基础讲座|精密泵技术 4-1. 气囊的原理

什么是气囊?

为减小泵的脉动而广泛使用的机器。
利用容器内的空气的伸缩抑制往复动作泵的脉动,创造稳定的液体流动。
可减轻配管的振动、过溢现象等脉动涉及的诸多问题。

使用气囊时的吐出波形

图1表示膜片泵的吐出波形。
在A的部分吐出液体。
在B的部分吸入液体(液体被吸入泵头内,液体未被吐出的状态)。
气囊利用空气的伸缩,将图1的波形均匀成图3的样子。
在图3中,可见脉动消失,是连续恒流。

 

 

脉动减小的机理

当泵处于吐出行程时,泵吐出的压力使气囊内的空气被压缩,气囊内液体增加。
当泵处于吸入行程时(液体不从泵吐出期间),不施加来自泵的吐出压力,因此通过在气囊内被压缩的空气压力挤出气囊内的液体。
也就是说,当泵处于吐出行程时,从泵的吐出的液体的一部分流进气囊,当泵处于吸入行程时,气囊内的液体流进配管。
脉动因这一机理减小。

什么是缓冲器?

 

请设想为了避免空气直接接触液体,在气囊内设置橡胶隔膜,这就是缓冲器。实际上内装被称作皮囊的橡胶气球,封入了被压缩到一定压力的气体(一般是氮气)。脉动降低原理与气囊相同。 如果使用缓冲器,空气与液体不直接接触,因此不会发生空气溶解到液体中或者液体氧化、老化的现象。

气囊的缺点

  • 如果气囊内的空气溶解到液体中后变少,脉动将变大,因此需要定期补充空气。
  • 不能在受空气影响的液体上使用。
  • 每次改变泵的吐出量时,需要再次调节节流阀。
  • 气囊内部的空气积蓄到足够的压力需要时间,因此液体需要较长时间才能吐出。(泵启动时的吐出延迟)
  • 泵停止时,积蓄在气囊内的空气挤出液体,因此液体将持续流出,直到气囊内的空气压力彻底降低。(泵停止时的滴液)

设置上的注意

  • 务必在泵附近设置溢流阀。
  • 在配管上设置了阻流阀时,在将阻流阀置于全开后,接通泵的开关。
  • 不要超过最高使用压力。
  • 在寒冷地区,不要将配管敷设在地面上。在室外等冻结可能性大时,对配管、泵、气囊进行保温处理。
  • 为了避免温度的异常上升(金属制造时)、紫外线的影响(PVC制造时),不在直射阳光下使用。

气囊的风险


风险1

气囊内的空气随着时间的推移融入输送液中,逐渐减少。如果就这样继续放任不管,等到气囊内的空气消失后,气囊变成配管的一部分,发生脉动。配管因为脉动而振动,配管可能发生松动、破损,导致漏液。


风险2

当气囊的材质不再能够承受被压缩的空气的压力时,气囊破损、破裂,液体飞溅,气囊的破片飞溅等,可能使人受伤。

 


不需要气囊的往复动作泵 Smoothflow Pump

TACMINA的膜片泵“Smoothflow Pump”采用下图所示的高精密等速凸轮机构,使左右两个泵头的吐出量之和保持恒定,实现了连续恒流。

 

Smoothflow Pump的优点

  1. 由于不需要气囊,提前避免空气减少引起的配管振动、万一气囊破损引起的药液飞溅等的风险。
  2. 不需要向气囊的补充空气、节流阀的调节等日常性维护!

     

     
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  4. 由于无脉动,不需要粗的配管、振动对策!

     

     
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