基础讲座｜精密泵技术 3-2. 解决过溢现象的对策1 减小惯性阻力

减小惯性阻力

表示计量泵的惯性力（惯性阻力）的公式如下：

Pi = 2 x 10-6 x (D/d)2 x (N/60)2 x S x L x γ

让我们具体分解此公式。
柱塞泵的公式如下。在一般的膜片泵上，不使用D的阻塞直径，而使用膜片有效直径，只有这一点与柱塞泵不同，其余的完全相同。

公式 含义说明 单位
Pi 液体的惯性力引起的压力 MPa
2 x 10-6 换算系数 N/A
(D/d)2 （柱塞直径/软管内径）的2次方 (cm/cm)2
(N/60)2 （1分钟的冲程个数/60）的2次方 (spm/60)2
S 冲程长度 cm
L 软管长度 cm
γ 液体的密度 g/cm3
  • 与1次方成正比　 ⇒　a)冲程长度、b)软管长度、c)液体的密度
  • 与2次方成正比　 ⇒　d)柱塞直径、e)1分钟的冲程个数
  • 与2次方成反比　⇒　f)软管内径

接下来，让我们看一看各自的含义及其影响程度。

使惯性阻力值发生变化的要素及其影响程度1

符号a：冲程长度

影响程度 减小惯性阻力的方法 优点与缺点

与1次方成正比

（例）
冲程长度一半↓
惯性阻力一半↓
但是，吐出量也一半

缩短冲程长度
（通过拨盘调节）
  • 优点
    • 易于操作
  • 缺点
    • 吐出量下降，需要提高药液的浓度
    • 注入原液时，不可能提高浓度
    • 因为提高浓度，需要再次探讨耐腐蚀性
    • 提高浓度使液体的密度增加，“c”与“a”抵消

符号b：软管长度

影响程度 减小惯性阻力的方法 优点与缺点

与1次方成正比

（例）
软管长度一半↓
惯性阻力一半

缩短软管
  • 优点
    • 切割软管即可
  • 缺点
    • 需要变更罐与泵的设置位置
    • 如果只移动泵，吸入侧的软管变长（原则上吸入侧的软管越短越好）

符号c：液体的密度

影响程度 减小惯性阻力的方法 优点与缺点

与1次方成正比

（例）
密度降低20%↓
惯性阻力减小20%

稀释药液
但是，密度不会大幅下降
  • 优点
    • 用水（溶液）稀释即可
  • 缺点
    • 浓度变淡，泵与罐的容量可能不够

使惯性阻力值发生变化的要素及其影响程度2

符号d：柱塞直径

影响程度 减小惯性阻力的方法 优点与缺点

与2次方成正比

（例）
柱塞直径一半↓
惯性阻力：1/4↓
但是，吐出量也下降1/4

柱塞直径的变更不实用
  • 缺点
    • 减小柱塞直径意味着吐出量的大幅减小

符号e：冲程个数

影响程度 减小惯性阻力的方法 优点与缺点

与2次方成正比

（例）
冲程个数一半↓
惯性阻力：1/4↓
但是，吐出量一半

通过变频器等控制转速
  • 缺点
    • 需要变频器等设备
    • 虽然不至于减小柱塞直径，但是吐出量减小可能有与“a”相同的缺点

符号f：软管的内径

影响程度 减小惯性阻力的方法 优点与缺点

与2次方成反比

（例）
软管内径2倍↓
惯性阻力：1/4↓
吐出量无变化

增粗软管直径
  • 优点
    • 不必改变设置条件
    • 可望大幅降低惯性阻力
    • 施工费相对便宜
  • 缺点
    • 增粗软管，软管内部滞留的液量增多
    • 需要变更软管的连接部

观察上表，可以说最有效的方法是“f”。
因为变更软管内径施工相对简单，效果也以2次方显现，而且也不必考虑吐出量的变化。但是，有一些缺点，因此设置计量泵时，预先考虑泵的布局、惯性阻力显得重要。

TACMINA的 “Smoothflow Pump” 虽然是膜片泵，但是没有脉动，因此几乎不受惯性阻力的影响。可设置细长的配管，可望节约成本。
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