一、介紹

　　蠕動(dòng)泵(peristalticpump)又稱恒流泵和軟管泵，主要由驅(qū)動(dòng)器、泵頭和彈性軟管三部分組成。蠕動(dòng)泵的主要競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)是將流體隔離在泵管中，可快速更換泵管，流體可逆行，可干燥運(yùn)行。在泵送精度方面，屬于計(jì)量泵和恒流泵；結(jié)構(gòu)為軟管泵；原理上是蠕動(dòng)泵。但在行業(yè)內(nèi)，蠕動(dòng)泵通常指出口壓力低、流量小的泵。行業(yè)內(nèi)軟管泵是指出口壓力大、流量大的泵。

　　二、工作原理

　　通過(guò)交替擠壓和釋放泵的彈性輸送軟管來(lái)泵送流體。當(dāng)滾筒在管道中移動(dòng)時(shí)，它會(huì)膨脹并產(chǎn)生真空，以允許更多的流體進(jìn)入。在運(yùn)行過(guò)程中，至少有一個(gè)滾筒靠近管道。因此，無(wú)需閥門(mén)，滾筒直接由電機(jī)或齒輪箱旋轉(zhuǎn)（就像用兩根手指擠壓軟管一樣，隨著手指的移動(dòng)，管道內(nèi)形成負(fù)壓，液體流動(dòng)）

　　具體工作流程如下：

　　(1)電機(jī)驅(qū)動(dòng)輥輪旋轉(zhuǎn)(輥輪在繞電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，擠壓泵管時(shí)也在旋轉(zhuǎn)，以減少輥表面與泵管表面的摩擦)。

　　(2)輥與泵殼之間的間隙小于泵管壁厚的兩倍。從而擠壓泵管，將管道中的空氣、或液體擠壓到滾輪滾動(dòng)的方向。

　　(3)輥繼續(xù)向前滾動(dòng)，由于泵管有彈性，輥不再擠壓的泵管區(qū)域會(huì)恢復(fù)變形。

　　(4)泵管恢復(fù)成圓管形狀時(shí)，在該區(qū)域附近形成負(fù)壓，吸入上游液體或氣體。

　　(5)下一個(gè)輥到達(dá)，將該區(qū)域吸入液體再次向后擠壓。

　　(6)實(shí)現(xiàn)連續(xù)的液體或氣體輸送。

　　三、蠕動(dòng)泵優(yōu)缺點(diǎn)

　　優(yōu)點(diǎn)：

　　(1)無(wú)污染：流體只接觸泵管，不接觸泵體；

　　(2)恒流，精度高，流量可調(diào)：重復(fù)精度高，穩(wěn)定性強(qiáng)，流量調(diào)節(jié)方便；

　　(3)低剪切力：液體在泵管內(nèi)蠕動(dòng)擠出，不產(chǎn)生剪切力，是輸送剪切敏感、侵蝕性強(qiáng)流體的理想工具；

　　(4)耐腐蝕性：能輸送各種流體，如有機(jī)溶機(jī)、腐蝕性液體；

　　(5)具有相同的雙向流量輸送能力，可空轉(zhuǎn)、干轉(zhuǎn)：蠕動(dòng)泵可長(zhǎng)期干轉(zhuǎn)、無(wú)水輸送、空氣、氣液固三相混合輸送，允許流體內(nèi)固體直徑達(dá)到管狀元件內(nèi)徑的40%；

　　(6)維護(hù)簡(jiǎn)單：無(wú)閥門(mén)和密封件，管道是唯一與介質(zhì)接觸的部件，每個(gè)工藝周期后可輕松更換；

　　缺點(diǎn)：

　　(1)壓力限制:使用柔性管，會(huì)限制壓力。

　　(2)泵運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生脈沖流。

　　解決方法如下：

　?、僭黾訚L輪數(shù)量，減少流量。

　?、诿}沖抑制器的使用：脈沖抑制器是一個(gè)簡(jiǎn)單的定位容器，其工作原理是空氣比液體更可壓縮，脈沖流入容器，液體上的氣囊下沉吸收脈沖，然后緩慢流出脈沖抑制器。

　　四、蠕動(dòng)泵分類(lèi)

　　基本機(jī)械結(jié)構(gòu)相同，增加傳感器等外設(shè)，實(shí)現(xiàn)不同功能。

　　1、基本調(diào)速蠕動(dòng)泵(LP100/LP120系列蠕動(dòng)泵)：具有蠕動(dòng)泵的基本控制功能，顯示轉(zhuǎn)速、啟停、方向、調(diào)速、填充排空、掉電記憶、外部控制輸入等功能。

　　2、流量計(jì)量型蠕動(dòng)泵(TP200系列蠕動(dòng)泵)：除具有基本功能外，還增加了流量顯示、流量校正、通信等功能。

　　3、高精度分裝蠕動(dòng)泵(TP500/TP510/FP520/FP530/FP540/FP550系列組合泵以及SPF25/CPT24分離式組合灌裝機(jī))：除基本控制功能外，還增加了流量顯示、流量校正、通信、液量分配、回吸、輸出控制等功能。

       4、防爆蠕動(dòng)泵(EP400/410/420系列)：除基本控制功能外,含有防爆電機(jī)驅(qū)動(dòng)，動(dòng)力強(qiáng)勁、無(wú)極調(diào)速、IP55、EXDLLBT4防爆等級(jí)等。

       5、醫(yī)療蠕動(dòng)泵(MP300系列、TH152/TH162OEM蠕動(dòng)泵)：除基本控制功能外，開(kāi)蓋保護(hù)、異常報(bào)警、彈簧滾輪、免維護(hù)無(wú)刷電機(jī)、自適應(yīng)管卡等。

       6、大流量蠕動(dòng)泵(TP600系列和TP700系列)：除基本控制功能外，力矩自動(dòng)調(diào)節(jié)、動(dòng)力強(qiáng)勁、高揚(yáng)程輸送、多種外控接口、流量顯示、可計(jì)量并定量定時(shí)。

　　五、應(yīng)用領(lǐng)域

　　化工：酸、堿、溶劑、懸浮物等；

　　醫(yī)療行業(yè)：輸送手術(shù)液、軟膏、植物提煉液、血漿等；

　　印刷造紙工業(yè)：粘合劑、樹(shù)脂、油墨、顏料等；

　　日化行業(yè)：洗滌劑、乳液、表面活性劑等；

　　食品工業(yè)：輸送果汁、醋、糖漿、大豆油、蜂蜜等；

　　飲料行業(yè)：酵母、糖漿、濃縮物、果汁等；

　　生物技術(shù)，水處理。

　　石化行業(yè)：原油、泥漿、油脂等；

　　涂料行業(yè)：著色劑、油漆等；

　　陶瓷行業(yè)：瓷漿、石灰漿、染色劑等；

　　礦業(yè)：煤漿、巖漿、砂漿等；

　　電子工業(yè)：電鍍液、拋光液、清洗液等；

　　紡織業(yè)：燃料化學(xué)品、膠水等；

　　建筑業(yè)：水泥漿、巖石漿、天花板面漆等；

　　汽車(chē)工業(yè)：冷卻劑、汽車(chē)底漆、油乳膠、脫脂液等；

　　家具行業(yè)：色劑、白木膠、環(huán)氧樹(shù)脂等；

　　冶金鑄造業(yè)：金屬漿、氫氧化物、碳化物漿等；

　　農(nóng)業(yè)：飼料添加劑等。

　　六、蠕動(dòng)泵的揚(yáng)程和壓力

　　蠕動(dòng)泵的揚(yáng)程取決于蠕動(dòng)泵的壓力。一般小型OEM蠕動(dòng)泵采用1.6mm蠕動(dòng)泵軟管或2.4mm蠕動(dòng)泵軟管，排出壓力一般可達(dá)1KG左右，在蠕動(dòng)泵流量穩(wěn)定的前提下，揚(yáng)程可達(dá)5-7米。壁厚為3.3mm、4.8mm、6.3mm蠕動(dòng)泵軟管的泵壓力較大，揚(yáng)程較高。

　　泵的出口壓力有一定的局限性，一般不超過(guò)0.3MPa，一般在0.1-0.2MPa之間。

　　注:泵的吸程是泵的吸入揚(yáng)程，是指泵的壓力揚(yáng)程。吸程又稱吸高，是指泵的能力，即水面離泵有多深，也可以泵，又稱“最大自吸高度”。揚(yáng)程，又稱排高，是指排水能力，即泵送的水能泵送多高。泵的揚(yáng)程是指泵能提水的高度，通常用H表示，單位為m。

　　七、選型方法

　　確定蠕動(dòng)泵流量的參數(shù)：

　　(1)泵管內(nèi)徑。

　　(2)電機(jī)轉(zhuǎn)速。

　　(泵內(nèi)徑越大，電機(jī)轉(zhuǎn)速越大，流量越大。)

　　確定蠕動(dòng)泵輸出流量的脈動(dòng)參數(shù)：

　　(1)泵管內(nèi)徑。

　　(2)輥數(shù)。

　　(3)泵管不同區(qū)間壁厚內(nèi)徑均勻，多輥外徑一致，輥與電機(jī)軸之間的距離一致。

　　(流量相同時(shí)，泵管內(nèi)徑越小，輥數(shù)越多，泵輸出流量波動(dòng)越小。)

　　具體選型流程：

　　1、確定需求

　　流量/精度。

　　通道數(shù)量。

　　傳輸介質(zhì)。

　　工作壓力/吸程或揚(yáng)程。

　　工作環(huán)境。

　　通訊/控制方式。

　　2、選擇泵頭

　　流量-取決于泵頭適應(yīng)軟管規(guī)格。

　　通道數(shù)量-取決于泵頭結(jié)構(gòu)。

　　滾輪數(shù)量-決定輸出介質(zhì)的脈動(dòng)大小，如果輸出脈動(dòng)要求較小，應(yīng)選擇滾輪數(shù)量較多的泵頭。

　　材料-決定傳輸介質(zhì)的類(lèi)型。如果介質(zhì)中含有有機(jī)溶劑和腐蝕性物質(zhì)，則應(yīng)選擇適合材料的泵頭。

　　3、選擇軟管

　　內(nèi)徑-決定傳輸介質(zhì)的流量，與流量成正比。

　　壁厚-決定介質(zhì)的輸出壓力，壁厚越大，輸出壓力越大。

　　材料-決定輸送介質(zhì)的類(lèi)型和軟管的使用壽命。如果介質(zhì)中含有有機(jī)溶劑和腐蝕性物質(zhì)，則應(yīng)選擇適合材料的軟管。

　　注：軟管長(zhǎng)期使用，由于磨損可能破裂，導(dǎo)致流體溢出，可能對(duì)人體或設(shè)備造成損壞，應(yīng)經(jīng)常檢查軟管狀態(tài)，及時(shí)更換。

　　典型的蠕動(dòng)軟管或管材包括硅膠、熱塑性硫化物（TPV）或聚氯乙烯，以及氟橡膠材料。硅膠通常用于泵送非侵蝕性介質(zhì)，與其他材料相比較軟。TPV具有聚丙烯的易加工性和EPDM的彈性。如果需要泵送化學(xué)腐蝕性較強(qiáng)的介質(zhì)，則使用氟橡膠（硬）材料。

　　選擇合適的管道時(shí)，正確選擇管道尺寸非常重要。如果關(guān)鍵是盡可能延長(zhǎng)管道的使用壽命，那么大內(nèi)徑管道和低電機(jī)的速度是非常有益的。為了實(shí)現(xiàn)高流量，應(yīng)選擇大內(nèi)徑管道和高電機(jī)速度。如果應(yīng)用要求高精度，則管道內(nèi)徑應(yīng)最小，電機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)較高。泵送粘性液體，管壁應(yīng)較厚，以確?？焖倩謴?fù)原狀。

　　4.選擇驅(qū)動(dòng)器

　　轉(zhuǎn)速-決定傳輸介質(zhì)的流量，與流量成正比。

　　精度-取決于速度控制精度。

　　材料-決定產(chǎn)品的工作環(huán)境。如果工作環(huán)境中含有腐蝕性物質(zhì)，應(yīng)選擇適合材料的驅(qū)動(dòng)器。

　　防護(hù)等級(jí)-確定產(chǎn)品的工作環(huán)境。如果工作環(huán)境需要防水防塵，應(yīng)選擇適合IP等級(jí)的驅(qū)動(dòng)器。

　　蠕動(dòng)泵常見(jiàn)的電機(jī)類(lèi)型包括刷直流（DC）、無(wú)刷直流（BLDC）、交流（AC）或步進(jìn)電機(jī)。如果軟管泵沒(méi)有齒輪箱驅(qū)動(dòng)，則可以通過(guò)改變電機(jī)速度來(lái)控制流量。典型的蠕動(dòng)泵電機(jī)速度在0-400轉(zhuǎn)/分鐘之間。直流電機(jī)和無(wú)刷直流電機(jī)通常與齒輪箱一起使用，以便根據(jù)流量需要設(shè)定速度。步進(jìn)電機(jī)的速度可由外部控制器板調(diào)節(jié)。

　　DC電機(jī)有不同的質(zhì)量等級(jí)，運(yùn)行時(shí)間為500到4000小時(shí)。這些電機(jī)的限制因素是電刷系統(tǒng)和軸承。交流電機(jī)的使用壽命從1000小時(shí)（蓋極式）到1萬(wàn)小時(shí)（電容式）不等。對(duì)于步進(jìn)電機(jī)和無(wú)刷DC電機(jī)，限制因素通常只是軸承系統(tǒng)。步進(jìn)電機(jī)和無(wú)刷DC電機(jī)的速度在運(yùn)行過(guò)程中可以很容易地調(diào)整。這些電機(jī)類(lèi)型通常用于需要可變流量的場(chǎng)合。

　　成品蠕動(dòng)泵流量計(jì)算方法：

　　蠕動(dòng)泵屬于正排量泵，每轉(zhuǎn)一圈都會(huì)產(chǎn)生固定的流量輸出，通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速可以輕松獲得所需的流量。因此，通過(guò)測(cè)量蠕動(dòng)泵任意轉(zhuǎn)速下的流量，可以計(jì)算出不同轉(zhuǎn)速下的流量。通常，這些計(jì)算的流量與實(shí)際流量之間的誤差范圍可以達(dá)到2%以內(nèi)。

　　例如，當(dāng)蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速為300rpm時(shí)，流量為210ml/min，如需流量為100ml/min，則需要驅(qū)動(dòng)板電機(jī)轉(zhuǎn)速。

　　(1)根據(jù)流量參數(shù)計(jì)算出每圈/min產(chǎn)生的流量=210/300=0.7ml/min。

　　(2)所需流量100/0.7=所需轉(zhuǎn)速=142.9rpm。

　　八、流量計(jì)算

　　計(jì)算原理：

　　蠕動(dòng)泵是兩個(gè)轉(zhuǎn)子輥之間的泵管形成的“枕頭”流體?！罢眍^”的體積取決于泵管的內(nèi)徑和轉(zhuǎn)子的幾何特征。流量取決于泵頭的轉(zhuǎn)速和“枕頭”的大小以及每個(gè)轉(zhuǎn)子圈產(chǎn)生的“枕頭”的數(shù)量?！罢眍^”的大小一般為常量（泵送粘度特別高的流體除外）。

　　計(jì)算算法:

　　定義輥與泵殼之間的間隙為T(mén)，泵管壁厚為T(mén)，輥數(shù)為N，輥外旋轉(zhuǎn)半徑為R1，泵殼弧半徑為R2，泵管內(nèi)徑為D，輥擠壓部分長(zhǎng)度為x，電機(jī)轉(zhuǎn)速為n。

　　如果T>2t，輥?zhàn)硬粫?huì)“堵塞”泵管，那么當(dāng)泵出口有壓力時(shí)，液體可能會(huì)部分回流或根本無(wú)法輸送到出口。

　　如果T≤2t，泵管擠壓后的絕對(duì)壓縮變形為2t-T。擠壓變形越大，可以更好地防止液體回流，提供更高的泵壓力。但彈性泵管擠壓越嚴(yán)重，使用壽命可能越短。因此，需要合理控制變形量，即控制輥尺寸、輥與電機(jī)軸距離、外殼尺寸等。

　　需要注意的是，泵管安裝在泵頭上后，往往處于輕度拉伸狀態(tài)。因此，兩個(gè)輥之間一段泵管的實(shí)際內(nèi)徑D實(shí)際上略小于泵管未安裝狀態(tài)下的內(nèi)徑D。

　　L=π(R1+R2)/(N-1)-x，兩個(gè)輥之間的一段泵管長(zhǎng)度。

　　泵管截面積A=πd/4。

　　兩個(gè)輥之間這一小段管內(nèi)的液體量，即一個(gè)脈沖的液體量v=L*πd/4。

　　泵轉(zhuǎn)動(dòng)一周后，會(huì)有N小段液體被擠出，即轉(zhuǎn)動(dòng)一周的液體量為V=N*V。

　　泵流量F=n*V=n*n*L*πd/4。

　　注：同一泵管內(nèi)徑d，由于加工公差不同，泵管不同區(qū)域相應(yīng)截面積不同。由于加工公差，不同泵管和不同批次的泵管內(nèi)徑也會(huì)有很大差異。泵管使用一段時(shí)間后，由于彈性下降、擠壓變形等問(wèn)題，泵管實(shí)際工作內(nèi)徑d也會(huì)發(fā)生很大變化。這些都會(huì)導(dǎo)致蠕動(dòng)泵的流量，因?yàn)椴煌谋霉芑蛲槐霉艿牟煌褂脮r(shí)間不同。

　　九、注意事項(xiàng)

　　為了減少脈動(dòng)，許多蠕動(dòng)泵都有彈簧負(fù)載機(jī)構(gòu)，以確保泵的平穩(wěn)運(yùn)行。這一特性對(duì)活細(xì)胞和其他剪切敏感液體也非常重要。另一個(gè)需要考慮的方面是根據(jù)所需的流量調(diào)整泵的不同管道尺寸。

　　更復(fù)雜的泵類(lèi)型也具有可調(diào)的咬合功能。該功能有助于根據(jù)流體系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的不同壓力水平調(diào)整泵。

　　為了提高產(chǎn)品效率，可以使用多通道蠕動(dòng)泵。對(duì)于這樣的泵，電機(jī)可以驅(qū)動(dòng)多達(dá)十幾個(gè)通道的泵頭，每個(gè)通道都有一個(gè)單獨(dú)的管道。這樣，可以同時(shí)輸送不同的介質(zhì)，也可以將相同的介質(zhì)分配到多個(gè)容器中。蠕動(dòng)泵中使用的滾筒數(shù)量對(duì)流體處理有很大的影響。為了達(dá)到更高的流量，只能使用兩個(gè)或三個(gè)滾筒。缺點(diǎn)是脈動(dòng)高。如果需要溫和輸送介質(zhì)，通常需要使用更多的滾筒來(lái)保持適度的脈動(dòng)。