скорость насоса, но и параметры всасывающей линии.
Для шланговых насосов JX допускаются твёрдые фракции размером до 25 % внутреннего диаметра шланга. Это характеристика конкретной модели, а не универсальное правило для всех перистальтических насосов.
Агрессивные химические среды
Возможность перекачивания кислот, щелочей и других агрессивных продуктов определяется химической стойкостью трубки или шланга к перекачиваемой среде. Для проверки совместимости нужно знать вещество, концентрацию и температуру.
Фармацевтика и биофармацевтика
В фармацевтических и биофармацевтических процессах преимущество перистальтического принципа связано с локализацией продукта внутри сменного рабочего элемента. Однако сам насос не становится автоматически «стерильным»: пригодность для асептического процесса зависит от трубки, способа стерилизации, сертификатов материалов и конструкции всей системы.
Преимущества и ограничения
Преимущества перистальтических насосов:
- Универсальность и адаптивность.
- Работа с проблемной жидкой средой.
- Герметичность и стерильность.
- Высокая точность дозировки.
- Самовсасывания.
- Сухой ход.
- Обратный ход.
Недостатки перистальтических насосов:
- Частая замена шланга/трубки.
- Пульсирующая подача.
- Ограничения по давлению жидкой среды.
- Зависимость производительности от вязкости.
Может ли насос работать всухую
Многие исполнения допускают сухой ход, поскольку жидкость не нужна для смазывания внутренних проточных пар. Но трубка или шланг продолжает испытывать механическую нагрузку, поэтому допустимость и продолжительность режима проверяют для конкретной модели. Также в некоторых ситуациях сама рабочая среда охлаждает гибкий элемент и корпус насоса, что положительно сказывается на эксплуатационных характеристиках трубки или шланга.
Почему возникают пульсации
Пульсации связаны с последовательным перемещением порций жидкости роликами или башмаками. Если равномерность потока критична, учитывают конструкцию головы и скорость работы, а при необходимости применяют демпфер пульсаций. Ресурс рабочего элемента зависит от материала, температуры, давления, химической совместимости, скорости и степени пережатия.
Как подобрать перистальтический насос
Подбор начинается с параметров процесса. Нужно определить свойства среды, расход, давление, температуру, условия всасывания и режим эксплуатации.
Сначала определяют минимальный, номинальный и максимальный расход. При расчёте давления учитывают трубопроводы, арматуру, перепад высот, фильтры и другие сопротивления системы. Для вязких продуктов оценивают условия всасывания, для суспензий — характеристики частиц, для агрессивных сред — химическую совместимость рабочего элемента.
Например, для шланговых насосов JX указан диапазон температуры перекачиваемой среды от −10 до +80 °C. При температуре выше +40 °C допустимая зона непрерывной эксплуатации уменьшается. Эти значения относятся к указанным моделям.
Какие данные нужны для подбора
- состав и концентрация среды;
- вязкость и температура;
- наличие и размер частиц;
- требуемый расход;
- рабочее давление;
- условия всасывания;
- режим работы;
- требования к управлению;
- для дозирования — подача и требуемая точность.
Как выбрать трубку или шланг
Рабочий элемент выбирают одновременно с насосом, поскольку он непосредственно контактирует с продуктом и влияет на характеристики системы.
Материал, размер и ресурс
При выборе материала учитывают вещество, концентрацию, температуру и продолжительность контакта. Для биофармацевтических процессов дополнительно проверяют требования к биосовместимости, стерилизации и документации.
Размер трубки или шланга должен соответствовать насосной головке. Например, для разных конфигураций VMFLOW серии M указаны трубки с внутренним диаметром 0,8–7,9 мм. Ресурс зависит от материала, скорости, давления, температуры и среды.
Перистальтический, мембранный или винтовой насос
Универсально лучшего типа насоса нет. Выбор зависит от среды, расхода, давления, требований к дозированию, равномерности потока и обслуживанию.
| Критерий | Перистальтический | Мембранный | Винтовой |
|---|---|---|---|
| Принцип | Пережатие трубки/шланга | Движение мембраны | Винтовая пара |
| Контакт среды | Рабочий элемент | Мембрана и проточная часть | Ротор/статор, проточная часть |
| Пульсации | Характерны | Характерны | Обычно меньше |
| Дозирование | Возможно | Типичное применение | Возможно |
Если процесс предъявляет повышенные требования к давлению, равномерности потока или ресурсу расходных элементов, перистальтическую технологию следует сравнить с альтернативами.
Обслуживание, гарантия и ответственность
Основное обслуживание связано с контролем трубки или шланга и соблюдением допустимых режимов. Причинами снижения подачи могут быть износ рабочего элемента, проблемы на всасывании, блокировка линии или эксплуатация вне допустимого диапазона.
VM-Solutions выполняет гарантийное и послегарантийное обслуживание поставляемого оборудования. Конкретные сроки и условия гарантии определяются документацией и договором на поставку.
Каталожные характеристики нужно соотносить с реальным процессом. Например, параметры лабораторных перистальтических насосов VMFLOW получены на воде при 20–25 °C; при изменении вязкости, температуры, давления и конфигурации системы фактические показатели могут отличаться. Информация статьи не заменяет инженерный подбор и руководство по эксплуатации конкретной модели.
О VM-Solutions
ООО «ВМ-Солюшнс» работает с решениями для перемещения жидких сред с 2011 года. Компания производит и поставляет насосы, трубки, шланги, коннекторы, фильтры и другое технологическое оборудование.
По данным компании, специалисты технического профиля имеют опыт более 10 лет, а решения VM-Solutions используются более чем на 300 предприятиях ЕАЭС. Компания выполняет подбор, поставку, пусконаладочные работы, обучение и сервисное обслуживание. VM-Solutions является официальным дистрибьютором Ami Polymer и JXHIN.
FAQ о перистальтических насосах
Что такое перистальтический насос?
Перистальтический насос — это объёмный насос, который перемещает жидкость или газ за счёт последовательного сжатия гибкой трубки роликами или башмаками.
Какие виды перистальтического насоса бывают?
Основных типов два:
Трубочные (tube pumps) — используют сравнительно тонкую гибкую трубку. Обычно применяются для небольших и средних расходов, точного дозирования, лабораторных и медицинских задач.
Шланговые (hose pumps) — используют толстостенный армированный шланг. Они значительно мощнее и подходят для промышленности: шламов, абразивных жидкостей, густых продуктов, химикатов и т. п.
Как работает перистальтический насос?
Жидкость перемещается при последовательном пережатии трубки или шланга роликами либо башмаками. После прохождения прижимного элемента рабочий элемент восстанавливает форму и заполняется новой порцией среды.
Может ли перистальтический насос работать всухую?
Многие модели допускают сухой ход, но продолжительность такого режима зависит от конкретного насоса и рабочего элемента.
Можно ли перекачивать вязкие жидкости?
Да, подходящие перистальтические насосы применяют для вязких продуктов. При подборе учитывают вязкость, расход, условия всасывания и характеристики рабочего элемента.
Чем шланговый насос отличается от трубочного?
Главное отличие — конструкция рабочего элемента и рассчитанные на него режимы. Поэтому насосы отличаются по расходу, давлению и области применения.
Почему перистальтический насос пульсирует?
Пульсации возникают из-за последовательного перемещения порций жидкости. При необходимости их уменьшают подбором режима и демпфированием.
От чего зависит ресурс трубки или шланга?
От материала, химической совместимости, температуры, давления, скорости и режима эксплуатации.
Какие данные нужны для подбора?
Нужны свойства среды, вязкость, температура, частицы, расход, давление, условия всасывания и режим работы. Для дозирования дополнительно задают требования к подаче, точности и управлению.
Источники и методология
Материал подготовлен на основе технических характеристик, каталогов и эксплуатационных материалов VM-Solutions, а также документации производителей представленного оборудования.
Числовые параметры приводятся только для моделей, для которых они официально заявлены. Характеристики отдельной модели не распространяются на весь класс перистальтических насосов.
Химическую совместимость, возможность сухого хода, работу с абразивными средами и специальные санитарные требования необходимо проверять для конкретного исполнения и условий процесса. Перед подбором актуальные параметры сверяют с технической документацией производителя.
Нужен подбор перистальтического насоса?
Передайте специалистам VM-Solutions состав среды, вязкость, температуру, наличие частиц, требуемый расход, давление, условия всасывания и режим работы. Для дозирования дополнительно укажите требования к подаче, точности и управлению.
Если часть параметров неизвестна, можно начать с описания технологического процесса. Инженеры VM-Solutions помогут определить недостающие исходные данные и подобрать насос и рабочий элемент под конкретную задачу.