Bez ohľadu na aplikáciu je výber najvhodnejšieho typu čerpadla výzvou. Spomedzi mnohých technológií čerpadiel na prenos kvapalín,membránové čerpadláaperistaltické čerpadlá sú dva najbežnejšie typy.

Takže, ktorá z týchto dvoch technológií je lepšia? Na aké aplikácie sú vhodné?

Výber čerpadla je zložitý nielen kvôli mnohým faktorom, ktoré treba zvážiť, ale aj kvôli širokej škále typov čerpadiel. Ako dve najpoužívanejšie technológie prenosu kvapalín, membránové čerpadlá a peristaltické čerpadlá majú širokú škálu aplikácií. Nižšie sa podrobnejšie pozrieme na výhody a obmedzenia týchto dvoch technológií čerpadiel.

Princípy fungovania membránových a peristaltických čerpadiel

Hoci sa tieto dva typy čerpadiel často používajú v podobných scenároch prenosu kvapalín, ich princípy fungovania sú dosť odlišné.Membránové čerpadlágenerujú prietok pohonom flexibilnej membrány v vratnom pohybe, čím nútia médium (kvapalinu) v komore čerpadla prúdiť. Peristaltické čerpadlá (známe aj ako hadicové čerpadlá) pozostávajú z tlakového bloku, valčekov a stlačenej hadice. Rotujúce valčeky pravidelne stláčajú hadicu a vháňajú kvapalinu dovnútra.

Ktoré čerpadlo je lepšie na kvapaliny?
Oba typy čerpadiel sa bežne používajú v rôznych aplikáciách vrátane medicíny, laboratórií, chemického/petrochemického priemyslu, atramentovej tlače a poľnohospodárstva. Pri výbere čerpadla je potrebné zvážiť niekoľko faktorov. Medzi najdôležitejšie patria:
Náklady počas celej životnosti
Manipulácia s hadicou
Čistenie a sterilizácia
Prietok a pulzácia
Použitie s časticovými a strihovo citlivými médiami
Použitie s nebezpečnými kvapalinami

SAko si tieto dve čerpadlá počínajú v týchto faktoroch? Aké sú ich výhody?

 Doživotné náklady

Bez ohľadu na použitú technológiu čerpadla sú okrem kúpnej ceny aj prevádzkové náklady faktorom, ktorý treba zvážiť. Údržba a spotreba energie sú dva najvýznamnejšie faktory ovplyvňujúce vaše prevádzkové náklady. Membránové čerpadlá vyžadujú menej častú údržbu. Demontáž a výmena membrány alebo ventilového kotúča je relatívne jednoduchý a ekonomický proces. Väčšinu bežnej údržby membránových čerpadiel môže vykonávať používateľ sám, čím sa eliminuje potreba návštevy výrobcu a vznikajú dodatočné náklady na údržbu.

Zatiaľ čo obe technológie používajú na presun média do a z čerpadla hadičky, iba peristaltické čerpadlá používajú na stláčanie hadičky (hadice) valčeky. Toto je princíp, ktorý je vlastný peristaltickým čerpadlám a nevyhnutný konštrukčný problém. Membránové čerpadlá sa na presun kvapaliny nespoliehajú na valčeky ani stlačené hadičky, čím sa predchádza riziku starnutia hadičiek. Táto nezávislosť od hadičiek ponúka určité výhody.

Peristaltické čerpadlá majú vo všeobecnosti nižšie počiatočné náklady. Postupom času sa však prevádzkové náklady môžu rýchlo zvýšiť. Ich potrubia si vyžadujú častú výmenu, čo zvyšuje náklady. Zatiaľ čo výmena potrubí je relatívne jednoduchá, častá potreba ich výmeny zvyšuje prevádzkové náklady. Údržba valčekov a iných vnútorných častí býva tiež zložitejšia a drahšia. Vo všeobecnosti majú membránové čerpadlá nižšie náklady počas životnosti ako... peristaltické čerpadlá.

Spoľahlivosť
Peristaltické čerpadlá sa pri preprave kvapalín úplne spoliehajú na hadice. Postupom času neustály pohyb a stláčanie valčekov čerpadla tieto hadice degradujú, čo spôsobuje stratu ich elasticity a opotrebovanie. To nevyhnutne vedie k zníženiu prietoku a iným problémom. V dôsledku toho je potrebné hadice pravidelne vymieňať, čo zvyšuje náklady. V najlepšom prípade opotrebované hadice jednoducho znižujú účinnosť. V najhoršom prípade môžu hadice prasknúť alebo pretrhnúť, čo vedie k netesnostiam, prestojom a poškodeniu čerpadla. To môže byť katastrofálne, ak je čerpaná kvapalina nebezpečná alebo korozívna. Niektoré komponenty membránových čerpadiel sa tiež degradujú, ale nie tak rýchlo ani tak závažne.Hadičky peristaltického čerpadla si vyžadujú častú výmenu, zvyčajne niekoľkokrát ročne. Náklady na výmenu môžu byť vysoké a v závislosti od aplikácie môžu byť potrebné hadičky vyrobené zo špeciálnych materiálov, čo náklady ešte viac zvyšuje.

Čistenie a dezinfekcia
Membránové čerpadlá je možné čistiť rôznymi spôsobmi v závislosti od aplikácie a čerpanej kvapaliny. Vo väčšine aplikácií stačí jednoduché prečerpanie čistiaceho roztoku cez čerpadlo. Niektoré aplikácie však vyžadujú úplnú demontáž hlavy čerpadla. Po demontáži čerpadla môže byť dôkladné čistenie náročné.

Pri použití peristaltického čerpadla je možné hadičku vybrať, zlikvidovať a vymeniť, čo šetrí čas a zjednodušuje čistenie. Pokiaľ sa hadička pravidelne vymieňa a nedochádza k únikom ani prasknutiam, nie je potrebné čistiť zvyšok čerpadla, aby sa zabezpečila čistota média. Okrem zjednodušenia čistenia sa peristaltické čerpadlá tiež ľahšie sterilizujú. To je kľúčové pre laboratóriá a iné aplikácie, ktoré vyžadujú častú sterilizáciu. Keďže médium prichádza do kontaktu iba s hadičkou, sterilizovať je potrebné iba túto hadičku.

Prietok a pulzácia
Peristaltické aj membránové čerpadlá dokážu dosiahnuť značné prietoky. Membránové čerpadlá však ponúkajú výhody v poskytovaní plynulejšieho prietoku a nižšej pulzácie. Keďže peristaltické čerpadlá stláčajú hadicu, dosiahnutie konzistentného prietoku potrebného pre niektoré aplikácie môže byť náročné. Tento problém sa dá do istej miery zmierniť zakúpením drahšieho peristaltického čerpadla vybaveného väčším počtom valčekov. Ďalšie valčeky však urýchľujú zníženie výkonu, čím rýchlejšie stláčajú a opotrebovávajú hadicu, čo ovplyvňuje prietok. Použitie rôznych materiálov hadíc môže pomôcť do istej miery znížiť pulzáciu, ale môže to tiež zvýšiť náklady a ovplyvniť prietok.

Membránové čerpadlá poskytujú stabilnejšie zdvihy v priebehu času, čo vedie k rovnomernejšiemu prietoku. Na dosiahnutie plynulejšieho prietoku s nízkou pulzáciou niektorí výrobcovia membránových čerpadiel ponúkajú konfigurácie s viacerými membránami, v ktorých sa membrány pohybujú vo fáze, čím sa prakticky eliminujú jednotlivé pulzné vlny. Novšie membránové čerpadlá majú tiež integrované tlmiče a rezonančné komory na ďalšie zníženie pulzácie. Vďaka týmto možnostiam sú membránové čerpadlá vhodnejšie pre aplikácie vyžadujúce plynulejší prietok.

Peristaltické čerpadlá ponúkajú ďalšie výhody týkajúce sa prietoku, najmä pre aplikácie vyžadujúce obojsmerný prietok. Ich schopnosť rýchlo meniť smer prietoku bez väčších úprav ich robí ideálnymi pre aplikácie vyžadujúce variabilný prietok. Obojsmerný prietok je možné dosiahnuť jednoduchou zmenou smeru otáčania valčekov. Peristaltické čerpadlá sú vhodné aj pre aplikácie vyžadujúce jedno čerpadlo na zabezpečenie viacerých prietokov alebo viackanálového prietoku. Tieto možnosti však môžu vyžadovať ďalšie valčeky alebo dokonca čerpadlo s väčšou kapacitou valčekov.

Ktorá technológia čerpadla najlepšie spĺňa požiadavky na prietok, závisí od konkrétnej aplikácie. Peristaltické čerpadlá sú lepšou voľbou pre aplikácie vyžadujúce viacsmerový prietok. Membránové čerpadlá sú vhodné pre aplikácie vyžadujúce stabilný, rovnomerný prietok s nízkou pulzáciou.

Pre častice a médiá citlivé na šmyk
Mnohé aplikácie vyžadujú prenos kvapalín obsahujúcich častice. Membránové čerpadlá vynikajú v manipulácii s časticami určitej veľkosti. Sú bežné v aplikáciách atramentovej tlače a bez problémov zvládnu väčšinu farieb. Môžu však mať problém s dlhšími časticami, vláknami a pastovitými médiami. Membránové čerpadlá sa pri prevádzke spoliehajú na spätné ventily, ktoré sa týmito časticami môžu upchať. Peristaltické čerpadlá tieto ventily nemajú, čo tento problém eliminuje. Stláčací účinok valcov tiež ľahšie poháňa častice.

Membránové čerpadlá vynikajú pri manipulácii s väčšinou typov médií citlivých na strih. Pre extrémne citlivé médiá, ako je krv alebo bunky, sú však lepšou voľbou peristaltické čerpadlá. Pretože čerpacia činnosť peristaltického čerpadla má relatívne malý vplyv na kvapalinu, je menšia pravdepodobnosť poškodenia alebo miešania čerpanej suspenzie.

Pre nebezpečné kvapaliny alebo kvapaliny s extrémnymi teplotami
Korozívne kvapaliny môžu rýchlo poškodiť hadice peristaltického čerpadla, čím sa zvyšuje riziko únikov. Použitie chemicky odolných materiálov potrubí môže toto riziko znížiť, ale zvyšuje to náklady a môže ovplyvniť výkon. Bezpečnostné aspekty ešte viac sťažujú údržbu, ktorá je už aj tak častá, pretože únik týchto kvapalín by mohol mať katastrofálne následky.

Membránové čerpadlá sú zvyčajne vyrobené z chemicky odolných materiálov. Podobne ako peristaltické čerpadlá, aj tieto materiály zvyšujú náklady. Na rozdiel od peristaltických čerpadiel však membránové čerpadlá nevyžadujú rovnakú častú preventívnu údržbu, aká je potrebná na bezpečnú manipuláciu s nebezpečnými kvapalinami. Membránové čerpadlá tiež lepšie zvládajú kvapaliny pri extrémnych teplotách. Väčšina potrubí používaných v peristaltických čerpadlách nie je vhodná na prepravu extrémne horúcich alebo studených médií. Extrémne horúce kvapaliny môžu spôsobiť, že potrubie bude príliš mäkké, čo ovplyvní prietok a zvýši pravdepodobnosť prasknutia. Podobne extrémne studené kvapaliny môžu spôsobiť, že potrubie bude príliš tuhé, čo zabráni dobrému prietoku. Hoci membránové čerpadlá môžu na tieto procesy vyžadovať špeciálne materiály, sú vhodnejšie na čerpanie horúcich aj studených médií.

Výber čerpadla
Peristaltické čerpadlá majú o niečo obmedzenejší rozsah použitia, ale stále sú ideálnou voľbou pre širokú škálu aplikácií. Sú vhodné na čerpanie extrémne viskóznych alebo zakalených kvapalín, ako aj médií citlivých na šmykové namáhanie. Membránové čerpadlá sa ľahko čistia a postačujú pre väčšinu aplikácií. Peristaltické čerpadlá sa však dajú rýchlo vyčistiť a sterilizovať, pretože ich hadičky sa dajú po použití vybrať a zlikvidovať. Preto sú lepšou voľbou pre aplikácie vyžadujúce časté čistenie.

Hoci sú membránové čerpadlá univerzálnejšie použiteľné, nie je to vždy tak. Výber typu čerpadla závisí od špecifických požiadaviek aplikácie. Membránové čerpadlá majú nižšie náklady na údržbu počas celej svojej životnosti, nižšie celkové prevádzkové náklady a dlhšiu životnosť. Ľahko sa udržiavajú a opravujú a ponúkajú rôzne možnosti pre stabilnejší a plynulejší prietok a nízku pulzáciu. Sú tiež lepšou voľbou pre aplikácie, ktoré čerpajú agresívne, korozívne a extrémne teplotné kvapaliny.