精密蠕动计量泵是一种用于液体精准加注的计量产品,采用可以精确控制运行角度的步进电机驱动蠕动泵运行,除了具备传统计量泵的开环计量功能以外,独家创新设计的以闭环反馈方式结合数字控制技术,通过多种流量算法实时对计量泵的运行进行智能控制,管理液态原料的加注与配制,使液态原料的输送误差控制在一滴以内,通常能够达到±0.02g以内的加注精度,实现高精度的自动化计量和组合,帮助用户节省原料、提高效率、减少废品及污染物排放,保证最终产品质量的稳定性。填补了蠕动计量泵精准加注的空白。
产品背景
在正常的生产生活当中,所使用的液体原料一般情况下都是需要调配组合的,配比和计量的失误,会直接影响产品质量的稳定性甚至产生废品。目前市场上缺乏通用的高精度计量设备,通常传统的配液工作只有采取人工或普通计量泵两种方式:
人工加注:传统的人工加注一般都是借助电子天平手工添加,准确性最高的方法也只能采用滴液的方式,介质为纯净水时,使用移液滴管计量,每滴的重量约为0.06g,但是加注的速度及液量都受限于移液滴管的物理特性。人工方式加注,受到诸多因素干扰,配液精度不能保证且效率低下,导致原料浪费、配比质量难以控制。
普通计量泵加注:目前市场上销售的传统计量泵,基本分为两大类四种形式,一类是柔性泵室结构,包括蠕动泵与隔膜泵,另一类是钢性泵室结构,包括齿轮泵与活塞泵。这两类传统的计量泵的输送精度都是按照泵室容积与做功次数的乘积来估算液体输出量,采用此种计量方法,受到泵体精度、控制精度、液体特性与外界干扰等因素的影响,输出液量的峰值误差大于总量的2%,并且传统计量泵无法做到任意液量的精确输出,更无法避免液体输出的积累误差,加注液体的总量越大误差就越大。导致液态原料的预期输出量与实际输出量差距较大。
产品优势
本产品针对现有的流量控制设备的不足而设计,计量方式不受积累误差影响,在允许的液量范围内,加注误差始终保持在一滴以内,全方位满足配液工作所需的任意液量加注要求。产品设计采用独特的蠕动泵送方式来保证液体原料清洁可靠(无菌)的输送,传统计量泵产品中,其他方式的泵送都是泵体运动部件直接接触被传输液体,液体在传输过程中会受到泵体以及润滑油脂等因素造成的污染,无法满足高等级的清洁输送要求。蠕动泵送过程中,弹性软管在滚轮之间形成泵室,通过滚轮对软管的交替挤压,推动液体形成液体输送。该方式的优势在于整个输送过程,液体原料处于清洁的软管之中(软管可用常规手段进行消毒),与外界没有接触,保证了原料的清洁传输。在输送酸、碱溶液时,不会像常规液泵被腐蚀性液体侵入或溶解造成损坏。蠕动泵送具有双向输送、低剪切力和良好的密封等特性,允许使用粘稠、带有细小颗粒以及对金属腐蚀性强的液体。软管可以方便的进行消毒、更换,能够满足食品、医疗、制药等领域对传输环境要求更高的液体计量输送。
与传统蠕动泵相比,本产品有着以下的突出优势:蠕动泵具有独特的泵送方式,同时也无法避免其因软管挤压实现泵送造成的影响。包括进口产品在内的传统蠕动泵,都是基于角度换取流量的简单控制方式,在应用于需要随意设定输出液量、输出速度的计量场合时,由于受到脉冲出液、软管回弹性能、液体原料中包含空气以及运行积累误差等因素干扰(下有详解),会大幅造成输送精度的缺失,导致液体输出的精度不受控制。本产品经过专门的设计,能够有效消除以下传统蠕动泵缺陷带来的影响:
传统蠕动泵干扰因素1——脉冲出液:蠕动泵对软管的交替挤压循环中,滚轮在完成泵室液体的推送之后,被压扁的软管恢复原有形状,在滚轮释放软管的瞬间,软管回弹会造成液体的回吸现象,出液被回吸中断,形成非线性脉冲波动,导致在运行方向、运行速度相同的情况下出现液体输出不均匀的脉动问题。
传统蠕动泵干扰因素2——软管回弹性能:蠕动泵在不同的运行速度、流动阻力、软管疲劳程度等差异条件下,直接影响到软管的回弹性能,软管回弹时间不足或回弹充液未完成时被再次挤压泵送,都会形成泵室容积的变化,导致在运行角度相同的情况下输送液量不同的问题。
传统蠕动泵干扰因素3——气泡干扰:液体在流动过程中空气会混入液体当中,形成不同体积的气泡,这样的现象在泵送时是无法避免的,当包含气泡的液体被吸入泵室时,气体占据液体容积,导致液体输出量减少,传统的计量泵无法检测和控制包含在液体中的空气成分,造成液体输出量的缺失。
传统蠕动泵干扰因素4——运行积累误差:传统计量泵在运行过程中是按照已知泵室容积(不可能精确)与泵送次数来预计液体输出量的,泵送过程中因泵室排空周期的频率不同,导致柔性泵室的容积变化或钢性泵室因液体流动性不同带来充液量的变化,当容积与充液量发生改变时,输出液量的精度自然得不到保障。
本产品创新设计之处是以重量闭环反馈方式,对液体的实际加注量精确监控,通过多种流量算法对液态原料的加注进行智能控制,实时精确控制蠕动泵的运行,能够有效的消除传统计量泵的精度缺陷,缩小误差范围,使其在输出任意液量、流速的情况下,保持极高的精度优势。
本产品的液泵泵体采用聚苯硫醚材料制造,精度高,刚性好,抗有机溶剂化学腐蚀。滚轮及壳体采用食品级304不锈钢材料,耐腐蚀,不生锈,卫生等级高,故障率低,节约使用成本。可以根据不同的应用要求方便的更换不同材质的泵管,并且能够采用射线、高温、高压等方式对泵管进行消毒。
与国外配色类产品对比:目前纺织印染市场上已有用于印染染料组合的自动化产品有自动滴液机和大型配液系统,此类设备多为进口,系统复杂(非通用计量泵),价格昂贵。滴液类设备专门用于实验室环境下的样品测试,通常采用无管路设计,其工作方式是使用机械手臂对不同的原料注射器抓取、吸液、移动和加注,设备体积较大,抓取、移动效率低下,加注精度虽标称为±0.02g,但受注射器容量的限制,只能作为试验设备用于配方检测,无法满足中小批量的配液需求,设备价格在50~100万之间。大型配液系统适用于大型企业的规模量产配液,采用液泵及管路设计,配液效率高,产量大,此类设备通常为生产线形式,设备体积庞大,价格更加昂贵。
本产品综合滴液类设备与大型配液系统的功能与特点,加注精度等同于滴液类设备,配液方式采用与大型配液系统相似的液泵及管路设计,提供1、2、4、8、16、24、32通道以及2~30kg不同量程的机型可供选择,既可满足样品测试所需的精度,也可用于配方液体的批量加注。自动化控制无需人为决策和干扰,避免了液体加注过程中由于各种原因导致的精度问题,同时提高了配方液体的加注效率。与国外产品相比成本低,具有价格优势。
产品应用:
食品行业:在食品、饮料生产领域,液态产品一个重要的加工过程是各种主料以及添加剂的成分组合,多数情况下,对于添加剂成分的使用有着严格的比例要求,组合比例的准确性对于食品安全以及食品的质量、感观等方面的影响是巨大的,比例精度的缺失必然是产品质量、口感、外观不稳定的重要因素。本产品的应用能够严格控制配方比例的准确性,以保证食品质量的稳定性。使用符合食品认证标准的泵管,即能够达到相关的卫生安全标准。
医疗制药行业:在医疗和药品生产领域的实际应用中,对多种药品进行组合的要求是苛刻的,成分比例的精度直接影响对病患的治疗结果,尤其是对于特殊成分的添加,加注比例的错误将会是致命的。医疗制药行业对于液体泵送设备有着严格的卫生等级要求,液体原料的输送不被泵送设备污染是必须的。本产品通过使用usp、fda、ns认证标准的泵管,即可确保液体原料的清洁传输要求。
化工行业:化工行业通过使用不同材质的软管,可以高精度计量输送酸性、碱性、有机溶剂等不同性质的流体,本产品能够应用于精细化工、环保、水处理等行业。
科学试验:本产品可应用于生物分析、配料、细胞组织传送、培养基合成、水处理精确定量投放药剂等应用场合。
纺织印染、油漆、涂料、油墨行业的配色(以纺织印染为例):纺织品的染色和印花,是使用液体染料对织物进行上色处理,所使用的染料几乎全部都是多种基础色彩染料按照配方组合而成,染料的配方比例控制是保证成品质量的重要环节,加注比例精度不足,将直接导致生产批次的色彩差异。为了保证不同批次染料组合的一致性,生产单位必须对每个批次的配料进行多次测试,而测试使用的配料样品,为了减小配比误差,不得不将配料样品的试量加大,造成极大的原料浪费和废料、废水等有毒有害物质的排放。纺织印染行业使用本产品可以对染料、助剂进行精确组合,有效提高染料配比的准确性和一致性,减少样品测试工作,帮助纺织印染企业节能减排,保证最终产品色彩、性能的准确性。还可以通过相关色彩分析设备的辅助计算对生产过程中产生的废料、余料进行二次加工利用,更好的对原料加以利用,实现更少的污染排放。