基础讲座|精密泵技术 7-1. 关于压缩比

根据容积式原理分析,空气(气体)混入泵头内部会造成严重的影响。下面让我们分析一下空气对膜片泵的影响。

关于压缩比

请大家再次想象一下注射器。

将液体吸入注射器时,如(图1)之(2)所示如果空气混入,假设将膜片推到底,不仅像(3)那样空气残留,而且不知道到底注入了几mL。于是,像(3)那样将注射器朝上,在完全清除空气后才能确保正确的注入量。

另外,将像(3)那样将膜片推到底空气依然残留的部分叫做死区。一般地,泵的压缩比好是指相对于膜片的移动容积,死区非常小。

在此假设泵头内部的总容积为V,膜片的实际移动容积为V',那么:

压缩比 = V / (V - V')

用以上公式表示压缩比。图示结果如以下的(图2)所示。

例如,假设泵头内部的总容积为100mL,膜片的移动容积为90mL,那么压缩比为:

压缩比 = 100 / (100 - 90) = 10

表示被压缩了10倍。另外,此时的死区为100 - 90 = 10mL。

膜片泵的压缩比

膜片泵的压缩比的思路也与注射器的情形相同。(图3)

那么,注射器与膜片泵的区别是什么?

在膜片泵上有液体的吸入口、吐出口两个开口部,相应对死区变大。而且为了在结构上避免膜片撞击泵头的前壁,死区进一步扩大。为此,与注射器相比,膜片泵的压缩比变差。

虽然能够设计成膜片朝前方移动到底时刚好接触前壁,但是由于零部件的尺寸公差,可能在移动中途撞击前壁,导致驱动部的轴承损坏或者电机烧毁。因此,在膜片的最前位置(上死点)与泵头的前壁之间保留若干余量。

但是,余量部分没有必要因为泵的容量变大而成比例地增大。这意味着泵的容量越大越能增大压缩比,因此不易发生气锁。反过来说,泵的容量越小越容易发生气锁。