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高精度蠕动泵阅读:15

高精度蠕动泵(High-Precision Peristaltic Pump)是一种通过滚轮或压块周期性挤压柔性软管,从而实现流体输送的正位移泵。

关键特性

  1.流量精度:通常可达±0.5%甚至±0.1%(取决于控制系统和泵头设计)。

  2.重复性:优异,适合长时间稳定供液或分装。

  3.无污染:流体仅接触软管,适用于生物、医药、食品等洁净场景。

  4.自吸能力:可达1–9米水柱,具备良好干运转能力。

  5.可逆运行:支持正反转,便于回吸或清洗。

  6.脉动抑制:高端机型采用多滚轮(如12滚轮)或缓冲装置降低脉动。

技术参数

  1.流量范围:0.001 mL/min~10 L/min(视软管内径和泵型而定)

  2.转速范围:0.1~600 rpm(步进或伺服电机控制)

  3.控制方式:

  手动旋钮+LCD显示

  RS485/Modbus/CAN/Ethernet通讯

  支持脚踏开关、外部信号启停、模拟量调速(0–10 V/4–20 mA)

  4.分配模式:支持定时分配、定量分配、循环分配等

  5.软管材质:硅胶、Pharmed?BPT、Tygon?、氟橡胶等(根据耐化学性选择)

工作原理

  蠕动泵的工作基于“蠕动”机制:

  1.软管被安装在泵头圆周上;

  2.电机驱动滚轮/压块依次挤压软管;

  3.挤压点后方形成负压吸入液体,前方推动液体向前;

  4.流体被分段推送,实现连续或定量输送。

  由于流量与转速成正比,通过精确控制电机转速即可实现高精度流量调节。

维修保养

  一、使用前

  1.应先目视检查软管是否有裂纹、硬化、压扁、变色或渗漏等老化迹象。一旦发现异常,必须立即更换,避免因软管破裂导致流体泄漏或污染。

  2.同时,确认软管已正确安装在泵头卡槽中,无扭曲、打结或松脱现象,否则会影响输送精度甚至造成打滑。

  3.启动前可短暂空载运行,听一听是否有异常噪音,观察泵体是否振动过大,初步判断机械状态是否正常。

  二、使用结束后

  1.应及时清洁泵头和泵壳外部。可用干净的无纺布蘸取清水或75%医用酒精擦拭滚轮、压块及泵腔内部,特别是曾输送过盐溶液、缓冲液或有机试剂后,防止残留物结晶或腐蚀部件。

  2.注意不要让液体渗入电机或电路部分。

  三、每周进行一次全面检查

  1.包括清洁外壳散热孔、检查电源线是否破损、验证流量精度(例如用电子天平称量一定时间内输出液体的质量,结合密度换算为体积)。

  2.每月可考虑拆卸泵头(若结构允许),彻底清除滚轮和轨道上的积垢或干涸试剂,并检查传动机构是否顺畅。

  3.不过,大多数现代高精度蠕动泵采用免润滑设计,切勿自行添加润滑油,除非厂家明确说明需要。

  四、软管维护

  1.水相溶液常用硅胶管,寿命约200至1000小时;生物制药场景多用Pharmed?BPT等高性能管材,寿命更长;而输送酮类、卤代烃等强溶剂时,应选择Norprene?或氟橡胶软管,并密切监控其状态。

  2.更换软管时务必断电操作,使用锋利工具垂直切割,保证端面平整,安装后先低速运行几分钟使其“贴合”泵头。

  五、设备需停用一周以上

  1.应排空软管内残留液体,尤其避免腐蚀性或易结晶溶液滞留。

  2.如有手动压紧调节装置,应将其松开,释放对软管的持续压力,防止永久变形。

  3.清洁干燥后,套上防尘罩,存放于阴凉干燥处。

  六、故障解决

  1.长期使用中如出现流量下降、脉动加剧、电机过热或异响等问题,往往与软管老化、泵头污染或安装不当有关。

  2.此时应优先排查软管状态和安装方式,必要时联系厂家技术支持,避免强行运行造成更大损坏。

  七、建立简单的维护记录

  记下每次更换软管的时间、类型、累计运行小时数以及校准结果。这不仅有助于预测维护周期,也能在科研或生产审计中提供合规依据。

应用领域

  1.生物与生命科学

  细胞培养与灌注系统:为生物反应器或器官芯片提供持续、无菌的培养基供给。

  PCR/基因测序前处理:精确添加试剂、缓冲液或样本。

  药物筛选平台:自动化分配化合物溶液。

  微流控芯片供液:稳定输送纳升至微升级流体。

  优势:避免交叉污染,兼容一次性软管,符合GMP/GLP规范。

  2.制药与医疗

  药品灌装:小剂量口服液、疫苗、眼药水的定量灌装(常用于实验室或中试线)。

  透析设备:控制血液或透析液流速(医用级蠕动泵需通过ISO 13485认证)。

  输液模拟测试:用于医疗器械性能验证。

  制药工艺中的中间体转移:如催化剂、辅料的精确添加。

  注意:医用场景需使用生物相容性软管(如Pharmed?BPT)并通过相关法规认证。

  3.分析仪器与实验室自动化

  HPLC/IC/ICP-MS等仪器:作为进样泵或废液泵,输送流动相或清洗液。

  自动滴定仪:精准添加滴定剂。

  在线监测系统:如水质分析仪中定时采样或加标。

  ELISA工作站:洗板、加样步骤中的液体转移。

  特点:可与LabVIEW、Python、PLC等集成,实现程序化控制。

  4.环境与水处理

  在线水质监测站:定时采集水样或添加显色剂、缓冲液。

  污水处理实验:精确投加絮凝剂、pH调节剂。

  土壤/大气采样设备:用于吸收液循环或试剂供给。

  优势:耐腐蚀软管可应对酸碱、氧化剂等恶劣介质。

  5.化工与材料科学

  纳米材料合成:控制反应物滴加速率以调控粒径分布。

  电镀/表面处理:精确添加光亮剂、络合剂。

  催化剂评价装置:稳定输送有机溶剂或反应液。

  3D打印(生物/陶瓷墨水):作为供料泵实现连续挤出。

  关键:选择耐有机溶剂的软管(如Norprene?、Viton?)。

  6.食品与饮料工业

  风味物质/色素/防腐剂添加:小批量高价值添加剂的精准计量。

  乳品/饮料研发实验室:配方试验中的微量配料。

  酿酒/发酵过程监控:取样或补料控制。

  要求:使用FDA认证或食品级硅胶软管。

  7.科研与教育

  高校/研究所的化学、生物、工程类实验教学;

  微反应器、连续流合成、仿生系统等前沿研究;

  学生创新项目(如自制自动浇花系统、微型净水装置)。

  优势:结构简单、操作安全、成本可控,适合教学演示。

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