Schlauchpumpen sind in vielen Branchen unverzichtbar, von der Pharmaindustrie bis zum Umweltschutz. Da ein einzelner Antrieb mehrere Flüssigkeiten gleichzeitig und ohne Kreuzkontamination pumpen kann, bieten Schlauchpumpen eine flexible und kostengünstige Lösung für den Mehrkanal-Flüssigkeitstransfer.
Weitere Vorteile von Schlauchpumpen sind die Fähigkeit, Flüssigkeiten über große Entfernungen zu pumpen, die Selbstansaugung und die Handhabung von Flüssigkeiten mit Schwebstoffen. Schlauchpumpen bieten kontinuierlichen Durchfluss, konstante Leistung und zuverlässigen Betrieb. Dank ihres Mehrkanal-Pumpenkopfes können sie zudem mehrere Flüssigkeiten gleichzeitig und ohne Kreuzkontamination fördern.
Einführung in Mehrkanal-Schlauchpumpen
Techniker in Forschungslaboren und Produktionsstätten müssen häufig mehrere Flüssigkeiten und Kanäle gleichzeitig pumpen. Mehrkanal-Schlauchpumpen bieten eine kostengünstige Lösung für dieses Problem und sparen Zeit, Platz und Ressourcen.
Mehrkanal-Schlauchpumpen nutzen einen einzigen Motor, um mehrere Pumpenköpfe gleichzeitig anzutreiben. Dies spart Platz und ermöglicht Mehrkanalpumpen in kompakter Bauweise. Durch die einstellbare Motordrehzahl können Spezialisten die Durchflussrate und Betriebszeit jedes Kanals gleichzeitig steuern und so die Durchflussrate über alle Kanäle hinweg proportional variieren.
Mehrkanal-Schlauchpumpen verwenden einen Einzelantriebsmotor, der weniger Platz benötigt und weniger bewegliche Teile als andere Pumpentypen aufweist, was zu geringeren Betriebskosten und einem geringeren Energieverbrauch führt. Dadurch sind Schlauchpumpen einfach und wirtschaftlich zu bedienen, erfordern jedoch regelmäßige Wartung, um eine optimale Leistung zu gewährleisten. Eine der häufigsten Wartungsmaßnahmen ist der regelmäßige Austausch der Pumpenschläuche, da diese mit der Zeit verschleißen. Schlauchpumpen bieten eine große Auswahl an Ersatzpumpenköpfen, Motoren und Schläuchen für ein breites Anwendungsspektrum, einschließlich der Förderung, Dosierung und Abgabe von Flüssigkeiten. Sie werden erfolgreich in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt, darunter Pharmazie, Chemie, Biotechnologie, Lebensmittelverarbeitung, Druckindustrie, Landwirtschaft und Wasseraufbereitung.
Einer der wichtigsten Vorteile von Schlauchpumpen ist ihre Flexibilität. Die gepumpte Flüssigkeit verbleibt im Schlauch, sodass nur dieser Teil der Pumpe mit der Flüssigkeit in Kontakt kommt. Dies reduziert das Kontaminationsrisiko deutlich, gewährleistet eine bessere Kontrolle der Zusammensetzung und Reinheit der Flüssigkeit und gewährleistet die Prozesssicherheit.
Zu den weiteren Vorteilen von Schlauchpumpen zählen die einfache Installation, der Schutz vor internem Rückfluss sowie die folgenden Spezifikationen und Auswahlkriterien, die bei der Bewertung von Schlauchpumpen zu berücksichtigen sind:
- Flüssigkeitsdurchflussrate
- Eigenschaften von Flüssigkeiten
- Chemische Verträglichkeit von Rohren
- Leicht austauschbare Rohre
- Flexibles Pumpendesign, beispielsweise austauschbare Pumpenköpfe
- Gesamtgenauigkeit zwischen den Kanälen
- Drehmomentanforderungen
- Blocksteuerfunktion
Komponenten der Schlauchpumpe
Schlauchpumpen bestehen aus drei Hauptkomponenten: dem Motor, dem Pumpenkopf und dem Pumpenschlauch. Da der Pumpenschlauch das einzige Bauteil ist, das mit der zu pumpenden Flüssigkeit in Kontakt kommt, muss er auch mit dieser kompatibel sein. Klicken Sie hier, um mehr über Pumpenschläuche und chemische Verträglichkeit zu erfahren.
Vier Motortypen
Schlauchpumpen verwenden typischerweise einen von vier Motortypen:
- Wechselstrommotoren verbrauchen die gleiche Menge Strom wie Beleuchtung und andere Geräte.
- Ein bürstenbehafteter Gleichstrommotor überträgt über Bürsten Gleichstrom innerhalb eines Magnetfelds auf den Rotor. Bei Belastung dreht sich der Rotor in eine Richtung.
- Ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC) verwendet einen elektronischen Controller, um den inneren Rotor mit Strom zu versorgen . Bürstenlose Motoren erfordern keinen Bürstenwechsel , was die Wartungskosten senkt.
- Schrittmotoren leiten elektrischen Strom an eine Reihe von Magneten, die den Rotor umgeben, und nicht an den Rotor selbst. Da der elektrische Strom als Folge digitaler Impulse abgegeben werden kann, bieten Schrittmotoren eine höhere Präzision und Kontrolle.
Technische Eigenschaften von Pumpen und Rohren
Die Durchflussrate und Fluiddynamik einer Schlauchpumpe können durch die Schlauchgröße, die Konstruktion des Pumpenverteilers, die Geometrie der Schlauchblockanordnung, die Anzahl der Zylinder und den Gesamtdurchmesser des Zylinderblocks beeinflusst werden.
Jede Kombination aus Schlauch und Pumpenkopf verfügt über einzigartige Leistungsmerkmalen .
Beispielsweise können Schläuche mit einem höheren Verhältnis von Wandstärke zu Innendurchmesser (ID) eine größere Saugkraft erzeugen als dünnwandige Schläuche mit gleichem ID und werden daher für viskosere Flüssigkeiten empfohlen.
Pumpenschlauch
Bei allen Pumpenköpfen ist der Innendurchmesser des Schlauchs direkt proportional zur Durchflussrate. Mit zunehmendem Schlauch- und Rotordurchmesser vergrößert sich der Pufferraum (der für die Flüssigkeit im Schlauch zwischen benachbarten Spulen im Pumpenkopf reservierte Raum) und bestimmt so die Durchflussrate pro Kopfumdrehung.
Es müssen hochpräzise Pumpschläuche mit hohen Toleranzen verwendet werden, und die Pumpe selbst muss kalibriert werden, um die Genauigkeit zu gewährleisten. „Hohe Toleranz“ bedeutet , dass Innendurchmesser und Wandstärke des Pumpschlauchs während des Herstellungsprozesses innerhalb extrem präziser Toleranzen gehalten werden. Kleine Änderungen der Pumpschlauchabmessungen führen direkt zu kleinen Änderungen der Durchflussrate.
Die Pumpenkalibrierung durch Anpassung der Motordrehzahl, der Laufzeit oder des Verstopfungsgrads (der auf das Rohr wirkenden Druckkraft) kann die Variabilität reduzieren und die Wiederholbarkeit verbessern. Pumpen sollten immer entsprechend den tatsächlichen Betriebsbedingungen, einschließlich Flüssigkeitsart und Betriebstemperatur, kalibriert werden.
Die meisten Pumpenschlauchmaterialien benötigen eine Anpassungsphase, in der sich Formgedächtnis und Flüssigkeitsdurchflussrate anpassen und stabilisieren. Die Länge dieser Phase hängt von Schlauchgröße und -material ab. Für maximale Genauigkeit sollte die neue Pumpe mindestens 10–15 Minuten mit neuen Schläuchen laufen, bevor die Durchflussrate jedes Kanals kalibriert wird.
Manche
Mehrkanal-Pumpenleitungen können unabhängig voneinander verwendet oder mithilfe eines Verteilers (z. B. eines Y-Stücks) in mehrere Leitungen aufgeteilt werden. Durch die Verwendung eines Verteilers als gemeinsamer Ein- oder Auslass für mehrere Rohre wird die Anzahl der Rohrleitungen von der Quelle zum Empfangsbehälter reduziert. Pumpenauslassleitungen können auch kombiniert werden, um den Durchfluss zu erhöhen.
Mehrkanalverteiler können bei der Verwendung versetzter Pumpenköpfe die Durchflusspulsation reduzieren. Achten Sie darauf, auf der Einkanalseite des Verteilers (über oder unter der Pumpe) Schläuche mit größerem Durchmesser zu verwenden, um Kavitation und Pumpengegendruck zu reduzieren.
Masterflex bietet duale Y-Baugruppen mit platinvulkanisierten Silikonschläuchen an.
Flüssigkeitstyp
Einkanal- und Mehrkanalpumpen fördern Flüssigkeiten mit ähnlichen Eigenschaften. Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität, wie beispielsweise Wasser, fließen problemlos durch Rohre unterschiedlicher Größe. Flüssigkeiten mit hoher Viskosität hingegen erfordern möglicherweise Rohre mit größerem Durchmesser und relativ niedrige Pumpgeschwindigkeiten.
Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität fließen problemlos und mit minimalem Verschleiß durch Rohre jeden Durchmessers. Flüssigkeiten mit hoher Viskosität erfordern Rohre mit größerem Durchmesser und niedrigere Pumpgeschwindigkeiten (U/min).
Arten von Schlauchpumpenköpfen
Es gibt drei Arten von Schlauchpumpenköpfen:
- Stapelbare Einkanalköpfe
- Mehrkanalkopf
- Kartuschenkopf
Mehrkanalköpfe und -kartuschen ermöglichen die Platzierung mehrerer Schlauchkanäle auf relativ kleinem Raum.
Häufiger Schlauchwechsel kann den Zeitaufwand für die Einrichtung und Wartung der Pumpe erheblich erhöhen. Manche mehrteiligen Pumpenköpfe müssen zum Austausch der Schläuche zerlegt oder vom Motor abmontiert werden. Andere Arten mehrteiliger Pumpenköpfe , wie die meisten Kartuschenpumpenköpfe und Mehrkanalpumpen, sind einfacher zu installieren und zu warten, da die Schläuche ohne Demontage des Pumpenkopfes entfernt und ausgetauscht werden können.
Stapelbare Einkanal-Pumpenköpfe
Einkanal-Pumpenköpfe können gestapelt und je nach Bedarf hinzugefügt oder entfernt werden. Dies ist ein Grund, warum sie bei Anwendungen beliebt sind, die ein flexibles Pumpendesign erfordern. Sie eignen sich auch ideal für Anwendungen mit großen Rohrleitungsdurchmessern, hohen Saughöhen oder hohen Förderdrücken.
Je nach Drehzahlbereich und Axialschub können zwei bis vier Pumpenköpfe an einem Motor installiert werden. Der MasterFlex L/S Easy-Load II Zweikanal-Pumpenkopf ermöglicht die Installation von vier Pumpenköpfen an einem Motor und bietet so bis zu acht Kanäle. Mehrere Pumpenköpfe können vom gleichen Typ oder mit unterschiedlichen Rohrgrößen kompatibel sein. Dies ermöglicht eine Kombination von Rohrgrößen oder Pumpenkopftypen, um die gewünschte Förderleistung zu erreichen. Förderverhältnisse über 100:1 sind möglich.
Stapelbare Pumpenköpfe mit versetzten Zylindern reduzieren die Drehmomentbelastung im Pumpenkreislauf, wenn zwei oder mehr Pumpenköpfe übereinander gestapelt werden. Abhängig von der Position des Endzylinders können stapelbare Pumpenköpfe mit versetzten Zylindern bei kurzen Dosiervorgängen oder bei der Abgabe kleiner Dosen leicht unterschiedliche Flüssigkeitsvolumina zwischen den Kanälen liefern. Diese Unterschiede verschwinden wahrscheinlich bei kontinuierlichem Pumpenbetrieb oder bei der Abgabe von Volumina über Hunderte von Millilitern.
Kartuschenpumpenkopf
Pumpenköpfe sind für eine bestimmte maximale Kanalanzahl ausgelegt. Abhängig von Pumpenkopf und Motorleistung können Sie beliebig viele Kanäle nutzen. Pumpenköpfe sind einzeln oder als Teil einer Pumpe erhältlich. Masterflex L/S-Pumpenköpfe sind modular aufgebaut und mit den meisten Masterflex L/S-Motoren kompatibel. Ein einzelner Pumpenkopf unterstützt bis zu 12 Kanäle mit einer Durchflussrate von jeweils 0,0005 ml/min.
Das lange Zylinderdesign der Kartuschenpumpe ermöglicht dank einer größeren Zylinderanzahl im Vergleich zu Einkanalpumpenköpfen den gleichzeitigen Flüssigkeitstransfer zwischen Kartuschen. Dies reduziert die Pulsation und sorgt für höhere Präzision bei geringen Volumina und Durchflussraten. Dadurch eignet sich der Kartuschenpumpenkopf ideal zum Pumpen kleiner Volumina und geringer Durchflussraten.
Pumpenköpfe mit einstellbaren Kartuschen zur Verstopfungskompensation bieten die höchste Kanal-zu-Kanal-Genauigkeit aller Pumpenköpfe. Sie können die Verstopfung in jedem Kanal anpassen, um kleine Änderungen der Rohrabmessungen auszugleichen, die zu geringfügigen Abweichungen der Durchflussrate führen können.
Mehrkanal-Pumpenkopf
Mehrkanal-Pumpenköpfe vereinen viele der besten Eigenschaften von Kartuschenköpfen und Mehrkanal-Köpfen.
Mehrkanal-Pumpenköpfe können je nach Rohrdurchmesser, Flüssigkeitszusammensetzung und Axialschub mit bis zu 32 Kanälen gestapelt werden. Diese Köpfe bieten eine relativ geringe Durchflusspulsation in zwei, vier oder acht Kanälen, ohne dass Kartuschenpumpenköpfe erforderlich sind. Der Durchfluss wird zwischen den Kanälen synchronisiert, sodass keine Verstopfungskorrektur erforderlich ist. Diese Kombination von Funktionen verleiht Mehrkanal-Pumpenköpfen die Stapelflexibilität von Einkanal-Pumpenköpfen (mit synchronisiertem Durchfluss) und den Durchsatz von Kartuschenpumpenköpfen.
Der Masterflex L/S Mehrkanal-Pumpenkopf ist für die Verwendung mit mikroperforierten Schläuchen und Masterflex L/S-Schläuchen geeignet.
Auswahl einer Pumpenkopf-Steuereinheit
Die Auswahl des am besten geeigneten Frequenzumrichtermotors für Ihre Anwendung hängt vom erforderlichen Drehmoment, der Leistung und der Drehzahl ab. Langsamlaufende Motoren bieten ein höheres Drehmoment und ermöglichen größere Abstände zwischen Pumpenkopf und Rohr als schnelllaufende Motoren.
Als Hauptantriebe werden üblicherweise Frequenzumrichter (VFDs) eingesetzt. Diese Antriebe ermöglichen eine gleichzeitige Durchflussregelung in allen Kanälen und stellen sicher, dass der Durchfluss in den Nebenkanälen proportional zum Durchfluss in den Hauptkanälen ist.
Unterschiedliche Drehzahlen und Übersetzungsverhältnisse führen zu unterschiedlichen Drehmomenten, und unterschiedliche Rohrgrößen führen zu unterschiedlichen Leistungen. Das bedeutet, dass Sie durch Anpassung der Motordrehzahl oder Wahl unterschiedlicher Rohrgrößen unterschiedliche Leistungsstufen erreichen können.
Digitale Regler ermöglichen eine präzise und wiederholbare Geschwindigkeitsregelung und gewährleisten so genaue Durchflussraten. Sie zeigen außerdem Durchflussrate, Pumpenmotordrehzahl (U/min) sowie das abgegebene und akkumulierte Volumen über mehrere Zyklen hinweg an. Sofern nicht mehrere Durchflussmesser im System installiert sind, werden Durchflussrate und Volumen in der Regel für einen einzelnen Kanal angezeigt.
Flüssiganwendung
Pumpen mit konstanter Fördermenge und konstanter Drehzahl sind aufgrund ihrer konstanten Leistung, Leitungslaststabilität und Benutzerfreundlichkeit beliebt. In Kombination mit Präzisions-Extrusionsrohren bieten diese Pumpen eine Übertragungsgenauigkeit zwischen den Kanälen von 3 bis 5 %. Diese Genauigkeit eignet sich für eine Vielzahl von Anwendungen, darunter die Übertragung großer Flüssigkeitsmengen, Wärmetauscher und die Farbübertragung in Druckereien. Das Masterflex I/P-Pumpensystem mit konstanter Drehzahl ist für Spülsysteme konzipiert und in Drei- und Vierkanalausführungen erhältlich.
Kartuschen- und Mehrkanalpumpenköpfe werden typischerweise in Anwendungen eingesetzt, die eine präzise Probenahme, Dosierung und Messung von Flüssigkeiten erfordern. Synchronisierte Zylinder gewährleisten einen koordinierten Flüssigkeitstransfer zwischen den Kanälen des Pumpenkopfes.
Zu den Anwendungen, die hohe Leistung und Präzision erfordern, gehören präzises Dosieren und Messen, analytische Forschung und Qualitätskontrolle sowie Umweltprobenahme und -überwachung. Mehrkanal-Pumpenköpfe bieten eine Durchflussgenauigkeit von 1,5 % bis 2 %. Pumpenköpfe mit einstellbaren Kartuschen bieten eine Durchflussgenauigkeit von 1 %.
Wählen Sie eine Lösung mit einer Mehrkanal-Schlauchpumpe
Schlauchpumpen vereinen hervorragende Flüssigkeitstransferleistung mit der für Mehrkanalanwendungen erforderlichen Konfigurationsflexibilität. Eine große Auswahl an Schlauchgrößen und -materialien, austauschbaren Pumpenköpfen und Motoren ermöglicht Ihnen die effiziente Anpassung Ihres Pumpsystems an die gewünschte Leistung.
Mehrkanal-Schlauchpumpensysteme eignen sich für eine Vielzahl von Anwendungen und sparen Zeit, Platz und Ressourcen. Kontaktieren Sie uns noch heute, um die für Ihre Anforderungen am besten geeigneten Pumpen-, Kopf- und Schlauchoptionen zu besprechen.