環保在線
技術文章
衛生級氣動膈膜泵的選型技術
閱讀：801 發布時間：2020-4-17衛生應用領域如食品飲料、日化、化妝品、制藥行業中，流體輸送適用面很廣的產品是氣動膈膜泵, 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自吸，在干運轉情形下對泵不產生損傷，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生領域。許多工業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域。
在衛生領域中，聚丙烯、不銹鋼以及聚偏氟乙烯（PVDF）材質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部流體腔和外部供料來源之間產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 流體在泵內的流動路徑
流體是怎樣進入泵內的呢？很多人認為是氣動膈膜泵內部產生了真空。然而，實際上泵只是將一側流體腔內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之間產生了壓差。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/分鐘以內到接近300加侖/分鐘。泵的材質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的球閥、閥座和和膜片以適應各類不同的介質。
當選擇一款氣動膈膜泵時，工廠設備經理應首先考慮以下幾個問題：
? 實際要求的流量多大？
? 泵送的介質是什么？
介質的粘度多高？
是否是磨蝕性介質？
介質所含顆粒的尺寸大小？
? 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?
? 介質溫度多高?
? 如果選擇氣動泵，車間內供氣壓力多少？
? 是否有產品證書或認證要求？
? 是否有其它需要考慮進去的特殊應用？
衛生領域特殊的問題
在衛生行業，流體流經泵體的方式也需要考慮進去。大多數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
在衛生領域應用中，被泵送的介質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是聚四氟乙烯（PTFE），接觸壓縮空氣一側的材質是三元乙丙橡膠（EPDM）。一體式膜片可阻止任何介質滲入膜片壓板背面，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直接發生接觸。例如，在美國喬治亞州的一個調味品灌裝廠，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的“粘性”停滯問題，這一問題多出現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，工作時穩定性更高。
▲圖5 氣閥運動不減少，易于維護
更多隔膜泵知識關注上海浙甌泵閥制造有限公司