Las bombas peristálticas son la solución flexible y económica para aplicaciones de transferencia multicanal de fluidos

Las bombas peristálticas son la solución flexible y económica para aplicaciones de transferencia multicanal de fluidos

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23 agosto de 2021

Las bombas peristálticas son la solución flexible y económica para aplicaciones de transferencia multicanal de fluidos

Introducción a las bombas peristálticas multicanal

Los técnicos de los laboratorios de investigación y las instalaciones de procesos a menudo necesitan bombear varios canales de fluidos simultáneamente. Las soluciones asequibles que ahorran espacio para estas aplicaciones pueden ahorrar tiempo y recursos considerables, al tiempo que mejoran enormemente la eficiencia del proceso.

El control sincrónico de múltiples canales puede proporcionar varios beneficios. La variación de la velocidad del motor variará simultánea y proporcionalmente el flujo en todos los canales. El uso de un solo motor de accionamiento puede reducir significativamente el costo por canal. También puede reducir los requisitos totales de energía, el número de piezas móviles y los requisitos de tamaño y espacio del sistema de bombeo. El resultado combinado será un sistema de manejo de fluidos que es económico de adquirir, operar y mantener.

Bomba digital Ismatec Reglo ICC, 2 canales, 8 rodillos; 100 a 240 VCA, 50/60 Hz

Las bombas peristálticas son una opción extremadamente eficiente y rentable para el bombeo de múltiples canales. Las bombas peristálticas están disponibles con una amplia gama de cabezales, accionamientos y mangueras de bomba intercambiables.

Las bombas peristálticas multicanal se utilizan con éxito en una variedad de industrias que incluyen farmacéutica, procesamiento químico, biotecnología, procesamiento de alimentos, impresión, agricultura y tratamiento de agua. Las aplicaciones, además de la transferencia general de fluidos, incluyen medición y dispensación.

La ventaja más significativa de la bomba peristáltica es el uso de tubos flexibles como cámara de la bomba. El fluido que se bombea permanece dentro de la tubería en todo momento; la manguera es la única parte húmeda de la bomba. Esta característica reduce en gran medida el riesgo de contaminación y le brinda un control extraordinario sobre el contenido y la pureza del fluido y sobre la integridad de su proceso.

Los tiempos de mantenimiento, limpieza y cambio de fluidos se reducen al mínimo y una bomba puede transferir varios fluidos diferentes simplemente cambiando la maguera. La bomba peristáltica proporciona una transferencia suave de fluidos sensibles y desafiantes, incluidos gases, líquidos viscosos y fluidos de fase mixta, como combinaciones de gas / líquido y sólido / líquido.

Los criterios de especificación y selección de la bomba incluyen: tasas de flujo de fluido, características del fluido, compatibilidad química de la maguera, facilidad de cambio de la maguera, flexibilidad en el diseño de la bomba (por ejemplo, cabezales apilables o de cartucho), precisión general y precisión entre canales, requisitos de torque y accionamiento. funciones de control. Siga leyendo para ver varios de estos criterios de selección con mayor detalle.

Características del fluido y la manguera de la bomba

El caudal y la dinámica del fluido a través de una bomba peristáltica se ven afectados por las dimensiones de la maguera , el diseño del manifold de la bomba, la geometría del lecho de oclusión de la manguera, el número de rodillos y por el diámetro total del conjunto de rodillos. Como resultado, cada combinación de manguera y tipo de cabezal de bomba exhibe un conjunto único de características de desempeño.

Manguera de bomba

El tamaño de la manguera (específicamente el diámetro interior o DI) es directamente proporcional al caudal en todos los cabezales de la bomba. Los tamaños de maguera más grandes y los rotores de mayor diámetro tienen un mayor volumen de “almohada” (el espacio de fluido en la maguera entre los rodillos adyacentes en el cabezal de la bomba). Este volumen determina el caudal por revolución del cabezal de la bomba.

Para garantizar la precisión, es importante utilizar magueras de bomba de precisión de alta tolerancia y calibrar la bomba. “Alta tolerancia” significa que el diámetro interno y el espesor de la pared de la maguera se han mantenido dentro de límites de tolerancia muy estrechos durante la fabricación. Las variaciones mínimas en las dimensiones de la manguera se traducen directamente en variaciones mínimas en el caudal. Calibrar la bomba; ajustando la velocidad del motor, el tiempo de funcionamiento o la oclusión (la fuerza de presión aplicada al tubo); reducirá aún más la variación y mejorará la repetibilidad. Calibre siempre la bomba en las condiciones de aplicación reales (tipo de fluido, temperatura, etc.).

La mayoría de los materiales de las mangueras tienen un período de adaptación, durante el cual la memoria de forma del tubo y el caudal de fluido se ajustan y estabilizan. La duración de este período de rodaje varía según el tamaño y el material de la maguera. Para una alta precisión, opere una bomba equipada con un nuevo tubo de bomba durante al menos 10 a 15 minutos antes de calibrar el flujo a través de canales individuales.

Manifolds

Es posible utilizar los canales de flujo de las bombas multicanal de forma independiente o combinarlos con manifolds en Y. Cuando se construye un manifold para proporcionar una entrada o salida común para varias mangueras, se reduce el número de líneas de plomería desde la fuente o hasta el recipiente receptor. Cuando se combinan los canales del lado de descarga, aumenta el caudal. Con un cabezal de bomba descentrado especial, una combinación de canales puede reducir la pulsación del flujo. Recuerde utilizar magueras de mayor diámetro en el lado de un solo canal del manifold (ya sea aguas arriba o aguas abajo de la bomba) para minimizar la cavitación y la contrapresión de la bomba.

Para estas aplicaciones, se encuentran disponibles conjuntos de magueras de doble Y que utilizan mangueras de silicona curada con platino Masterflex®.

Tipo de fluido

Las consideraciones de fluidos son las mismas para las aplicaciones de bombas monocanal y multicanal. Los fluidos similares al agua de baja viscosidad se mueven fácilmente a través de muchos tamaños diferentes de mangueras. Los fluidos de mayor viscosidad pueden requerir tubos de mayor diámetro y una velocidad de bombeo relativamente más lenta (rpm). Las mangueras con una relación más alta entre el espesor de la pared y el diámetro interior (mangueras de pared gruesa) generarán una mayor altura de succión (en relación con las mangueras de pared delgada del mismo DI) y se recomiendan para fluidos más viscosos.

Tipos de cabezales de bomba persitáltica

Tres tipos de cabezales de bomba se adaptan fácilmente a aplicaciones multicanal: cabezales monocanal apilables, cabezales multicanal y cabezales de cartucho. Los cabezales multicanal y de cartucho proporcionan el máximo número de canales de tubería en un espacio relativamente pequeño.

Los cambios frecuentes de tubería afectan en gran medida los tiempos de configuración y mantenimiento de la bomba. Algunos cabezales de bomba apilables deben desmontarse o retirarse del variador para reemplazar la manguera. Otros estilos de cabezales apilables, incluidas las bombas Masterflex® Easy-Load® y la mayoría de los cabezales de bombas multicanal y de cartucho, son más fáciles de configurar y mantener. Los operadores pueden quitar y reemplazar la tubería sin desmontar el cabezal de la bomba.

Cabezales de bomba de un solo canal apilables

Puede agregar o quitar cabezales de un solo canal apilables según sea necesario para diferentes aplicaciones. Por lo tanto, los cabezales de bomba apilables son populares para aplicaciones que requieren flexibilidad para reconfigurar con frecuencia el diseño de la bomba. Se prefieren los cabezales apilables para tamaños de tubería más grandes y cuando la aplicación implica una gran altura de succión y / o presión de descarga.

Por lo general, se pueden montar dos o cuatro cabezales apilados en un variador, según el rango de velocidad y los caballos de fuerza del variador. El cabezal de bomba Masterflex® L / S® Easy-Load® II de dos canales puede proporcionarle hasta 8 canales con cuatro cabezales apilados en un solo variador.

Puede montar cabezales de bomba individuales con otros del mismo tipo o con cabezales de bomba que acepten una gama diferente de tamaños de maguera. Este es un beneficio valioso para las aplicaciones de flujo proporcional, ya que le permite mezclar y combinar tamaños de manguera o estilos de cabezal de bomba para obtener los índices de flujo proporcional requeridos. Son posibles caudales proporcionales superiores a 100: 1.

Los cabezales de bomba apilables que incorporan un diseño de rodillo descentrado limitan la carga de torsión en el circuito de impulsión cuando dos o más cabezales de bomba se montan juntos. Los cabezales apilados con rodillos desplazados entregan volúmenes ligeramente diferentes de un canal a otro cuando se utilizan para tiempos de dispensación cortos / volúmenes bajos (dependiendo de la posición final de los rodillos). Esta limitación desaparece cuando las bombas funcionan de forma continua o con volúmenes de dispensación de varios cientos de mililitros o más.

Cabezales de bomba multicanal

Los cabezales multicanal son la opción más nueva para aplicaciones de múltiples canales. Estos cabezales de bomba combinan muchas de las mejores características tanto de los cabezales de cartucho como de los cabezales apilados de un solo canal.

Estos cabezales ofrecen un flujo de pulsaciones relativamente bajo desde dos, cuatro u ocho canales sin cartuchos. También se pueden apilar para hasta 32 canales, según el tamaño y la formulación de la tubería y la potencia de transmisión. El flujo entre canales es sincrónico sin ajuste de oclusión. Estas características brindan a los cabezales multicanal la flexibilidad de configuración de los cabezales de un solo canal apilados, así como el flujo síncrono y la capacidad de canal de los cabezales de cartucho.

Los cabezales de bomba multicanal Masterflex® L / S® están disponibles para tubos de micro calibre y para tamaños de tubos Masterflex® L / S®.

Cabezales de bomba de cartucho

Los cabezales de la bomba de cartucho aceptan un número máximo predeterminado de canales; se puede usar cualquier número de estos canales, hasta la capacidad del cabezal y del variador. Los cabezales de bomba de cartucho están disponibles por separado o como parte integral del diseño de la bomba. Los cabezales de cartucho Masterflex® L / S® son de tipo modular y pueden montarse en la mayoría de los variadores Masterflex® L / S®. Se montan hasta 12 canales individuales en un solo cabezal con caudales tan bajos como 0,0005 ml / min por canal.

Las bombas de cartucho tienen rodillos largos que proporcionan un suministro de fluido sincrónico entre los cartuchos. Estos cabezales de bomba también tienen un mayor número de rodillos que los cabezales de un solo canal, lo que da como resultado un flujo de pulsación más bajo y una mayor precisión a volúmenes bajos y caudales bajos. Estas bombas se recomiendan para aplicaciones de transferencia de fluidos de bajo volumen / bajo caudal.

Los cabezales de cartucho con oclusión ajustable ofrecen la mayor precisión entre canales de todos los tipos de cabezales de bomba. Los ajustes finos de la oclusión en los canales individuales pueden compensar eficazmente cualquier variación menor en las dimensiones de las mangueras que provoquen ligeras variaciones en el flujo.

Selección de accionamiento del cabezal de la bomba

Seleccione un variador con suficiente torque (y / o caballos de fuerza) y velocidad para cumplir con los requisitos de caudal y cabezal de la bomba. Los variadores que operan a un rango de velocidad más bajo generalmente ofrecen un par mayor y pueden impulsar un mayor número de cabezales apilados y canales de maguera.

Las unidades de velocidad fija están bien para aplicaciones de transferencia básicas. Las diferentes velocidades y relaciones de transmisión proporcionan una gama de salidas de par y los diferentes tamaños de tubería permiten diferentes velocidades de flujo.

Los accionamientos de velocidad variable le permiten ajustar el caudal simultáneamente para todos los canales con el caudal en los canales secundarios proporcional al primer canal. Es posible una gama muy amplia de caudales ajustando la velocidad de transmisión y seleccionando diferentes tamaños de maguera.

Los accionamientos digitales proporcionan el control de velocidad más preciso y repetible y, por lo tanto, la mayor precisión de caudal. Dependiendo de las características y el nivel de rendimiento, los variadores digitales también ofrecen visualización de la tasa de flujo, la velocidad de la bomba (rpm), el volumen de dispensación y el volumen acumulado (volumen total dispensado en varios ciclos de dispensación. canal a menos que se hayan incorporado varios caudalímetros en el sistema.

Aplicaciones de fluidos

Las bombas de velocidad fija y de oclusión fija son populares por su repetibilidad de velocidad de flujo, carga constante de la manguera y facilidad de uso general. Si se utilizan con mangueras extruidos de precisión, estas bombas pueden suministrar fluidos con una precisión del 3 al 5% entre canales. Este grado de rendimiento es adecuado para transferencia de fluidos a granel, intercambiadores de calor y transferencia de tinta en aplicaciones de impresión, por nombrar algunas. Los sistemas completos de bombas de velocidad fija Masterflex® I / P®con clasificación de lavado para aplicaciones de proceso están disponibles en configuraciones de 3 y 4 canales .

Los cabezales de bomba de cartucho y multicanal son populares para el muestreo, dispensación y medición precisos de fluidos. Los rodillos síncronos proporcionan un suministro de fluido coordinado entre cada canal del cabezal de la bomba. Los cabezales multicanal ofrecen precisiones de flujo entre canales en el rango de 1,5 a 2%. Con oclusión ajustable, los cabezales de la bomba de cartucho pueden proporcionar una precisión de flujo del 1% entre canales. La dosificación y medición precisas, las técnicas analíticas en investigación y aseguramiento de la calidad, y el muestreo y monitoreo ambiental requieren este alto nivel de desempeño y precisión.

Resumen

Las bombas peristálticas ofrecen una combinación única de características de manejo de fluidos y flexibilidad de configuración para aplicaciones de múltiples canales. Una variedad de tamaños de magueras, materiales de magueras, cabezales de bomba y accionamientos intercambiables le permiten personalizar su sistema de bombeo al precio más económico posible. Los sistemas de bombeo peristáltico multicanal se están adaptando a una amplia variedad de aplicaciones con enormes ahorros de tiempo, espacio y recursos.

FUENTE:  Nyren, P. 2021. “Peristaltic Pumps Answer the Challenge of Multiple-Channel Pumping”. Cole Pamer an Antylia Scientific Company.

Conozca más sobre estos equipos en la sección de Bombeo Peristáltico en nuestra web. Para más información, puede comunicarse con nosotros al 336 – 6523 o ventas@omegaperu.com.pe

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