Бочковой лабораторный насос

Словосочетание «бочковой лабораторный насос» на первый взгляд описывает несуществующее оборудование – ведь среднестатистический бочковой насос довольно сложно представить в условиях лаборатории, пусть даже промышленной. Он попросту не подходит по своим характеристикам.

Диспозиция

Типичный бочковой насос рассчитан на использование со стандартной 55-галонной (прибл. 208 литров) бочкой для жидких материалов, и благодаря своему центробежному принципу действия рассчитан на перекачивание десятков литров жидкости в минуту. Лабораторный процесс, требующий подобных объёмов реактива, если и имеет место, то явно является уникальным. К тому же, химические эксперименты требуют прежде всего точности в отмеривании веществ, участвующих в реакции – а центробежные насосы к точному дозированию не приспособлены конструкционно.

Гипотеза

Здесь самое время вспомнить об альтернативном значении термина «бочковой насос». Так иногда называют, кроме специализированных моделей, ещё и просто насосы со способностью к самозакачиванию (самовсасыванию). Они могут устанавливаться выше уровня перекачиваемой жидкости, «над бочкой» или рядом с ней. Для организации подачи жидкости из ёмкости достаточно опустить в неё шланг от насоса.

К самозакачивающим насосам относятся, в частности, мембранные насосы и насосы перистальтического типа. У них есть дополнительное преимущество – возможность дозировать подачу с необходимой степенью точности.

1. Мембранные насосы-дозаторы используют в работе электромагнитный принцип: колебания мембраны (диафрагмы) обеспечиваются возвратно-поступательными движениями толкателя, скользящего внутри катушки соленоида. При изгибании диафрагмы «внутрь» в рабочей камере насоса создаётся зона разрежения, и в неё через впускной клапан засасывается порция жидкости. Затем мембрана выгибается в противоположную сторону, давление возрастает, и жидкость выбрасывается через клапан выпуска.

Контролируя частоту и длительность подачи электрических импульсов на обмотку катушки и, в некоторых моделях – величину хода соленоида, можно регулировать объём перекачки.

2. Перистальтические насосы работают по совершенно иному принципу: прижимной ролик, двигаясь вдоль полой эластичной трубки, отделяет секцию с жидкостью и продвигает её в сторону выпускного клапана. Непосредственно за роликом, в следующей секции, давление понижается, и секция автоматически наполняется жидкостью. Контролируя скорость движения роликов, можно регулировать объём перекачки.

У перистальтических насосов есть дополнительное преимущество: жидкость перекачивается в отсутствие сколь-нибудь значимых пульсаций или вихревых процессов; её внутренняя структура остаётся неизменной. Этот фактор может быть весьма важен при работе со сложными реактивами – коллоидами, суспензиями и др.

3. Модели перистальтических и мембранных дозирующих насосов различны по способу управления. Наиболее доступные из них настраиваются и управляются вручную, автоматизация включения/выключения требует наличия отдельного таймера. В следующих моделях имеется встроенный таймер или есть возможность отработки внешнего управляющего сигнала. Наиболее продвинутые модели оснащены встроенным контроллерами, способными взаимодействовать с различными датчиками – температурными, фотометрическими, датчиками электропроводности или уровня и т.д.

Кроме того, на базе мембранных или перистальтических насосов может быть собрана комплексная станция дозирования с модульным многофункциональным контроллером, связывающим систему датчиков и насосов в единый комплекс с расширенным функционалом.

Санкция

В качестве заключительных положений можно указать следующее:

• мембранные и перистальтические насосы способны работать с химическими веществами высокой степени агрессивности, включая высокие концентрации большинства кислот и щелочей, без какого-либо либо вреда для проточной части;
• в отличие от традиционных бочковых насосов, перистальтические и мембранные дозаторы не боятся так называемого «сухого хода», то есть, не требуют мгновенной аварийной остановки при исчерпании реактива в ёмкости;
• производительность данных насосов лежит в диапазоне от 0,1 до 100 литров в час, что должно удовлетворить большинство запросов лабораторного характера;
• в рабочей камере таких насосов отсутствуют трущиеся детали; соответственно, смазка не требуется, что существенно упрощает и удешевляет техническое обслуживание;
• все насосы обладают компактными размерами и малым весом, что позволяет легко разместить их в удобном месте даже в условиях ограниченного рабочего пространства.

С учётом вышесказанного, можно высказать обоснованное предположение: использование в лабораторных условиях перистальтических и мембранных насосов-дозаторов значительно более оправдано, нежели применение стандартных бочковых насосов. Тем более, что при всех указанных качествах, данные насосы обладают более чем привлекательной ценой.