Pam Peristaltik: Prinsip dan Komponen

Apakah itu Pam Peristaltik?

Dari perspektif profesional, pam peristaltik ialah sejenis pam volumetrik anjakan positif. Prinsip kerjanya adalah berdasarkan "mampatan berkala dan lantunan semula tiub fleksibel":

Pemandu menyediakan kuasa untuk memacu putaran rotor (dilengkapi dengan berbilang penggelek) di dalam kepala pam. Semasa pemutar berputar, penggelek secara berterusan memampatkan tiub elastik di kepala pam, membentuk "ruang tertutup sementara" di dalam tiub. Apabila penggelek bergolek ke hadapan, ruang tertutup ini bergerak mengikut arah penghantaran bendalir, menolak bendalir dalam tiub ke arah alur keluar. Apabila penggelek bergerak menjauhi bahagian tiub, tiub melantun semula kerana keanjalannya sendiri, memulihkan isipadu rongga dalam dan menarik cecair baru dari salur masuk. Kitaran ini berulang untuk mencapai penghantaran cecair sehala yang berterusan.

Masih tidak memahaminya? Mari kita fikirkan tindakan hidup yang biasa: cubit penyedut minuman dengan jari anda dan tolak ke hadapan— cecair dalam penyedut minuman akan mengalir ke arah jari anda bergerak. Pam peristaltik pada asasnya ialah "versi mekanikal 'jari + jerami'": ia menggunakan "penggelek" yang dipacu motor untuk menggantikan jari dan "tiub elastik" untuk menggantikan penyedut minuman. Dengan memampatkan tiub secara berterusan dengan penggelek, bendalir dibuat untuk mengalir satu arah di dalam tiub.

Kelebihan terasnya, yang turut membezakannya daripada pam emparan dan pam gear, ialah cecair hanya bersentuhan dengan tiub dan tiada bahagian dalaman badan pam. Ini bermakna:

  • Tidak perlu risau tentang bendalir yang mencemarkan badan pam;
  • Tidak perlu risau tentang badan pam mencemari bendalir.

Tiga Komponen Teras

Tidak kira saiz atau penggunaannya, pam peristaltik bergantung pada tiga struktur teras: pemacu (sumber kuasa), ) (mekanisme pemotongan, pam pelaksana) dan tiub (saluran penghantaran cecair). Parameter reka bentuk ketiga-tiga komponen ini secara langsung menentukan ketepatan aliran pam, kestabilan penghantaran dan hayat perkhidmatan. Ia seperti "enjin + transmisi + tayar" kereta—tiada satu pun boleh hilang.

1. Pemandu

Teras pemandu terdiri daripada motor dan modul kawalan. Fungsi utamanya ialah untuk memberikan kuasa yang stabil kepada kepala pam dan mengawal kelajuan putaran penggelek (kelajuan putaran secara langsung menentukan kadar aliran).

Jenis Motor

  • Motor Berus DC: Kos rendah dan tork permulaan yang tinggi, sesuai untuk pemindahan cecair awam yang mudah (cth., penambahan air akuarium kecil) dan dos kimia industri kos rendah—senario di mana keperluan ketepatan dan hayat perkhidmatan tidak tinggi.
  • Motor Tanpa Brushless DC (BLDC): Hayat perkhidmatan yang panjang, hingar rendah dan kestabilan yang baik, sesuai untuk pemindahan cecair ketepatan di makmal (mis., bekalan cecair kromatografi) dan peranti infusi perubatan kecil—senario yang memerlukan hingar rendah dan hayat perkhidmatan yang panjang.
  • Motor Stepper: Ketepatan kawalan kelajuan yang sangat tinggi dan tiada ralat terkumpul, sesuai untuk pemipetan kuantitatif sampel makmal dan pengisian volum kecil makanan (mis., pengisian pati 5mL)—senario dengan keperluan ketat untuk ketepatan aliran.
  • Motor AC: Kuasa keluaran tinggi dan serasi dengan kadar aliran yang besar, sesuai untuk dos kimia berdiameter besar dalam loji rawatan kumbahan dan penghantaran penyelesaian nutrien aliran besar dalam senario pertanian—perindustrian yang memerlukan kadar aliran tinggi dan tekanan tinggi.

Mod Kawalan

  • Kawalan Manual: Laraskan kelajuan putaran melalui tombol atau butang, atau kawal hidup/mati dengan pedal kaki pilihan. Mudah dikendalikan, sesuai untuk operasi bebas pam tunggal.
  • Kawalan Analog: Menerima isyarat seperti 0-5V/4-20mA dan boleh dipautkan dengan PLC (Pengawal Logik Boleh Diprogram) atau DCS (Sistem Kawalan Teragih).
  • Kawalan Digital: Menyokong protokol seperti RS232/RS485/Modbus, mendayakan tetapan jauh kadar aliran dan membaca data operasi.

2. Ketua Pam

Kepala pam ialah komponen yang bersentuhan terus dengan tiub dan memerah bendalir; ia juga merupakan kunci untuk mempengaruhi "kestabilan aliran" dan "hayat perkhidmatan tiub". Untuk pemula, fokus pada tiga aspek reka bentuk semasa menilai kepala pam:

Bilangan Penggelek

Menentukan tahap turun naik aliran. Lebih banyak penggelek bermakna kekerapan pemampatan tiub yang lebih tinggi dan aliran yang lebih stabil (cth., kepala pam 10-gelek mengurangkan turun naik aliran sebanyak 30% berbanding dengan 6-gelek). Walau bagaimanapun, lebih banyak penggelek turut mempercepatkan haus tiub, memendekkan hayat perkhidmatannya sebanyak 10%-20%.

Mekanisme Mampatan

Jumlah mampatan tiub mesti dikawal dengan tepat: mampatan yang tidak mencukupi menyebabkan "angkat sedutan dan kebocoran tidak mencukupi", manakala mampatan berlebihan mempercepatkan penuaan tiub. Kaedah pemampatan arus perdana dalam industri terbahagi kepada dua jenis:

  •  Mampatan Manual: Laraskan kedudukan blok tekanan melalui tombol untuk menetapkan jumlah mampatan. Sesuai untuk senario dengan spesifikasi tiub tetap dan kekerapan penggunaan yang rendah (cth., percubaan makmal sementara).
  • Mekanisme Pampasan Tekanan Automatik: Mencapai pampasan tekanan dinamik melalui spring atau silinder udara. Apabila tiub menipis kerana haus, blok tekanan secara automatik menyesuaikan untuk mengekalkan jumlah mampatan yang tetap. Sesuai untuk senario operasi berterusan 24/7 (cth., saluran pengisian makanan, sistem dos kimia industri) dan boleh memanjangkan hayat perkhidmatan tiub.

Bahan

Bahan kepala pam hendaklah dipilih berdasarkan ciri bendalir yang dipindahkan (kekakisan, suhu) dan keperluan persekitaran:

  • Kepala Pam Plastik Kejuruteraan (PP/ABS): Ringan (40% lebih ringan daripada aloi aluminium), tahan kakisan (sesuai untuk memindahkan asid lemah dan alkali), dan kos rendah. Sesuai untuk peralatan mudah alih (cth., pam pensampelan luar) tetapi mempunyai rintangan suhu tinggi yang lemah.
  • Kepala Pam Aloi Aluminium: Kekuatan tinggi dan pelesapan haba yang baik, sesuai untuk memindahkan cecair kelikatan tinggi (cth., sirap, minyak pelincir). Walau bagaimanapun, ia adalah berat dan mempunyai kos yang lebih tinggi.
  • Kepala Pam Keluli Tahan Karat: Rintangan kakisan yang unggul, sesuai untuk senario farmaseutikal dan semikonduktor, tetapi dengan kos yang lebih tinggi (lebih tinggi daripada aloi aluminium).

3. Tiub

Tiub ialah "boleh guna" pam peristaltik. Memilih tiub yang betul menghalang kebocoran dan pencemaran, sementara juga mengurangkan kekerapan penggantian (menurunkan kos). Bagi pemula, teras pemilihan tiub adalah untuk memadankan "ciri cecair" dengan bahan yang sepadan:
  • Tiub Silikon: Kos efektif dengan keanjalan yang baik dan pemasangan yang mudah, sesuai untuk memindahkan "air, reagen neutral dan cecair gred makanan" (cth., minuman, air bersih). Walau bagaimanapun, ia mempunyai kelemahan yang jelas: tidak tahan minyak, tidak tahan kepada asid/alkali kuat (cth., asid sulfurik, alkohol) dan mengeras dengan penuaan selepas penggunaan jangka panjang.
  • Tiub Fluororubber (FKM): "Raja rintangan kakisan", yang mampu memindahkan asid sulfurik, asid hidroklorik dan pelarut organik (cth., metanol, aseton). Sesuai untuk senario perlindungan kimia dan alam sekitar, tetapi mempunyai keanjalan yang lemah dan kos yang tinggi (3-5 kali ganda daripada tiub silikon).
  • Tiub Silikon Gred Makanan: Mempunyai pensijilan FDA (berbanding tiub silikon biasa) dan tidak mengandungi pemplastik. Sesuai untuk memindahkan cecair dalam hubungan langsung dengan makanan (cth., sos, yogurt, minyak masak). Nota: Pilih "model tahan suhu tinggi" (cth., tahan 120°C) untuk memudahkan pembersihan dan pembasmian kuman.
  • Tiub Teflon (PTFE): Rintangan yang sangat baik terhadap kedua-dua suhu tinggi/rendah (-200°C hingga 260°C) dan kakisan (boleh menahan aqua regia). Walau bagaimanapun, ia keras dan mempunyai keanjalan yang lemah, memerlukan pemadanan dengan "kepala pam tekanan tinggi". Ia biasanya hanya digunakan dalam senario khas (cth., bekalan cecair untuk cerek tindak balas suhu tinggi).

Petua

"Diameter dalam dan ketebalan dinding" tiub secara langsung mempengaruhi kadar aliran:
  • Pada kelajuan putaran yang sama, kadar alir adalah berkadar dengan segi empat sama diameter dalam tiub (cth., kadar alir tiub dengan diameter dalam 8mm ialah 4 kali ganda daripada tiub dengan diameter dalam 4mm).
  • Ketebalan dinding mempengaruhi rintangan mampatan: dinding yang lebih tebal (cth., 3mm vs. 2mm) memberikan prestasi anti-penuaan yang lebih baik, tetapi mesti sepadan dengan reka bentuk mampatan kepala pam (untuk mengelakkan mampatan yang tidak mencukupi).
Back to blog