Pompy perystaltyczne

Pompy perystaltyczne (zwane też wężykowe, jelitkowe, przewodowe) stosowane były na świecie już wiele lat temu przede wszystkim w laboratoriach i szpitalach, a także… w niektórych samochodach, do spryskiwania szyb płynem myjącym oraz na niemal każdej myjni samochodowej do dozowania detergentów.

Andrzej G. Baciński POMPY i SYSTEMY sp. z o.o.

Rozwój technologii produkcji węży elastycznych, a przy tym wytrzymałych z coraz to nowszych materiałów gwałtownie rozszerzył zakres stosowalności tego typu pomp. Z małych pomp laboratoryjnych powstały profesjonalne urządzenia przemysłowe. Aktualnie produkowane urządzenia osiągają wydajność do kilkunastu (kilkudziesięciu) metrów sześciennych na godzinę i ciśnienia tłoczenia do 15 barów

Pompy perystaltyczne (zwane też wężykowe, jelitkowe, przewodowe) stosowane były na świecie już wiele lat temu przede wszystkim w laboratoriach i szpitalach, a także… w niektórych samochodach, do spryskiwania szyb płynem myjącym oraz na niemal każdej myjni samochodowej do dozowania detergentów.

Rozwój technologii produkcji węży elastycznych, a przy tym wytrzymałych z coraz to nowszych materiałów gwałtownie rozszerzył zakres stosowalności tego typu pomp. Z małych pomp laboratoryjnych powstały profesjonalne urządzenia przemysłowe. Aktualnie produkowane urządzenia osiągają wydajność do kilkunastu (kilkudziesięciu) metrów sześciennych na godzinę i ciśnienia tłoczenia do

15 barów.

Zasada pracy polega na cyklicznym ugniataniu węża przez rolki lub krzywki (tzw. kopyta), co powoduje przemieszczanie się cieczy z jednego końca węża do drugiego. Działanie to jest podobne do perystaltycznych ruchów jelit organizmów żywych i stąd nazwa pompy.

Ograniczenia stosowania

Dotychczas jednym z głównych ograniczeń stosowalności przedmiotowych pomp były rozpuszczalniki (np. ksylen), które skutecznie rozpuszczały wszelkie stosowane węże (np. guma naturalna czy EPDM). Istnieją węże niskociśnieniowe, dla małych wydajności, odporne na substancje ropopochodne, jednak jest to nowoczesne, a przez to niezwykle drogie rozwiązanie. W wielu przypadkach klienci akceptują konieczność częstej wymiany węża z uwagi na reakcję chemiczną, a nie przez mechaniczne zużycie. Mimo że substancja ropopochodna może spowodować degradację węża np. w ciągu 2 miesięcy, może to być i tak tańsze rozwiązanie niż wąż z Vitonu.

Często podawaną wadą tego typu pomp jest zauważalna pulsacja wypływającej cieczy. W zasadzie jedyną możliwością pozbycia się jej jest zastosowanie tłumika, który dostępny jest u większości producentów pomp perystaltycznych.

W tej chwili dostępne są już na rynku pompy perystaltyczne w wykonaniach przeciwwybuchowych (zgodne z wymogami ATEX).

Wąż sercem pompy

Żaden producent nie może zagwarantować czasu żywotności węża – tak samo jak nikt nie gwarantuje żywotności materiałów eksploatacyjnych innych urządzeń – klocków hamulcowych w samochodzie czy tuszu w drukarce. Producenci i dystrybutorzy dysponują szacunkowymi, statystycznymi wynikami badań wytrzymałości różnych węży w różnych pompach, jednak nie są w stanie zbadać wszystkich zależności (warunki zewnętrzne, parametry pracy, rodzaje cieczy, ciała stałe itp.).

Dla zapewnienia optymalnego zużycia materiału eksploatacyjnego jakim jest wąż pompy, z reguły zaleca się pracę urządzenia przy częstotliwości do 60 obr./min.

Z reguły przyjmuje się, że kilka miesięcy bezawaryjnej pracy węża (w reżimie 8-godzinnym pracy pompy) to wynik zadowalający dla użytkownika. Chociaż znane są firmy, które wymieniają wąż co tydzień (z powodu wewnętrznych wymogów higieny) i uznają to za wynik rewelacyjny. Przed użyciem pompy perystaltycznej stosują pompy jednośrubowe i stator wymieniają także co tydzień, ale jest on znacznie droższy od węża.

Założenia stawiane przez producentów węży:

•   chemoodporność (możliwość tłoczenia jak najszerszego zakresu chemikaliów w różnych temperaturach),
•   elastyczność (zdolność węża do jak najszybszego odzyskania swojego pierwotnego kształtu po przejechaniu rolki),
•   żywotność (zachowanie elastyczności węża na jak największej liczbie „ugnieceń” przez pompę),
•   wytrzymałość na ścieranie (odporność na ciała stałe znajdujące się w pompowanym medium),
•   wytrzymałość na pękanie (aby nie powstawały mikropęknięcia po wewnętrznej stronie węża, co byłoby niekorzystne zwłaszcza w aplikacjach spożywczych i farmaceutycznych).

Szersze zastosowania

Coraz częściej pompy perystaltyczne pracują w sytuacjach dotychczas „zarezerwowanych” dla innego typu pomp, np. do:

• musztardy, ketchupu, majonezu – dotychczas pompy krzywkowe lub jednośrubowe,
• kleju, żywicy, oleju – dotychczas pompy zębate,
• osadów ściekowych – dotychczas pompy jednośrubowe,
• farb, lakierów – dotychczas pompy zębate i dwumembranowe powietrzne.

Pompy perystaltyczne zdobywają rynek nie tylko stosunkowo niską ceną. Jedną z głównych zalet tego typu urządzeń jest wysoka odporność na niewłaściwą obsługę – tam trudno cokolwiek zepsuć.

Producenci oferują już pompy z wózkami, co jest niezwykle wygodne przy opróżnianiu różnych zbiorników (np. z kremami, detergentami itp.)

Nowym rozwiązaniem jest umiejętne połączenie fragmentu rurociągu ssawnego pompy perystaltycznej z korpusem pompy przez dodatkową rurkę. Dzięki temu pompa wytwarza podciśnienie nie tylko w wężu ssawnym, ale także wewnątrz obudowy, co natomiast powoduje znacznie szybszy powrót węża do pierwotnego kształtu, a co za tym idzie, możliwość pompowania cieczy o jeszcze większych lepkościach. Okazuje się jednak, że lepszym rozwiązaniem jest zastosowanie zewnętrznej pompy próżniowej podłączonej do korpusu pompy. Daje to najlepsze efekty, jeśli chodzi o pompowanie cieczy bardzo lepkich.

Pompę perystaltyczną można polecić każdemu, kto poszukuje pompy do cieczy o różnych lepkościach, zawierających ciała stałe.

Ciekawe zastosowania pomp perystaltycznych

Poniższy przegląd zastosowań pokazuje, jak szerokie zastosowanie mają pompy perystaltyczne i jak wiele różnych problemów rozwiązują.

Jelita drobiowe. Przy produkcji drobiowej bardzo dużo generowanych jest odpadów w postaci jelit drobiowych. Prócz jelit w masie znajdują się całe kurze łapy i łby. Pompa perystaltyczna okazała się w tej sytuacji bardzo skutecznym urządzeniem. Pompuje duże ciała stałe, niezależnie czy w danej chwili ciecz jest niskiej lepkości (np. sama krew), czy dużej (fl aki). Dodatkowo pompa może pracować cały czas – nie trzeba jej wyłączać w momencie, gdy w zbiorniku pojawi się nowa porcja fl aków, gdyż jest ona automatycznie wypompowywana.

Wymiana oleju w przekładniach. Jeden z klientów potrzebował pompę do opróżniania przekładni ze starego oleju (zanieczyszczonego) i nalania nowego. Pompa perystaltyczna skutecznie pompuje olej zanieczyszczony, jest łatwa do mycia i może pracować w obu kierunkach. Początkowo użytkownik chciał zastosować pompę beczkową, ale miała ona sztywną rurę ssawną. Dopiero pompa perystaltyczna zadziałała zgodnie z oczekiwaniami, niemal jak odkurzacz do cieczy.

Dozowanie mleczka wapiennego. Użytkownik dozuje mleczko wapienne około 300 litrów/godz. We wszystkich pompach prędzej czy później następowało uszkodzenie uszczelnienia mechanicznego. Prócz naturalnego zużycia się tego elementu (około 1 rok) ulegał on natychmiastowemu uszkodzeniu, kiedy obsługa nierozważnie dosypała całą porcję wapna z worka, zamiast powoli sypać równomiernie przez godzinę. Pompa perystaltyczna zapewniła dużą dokładność dozowania, a brak uszczelnienia w pompie zapewnił długą bezawaryjną pracę.

Olej i substancja na bazie witaminy C. Klient potrzebował pompy higienicznej, mogącej pompować olej jadalny (stosunkowo mała lepkość) z beczki. Raz na tydzień klient potrzebował opróżnić beczkę z lepkiej substancji na bazie witaminy C. Substancja ta jest niezwykle lepka. Pompa perystaltyczna skutecznie zasysa (bez zalewania) tę lepką

ciecz. Regulacja obrotów w pompie pozwala na pompowanie bardzo lepkiej cieczy z małą wydajnością, a oleju ze stosunkowo dużą lepkością.

Pompa dla straży pożarnej. Jednostka straży pożarnej potrzebowała pompę do usuwania wycieków z uszkodzonych cystern. Jest to o tyle trudne, że nigdy nie wiadomo, jaka ciecz się wyleje. Okazało się, że pompa perystaltyczna jest najlepszym rozwiązaniem. Jedna pompa oraz 3 różne węże umożliwiają skuteczną akcję w niemal 100% przypadków.

Miód. Klient potrzebował pompować miód przez układ filtrów. Pompa perystaltyczna bez problemu pokonuje straty ciśnienia na filtrze, a dodatkowo brak uszczelnień zapewnia brak jakichkolwiek niechcianych wycieków. Dodatkowo ewentualna krystalizacja miodu nie ma żadnego negatywnego wpływu na pracę pompy.

Mieszanka makowa. Użytkownik potrzebował pompować słodką mieszankę z makiem. Ważne jest, aby różne substancje w trakcie pompowania nie zostały rozseparowane. Dodatkowo klient wymagał samozasysania na sucho. Te możliwości dała mu pompa perystaltyczna.

Masa ceramiczna. Masy ceramiczne to dla każdej pompy wyzwanie. Każdy typ pompy ma wady i zalety. Te ciecze wymagają bardzo delikatnego pompowania i przede wszystkim nie wolno napowietrzyć cieczy. Każda pompa z uszczelnieniem mechanicznym to ryzyko napowietrzenia. Klient próbował różnych pomp i w końcu zdecydował się na perystaltyczną jako jedyną spełniającą jego wymagania.

Olej z nasionami. Inny klient potrzebował cyrkulować olej jadalny z nasionami zbóż. Pompa musiała być spożywcza, o stałej, określonej wydajności i oczywiście musiała mieć możliwość tłoczenia ciał stałych w medium. Wszystkie te wymagania spełniła pompa perystaltyczna typoszeregu AMP.

Andrzej G. Baciński, absolwent Politechniki

sypkich.