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衛(wèi)生級氣動膈膜泵的選型技術
閱讀：845 發(fā)布時間：2020-4-17衛(wèi)生應用領域如食品飲料、日化、化妝品、制藥行業(yè)中，流體輸送適用面很廣的產(chǎn)品是氣動膈膜泵, 氣動膈膜泵因其背壓停機的能力而廣為人知，這意味著無需安裝額外的控制裝置用于啟動和關停泵。
不過，氣動膈膜泵顯著的特點在于其無密封的設計，消除了其它泵類產(chǎn)品因機械密封而帶來的昂貴維修成本以及泄露問題。
氣動膈膜泵可以實現(xiàn)自吸，在干運轉情形下對泵不產(chǎn)生損傷，是輸送食品物料的理想選擇。符合美國FDA（食品和藥品管理*）標準的氣動膈膜泵能夠處理各種物料，從水樣流體到粘稠的物料如白干酪等。
氣動膈膜泵不僅僅應用于衛(wèi)生領域。許多工業(yè)品廠商早已在各自的工藝上采用氣動膈膜泵輸送各類物料，諸如油漆、化學劑、油墨、清洗劑、粘合劑、密封劑、潤滑油以及混凝土漿料。大口徑氣動膈膜泵甚至能夠輸送粘度超過20,000厘泊的物料。在工業(yè)領域中，許多客戶也利用金屬泵、導電聚丙烯泵接地后無電火花的特點，將氣動膈膜泵應用于具有防爆要求的危險工作區(qū)域。
在衛(wèi)生領域中，聚丙烯、不銹鋼以及聚偏氟乙烯（PVDF）材質(zhì)的氣動膈膜泵常在在線清洗工藝（CIP）中用于輸送、計量化學藥劑。
氣動膈膜泵通過在內(nèi)部流體腔和外部供料來源之間產(chǎn)生的壓力差進行工作。泵送時，泵的一側通過推開頂部的單向球閥而將流體推出泵腔。與此同時，泵的另一側則關閉頂部球閥形成密封，同時提起底部球閥讓其離開閥座并將流體吸入泵腔。氣動膈膜共有四個球形單向閥，在任何一個給定的工作時間點，其中的兩個被打開，另外兩個被關閉。
▲圖1 流體在泵內(nèi)的流動路徑
流體是怎樣進入泵內(nèi)的呢？很多人認為是氣動膈膜泵內(nèi)部產(chǎn)生了真空。然而，實際上泵只是將一側流體腔內(nèi)的壓力降到一定的水平，該壓力水平低于供料桶和管路上方存在的大氣壓。結果是在泵流體腔和供料系統(tǒng)之間產(chǎn)生了壓差。每一次泵流體腔中的壓力低于外界大氣壓時，供料桶和管路中的高壓流體就會沖入泵腔以達到新的壓力平衡。
選擇合適的泵
不同的氣動膈膜泵服務于特定的應用場合。氣動隔膜泵的流量范圍從1加侖/分鐘以內(nèi)到接近300加侖/分鐘。泵的材質(zhì)可選便宜的鋁合金或不銹鋼以及諸如乙縮醛、聚丙烯和聚偏氟乙烯（PVDF）等耐腐蝕性好的高分子聚合物。此外，浸液部件通過配置不同材質(zhì)的球閥、閥座和和膜片以適應各類不同的介質(zhì)。
當選擇一款氣動膈膜泵時，工廠設備經(jīng)理應首先考慮以下幾個問題：
? 實際要求的流量多大？
? 泵送的介質(zhì)是什么？
介質(zhì)的粘度多高？
是否是磨蝕性介質(zhì)？
介質(zhì)所含顆粒的尺寸大??？
? 供料罐相對于泵的位置是怎樣的?
泵的自吸高度多高？
泵出口的垂直輸送距離多高？
? 泵出口的排料距離多長?
? 泵進口管徑多大?
? 泵出口管徑多大?
? 介質(zhì)溫度多高?
? 如果選擇氣動泵，車間內(nèi)供氣壓力多少？
? 是否有產(chǎn)品證書或認證要求？
? 是否有其它需要考慮進去的特殊應用？
衛(wèi)生領域特殊的問題
在衛(wèi)生行業(yè)，流體流經(jīng)泵體的方式也需要考慮進去。大多數(shù)氣動膈膜泵采用螺栓通過中部連接的方式，利用壓板將膜片固定壓緊，螺栓頭暴露在膜片外表面并與物料接觸。
這種設計使得物料中的顆粒能夠滲入壓板背面，以不易察覺的方式逐步磨損膜片，縮短膜片工作“壽命”。另外一個問題則是泵在每一次做功形成沖程時，壓板和膜片之間會產(chǎn)生一個空隙“藏污納垢”滋生細菌。在不拆解泵體、不拆卸壓板的情況下，該區(qū)域幾乎不可能得到*清洗。
▲圖2 標準膜片使用壓板固定壓緊膜片，
連接處易于滋生藏匿細菌
在衛(wèi)生領域應用中，被泵送的介質(zhì)通常都含有懸浮的小顆粒。在這種情況下，許多用戶都會選用PTFE/EPDM一體式膜片，其接觸物料一側的材質(zhì)是聚四氟乙烯（PTFE），接觸壓縮空氣一側的材質(zhì)是三元乙丙橡膠（EPDM）。一體式膜片可阻止任何介質(zhì)滲入膜片壓板背面，從而不會滋生細菌。
▲圖3 一體式膜片大大延長了膜片的撓曲壽命，
并杜絕物料滲入壓板背面
PTFE/EPDM一體式膜片大大延長了膜片的工作壽命，因為膜片壓板的任何部分都不會與介質(zhì)直接發(fā)生接觸。例如，在美國喬治亞州的一個調(diào)味品灌裝廠，客戶使用配置了這種一體式膜片的氣動膈膜泵持續(xù)不斷地將300加侖桶裝的蛋黃醬輸送至緩沖罐以進行單個成品包裝。泵送過程沒有改變一點蛋黃醬的稠度。另外，一體式膜片由于其“合二為一”的簡單設計也更易于清洗。
膜片的更換通常費時費力。標準兩片式PTFE膜片的替換時間一般為一個小時。固瑞克開發(fā)出一個簡單易用的膜片替換工具安裝在氣閥上，可將整個過程縮短至15到20分鐘
該工具避免了氣閥的常規(guī)操作，能將壓縮空氣引至特定的氣室。導向銷被重新安放在主閥杯座的活塞上，不讓其發(fā)生位移。主閥杯座則被替換成一個定向工具，上面刻有箭頭以供維修人員選定方向。該工具將壓縮空氣引至希望其吹送的那一側（通常為膜片已被組裝好的一側）。當兩側膜片都*組裝好后，取下導向銷并將主閥杯座替換回去。
▲圖4 膜片替換工作
氣動膈膜泵主要的部件就是氣閥。市面上的氣閥設計也各種各樣。然而，許多用戶更青睞具有封閉中心的設計以消除氣閥運行時出現(xiàn)的“粘性”停滯問題，這一問題多出現(xiàn)在帶有管式閥芯的氣閥設計上。
上海浙甌氣動膈膜泵的雙環(huán)滑塊式氣閥100%可在泵體外部進行替換和維修，正常運行時無需潤滑，整個氣閥僅僅包含9個運行部件，工作時穩(wěn)定性更高。
▲圖5 氣閥運動不減少，易于維護
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