小身材，大能量 | 带你走进蠕动泵

前言

泵是输送流体或使流体增压的机械设备，泵的种类很多，蠕动泵是其中一种常见的工业用泵，它是现代工业发展的产物，其原理和结构相对简单，但却有着广泛的应用，多用于可靠性和精度要求严格的行业，例如实验室、制药和医疗，以及泵送腐蚀性或粘性液体的化工行业。本文将从原理、结构、特性和维护四个方面介绍蠕动泵。

蠕动泵原理

蠕动泵又被称为软管泵，是一种容积泵，通过滚轮的旋转带动软管的压缩和释放来实现泵送。当软管被挤压时，流体就会被迫在管中顺着滚轮转动方向流动，当滚轮离开后软管会自然打开，流体又自动吸入软管中填充空间。如此循环往复，软管内的流体被分段单向挤出，每一次挤出的液体体积，等于软管截面积与软管长度的乘积。因此，只要控制电机每分钟的转速就可精确控制输出流量。实际运用中，考虑到系统增压和软管变形等因素，转速与流速之间并非线性关系，需要经过校验得到转速与流速的在数学上的函数关系，蠕动泵的校验方式多采用多点拟合校验。流体在软管中向前移动的现象在人体胃肠道消化过程中同样存在，被称为蠕动，所以这种泵被形象的称为蠕动泵。

蠕动泵原理（图源：工业蠕动泵-工作原理）

蠕动泵结构

蠕动泵的结构包含三个模块：控制系统、驱动电机和泵头。控制系统接收用户输入，并将用户的输入转换为电机的转速和方向，从而来调节流体的流速和方向。驱动电机是能量转换装置，作用是将电能转换为机械能带动泵头中滚轮转动。泵头是发生“蠕动”的场所，由滚轮的转动来挤压和释放软管，驱动流体产生蠕动作用。

 Unique AutoTFF^TM 075自动化切向流过滤系统蠕动泵外观图

蠕动泵特性

优越性

1. 流体与运动部件隔离，只在软管内流动，不接触运动部件，不会产生交叉污染 

2. 流体输出稳定，可实现流量的高重复性和高精度控制 

3. 泵头可以正转或反转，可以双向输送流体，泵管中没有流体情况下也允许空转 

4. 输送低剪切力，在输送过程中不会破坏液体内的长分子链 

5. 密封性好，无需安装阀门和密封件，正确放置软管压紧后就可防止回流

6. 泵头多为易装型设计，开启、闭合便捷，安装软管简单方便

蠕动泵的上述特性使其非常适合应用于生物制药领域，在药企的超滤、灌装工艺中起到重要作用。

局限性

1. 泵管长期受到挤压容易磨损，尤其是腐蚀性带颗粒流体的输送，需要定期更换软管 

2. 蠕动泵输出会产生一定脉动现象，采用双通道蠕动泵可有效降低脉冲

3. 蠕动泵属于低压泵，所能承受的最大出口压力取决于泵头型号和软管规格，大多在30bar左右，压力过大会发生流体反冲或直接导致软管爆裂，采用进口软管可以适当提高出口压力

蠕动泵维护

1. 蠕动泵不工作时，将压住软管的上压块松开，避免长时间挤压软管使软管产生塑性变形 

2. 泵头的滚轮要保持清洁和干燥，否则会加快软管的磨损，缩短软管使用寿命和导致滚轮过早损坏

3. 如果泵头不慎进液体，应用吸水较好的软布料擦干防止泵头损坏

4. 泵头和驱动电机不要轻易加入油脂，应咨询厂家，确认是否需要添加，不规范的油脂保养反而会损害到辊轴和泵管的寿命，甚至会对传输流体产生影响，例如发生软管跑管，传输流体不精准等

5. 每次更换软管、流体后，务必重新校准流速，建议定期校准以保持精度

英赛斯Unique AutoTFF^TM075自动化切向流过滤系统

英赛斯Unique AutoTFF^TM075是一款自动化切向流过滤系统，搭配膜包后可应用于药企生物分子的澄清、浓缩和透析工艺。其进料泵、补液泵和滤出泵选型都为蠕动泵，仪器出厂前均已在无压力条件下完成泵校验并通过验证。

Unique AutoTFF^TM 075自动化切向流过滤系统外观图

针对蠕动泵的局限性以及用户使用中的操作痛点，Unique AutoTFF^TM 075自动化切向流过滤系统采用以下方法进行改善：

1. 选用进口橡胶管作为泵头软管，其化学性质稳定，耐弱酸和弱碱，使用寿命长，实验室耐久性测试在严苛环境下连续运行300小时以上都未破裂； 

2. 进料泵有1-5 档压杆刻度，允许用户根据工艺需求调整控制方式和参数，压杆刻度用于调节对泵管的压紧程度，数字越大压的越紧，密封性越好，能够承受更高的反冲压力，但软管使用时长相对较短； 

3. 进料泵具有管卡位置可调功能，通过调节错轮机构，可以调整下管卡位置，以装夹不同直径的软管。