Перистальтический насос

Перистальти́ческий насо́с (согласно ГОСТ это недопустимое наименование шлангового насоса) — разновидность насоса для перекачки жидкостей, в основном, жидкостей и пастообразных веществ.

Перистальтический насос в работе
Двухроликовая головка перистальтического насоса с установленной трубкой

Принцип действия основан на передавливании эластичной трубки каким-либо механическим органом, например катящимися по окружности роликами, которые проталкивают жидкость на выход насоса.

Конструктивно обычно состоит из эластичной трубки или шланга, двух или более роликов или башмаков и трека эластичной трубки, к которому ролики прижимают трубку, сужая её проходное сечение.

Существуют конструкции и без опорной поверхности, в них трубка пережимается роликами благодаря её натяжению.

Перистальтические насосы также можно разделить на трубочные (деформируемый элемент — однородная трубка) и шланговые (деформируемый элемент — многослойный шланг, для прочности усиленный кордом).

Преимущества

править

Перистальтические насосы относятся к насосам объёмного типа и имеют несколько преимуществ, отсутствующих в насосах другого принципа действия.

  • Отсутствие трущихся пар металл по металлу.
  • Перекачиваемая среда контактирует только с материалом эластичной трубки.
  • Высокий коэффициент готовности, минимальное время простоя и обслуживания.
  • Низкая трудоёмкость на установку, обслуживание, чистку.
  • Высокая ремонтопригодность, наиболее подверженная износу деталь — легкозаменяемая эластичная трубка.
  • Хорошая воспроизводимость зависимости расхода от скорости вращения ротора, лучше чем ±0,5 %.
  • Относительно низкий уровень шума.

Недостатки

править

Наряду с преимуществами, перистальтические насосы имеют и недостатки к которым можно отнести:

  • Ограничение по температуре перекачиваемой среды, обусловленной термостойкостью материала эластичной трубки, для распространённых силиконовых резин от 0 до 90 °С.
  • Ограничение по давлению (для трубочного перистальтического насоса максимальное давление 7 атм, для шлангового перистальтического насоса — до 16 атм).
  • Ограничения по перекачиваемым средам. Трубки для высокоагрессивных сред, например минеральных концентрированных кислот, дорогие.
  • Падение производительности при работе с высоковязкими средами.

Применение

править

Благодаря своим преимуществам, перистальтические насосы нашли своё применение в самых различных сферах: медицине, фармацевтике, биотехнологии, дозировании и транспортировки жидкостей в химическом производстве и лабораториях, подготовка пробы (подача и откачка реагентов и компонентов) перед анализом, водоподготовке и водоочистке, при окраске волокнистых материалов, в целлюлозно-бумажном производстве, горном деле, на обогатительных фабриках, в строительстве, пивоварении, полиграфии и производстве упаковки, изготовлении пищевых продуктов и напитков, на молочных заводах, хлебопекарнях, в пищевом производстве, в текстильной промышленности, производстве чистых химических реактивов.

Также перистальтические насосы применяются в медицине для перекачки крови пациента с искусственно остановленным сердцем, поскольку такой насос равномерно прокачивает кровь с малой скоростью, не разрушает клетки крови и легко стерилизуется.

Конструктивные особенности

править

По исполнению корпуса перистальтические насосы могут быть моноблочными (Cased pump) и модульными (Close-coupled pump). В моноблочном насосе привод, редуктор и элементы управления находятся внутри одного монолитного корпуса-кожуха, в то время как у модульного насоса модули также соединены между собой, но кожух отсутствует. Производительность насоса зависит от скорости вращения вала, проходного сечения эластичного элемента и количества роликов. Количество роликов определяет также равномерность потока жидкости. Их количество в разных моделях варьируется от 2 до 8 и выше.

Головки перистальтических насосов различают прямого и поворотного типа. В головках прямого типа трубка огибает ротор сверху дугой, в ней ролики прижимают трубку к жёсткому треку сверху. Разновидностью головки прямого типа является головка FlipTop, позволяющая осуществлять замену трубки в течение 1 минуты.

В головках поворотного типа трубка огибает ротор по С-образной форме (показано на рисунке). Соответственно ролики прижимают трубку к треку по всей С-образной поверхности прилегания трубки.

История

править

Хотя некоторые другие типы насосов, в частности мембранные, более широко известны, перистальтические насосы впервые стали производиться серийно уже с 50-х годов двадцатого века. Пионерами в производстве таких насосов были компании Graco (США), ASF Thomas (Германия), Watson-Marlow (Великобритания), Welco (Япония), Brightwell (Канада), которые и сейчас специализируются на изготовлении перистальтических насосов. В то время как принципы работы перистальтического насоса остаются неизменными, элементы конструкции с течением времени видоизменяются и совершенствуются в постоянном техническом прогрессе. Так, компания Watson-marlow уже в начале XXI века изобрела головку типа Flip-Top с возможностью моментальной замены трубки насоса. Позднее многие производители разработали свои системы быстрой смены трубки.

Трубки

править

При выборе перистальтического насоса следует уделять особое внимание материалу трубки, от которого зависит срок службы, а также её внутреннему диаметру, от которого зависит производительность насоса. В перистальтических насосах используются такие материалы для изготовления эластичных трубок, как Биопрен (Bioprene), Марпрен (Marprene), Силикон (Silicone), Неопрен (Neoprene), Флюорел (Fluorel)/ Витон (Viton), Ста-Пьюэ (Sta-Pure), Кем-шуэ (Chem-Sure) и Силикон-Платинум (Pumpsil-D). Трубки могут быть гладкими, а также могут иметь специальные крепления LoadSure для более жёсткой фиксации их в треке.

Для безопасного и быстрого присоединения насосов к системе в перистальтике используются элементы крепежа трубок типов Tri-Clamp, Cam-and -Groove, SMS и другие.

См. также

править