Ne glede na uporabo je izbira najprimernejše vrste črpalke izziv. Med številnimi tehnologijami črpalk za prenos tekočin jemembranske črpalkeinperistaltične črpalke sta dve najpogostejši vrsti.

Torej, katera od teh dveh tehnologij je boljša? Za katere aplikacije sta primerni?

Izbira črpalke je zapletena ne le zaradi številnih dejavnikov, ki jih je treba upoštevati, temveč tudi zaradi široke palete vrst črpalk. Kot dve najpogosteje uporabljeni tehnologiji prenosa tekočin imata membranske in peristaltične črpalke širok spekter uporabe. Spodaj se bomo poglobili v prednosti in omejitve teh dveh tehnologij črpalk.

Načela delovanja membranskih in peristaltičnih črpalk

Čeprav se ti dve vrsti črpalk pogosto uporabljata v podobnih scenarijih prenosa tekočin, se njuna načela delovanja precej razlikujejo.Membranske črpalkeustvarjajo pretok z izmeničnim gibanjem fleksibilne membrane, ki silijo medij (tekočino) v komori črpalke, da teče. Peristaltične črpalke (znane tudi kot cevne črpalke) so sestavljene iz tlačnega bloka, valjev in stisnjene cevi. Vrteči se valji periodično stiskajo cev in potiskajo tekočino v notranjost.

Katera črpalka je boljša za tekočine?
Obe vrsti črpalk se pogosto uporabljata v različnih aplikacijah, vključno z medicino, laboratorijem, kemično/petrokemično industrijo, brizgalnim tiskanjem in kmetijstvom. Pri izbiri črpalke je treba upoštevati več dejavnikov. Med najpomembnejšimi so:
Stroški v življenjski dobi
Ravnanje s cevmi
Čiščenje in sterilizacija
Pretok in pulzacija
Uporaba z delci in strižno občutljivimi mediji
Uporaba z nevarnimi tekočinami

So Kako se ti dve črpalki obneseta glede na te dejavnike? Kakšne so njune prednosti?

 Stroški v življenjski dobi

Ne glede na uporabljeno tehnologijo črpalke so poleg nakupne cene dejavnik, ki ga je treba upoštevati, tudi obratovalni stroški. Vzdrževanje in poraba energije sta dva najpomembnejša dejavnika obratovalnih stroškov. Membranske črpalke zahtevajo manj pogosto vzdrževanje. Odstranjevanje in zamenjava membrane ali ventilskega diska je relativno preprost in ekonomičen postopek. Večino rutinskega vzdrževanja membranskih črpalk lahko opravi uporabnik sam, s čimer se odpravi potreba po obisku proizvajalca in dodatni stroški vzdrževanja.

Medtem ko obe tehnologiji uporabljata cevi za premikanje medija v črpalko in iz nje, le peristaltične črpalke uporabljajo valje za stiskanje cevi (cevi). To je načelo, ki je lastno peristaltičnim črpalkam, in neizogibna težava pri zasnovi. Membranske črpalke se za premikanje tekočine ne zanašajo na valje ali stisnjene cevi, s čimer se izognejo tveganju staranja cevi. To pomanjkanje odvisnosti od cevi ponuja določene prednosti.

Peristaltične črpalke imajo običajno nižje začetne stroške. Vendar pa se lahko sčasoma obratovalni stroški hitro povečajo. Njihove cevi je treba pogosto menjati, kar povečuje stroške. Čeprav je zamenjava cevi relativno preprosta, pogosta potreba po zamenjavi poveča obratovalne stroške. Vzdrževanje valjev in drugih notranjih delov je običajno tudi bolj zapleteno in dražje. Na splošno imajo membranske črpalke nižje stroške v času življenjske dobe kot ... peristaltične črpalke.

Zanesljivost
Peristaltične črpalke se za transport tekočin v celoti zanašajo na cevi. Sčasoma nenehno gibanje in stiskanje valjev črpalke te cevi degradira, zaradi česar izgubijo svojo elastičnost in se obrabijo. To neizogibno vodi do zmanjšanega pretoka in drugih težav. Posledično je treba cevi redno menjati, kar povečuje stroške. V najboljšem primeru obrabljene cevi preprosto zmanjšajo učinkovitost. V najslabšem primeru lahko cev počijo ali pretrgajo, kar povzroči puščanje, izpad in poškodbe črpalke. To je lahko katastrofalno, če je črpana tekočina nevarna ali korozivna. Tudi nekatere komponente membranskih črpalk se degradirajo, vendar ne tako hitro ali tako močno.Cevi peristaltične črpalke je treba pogosto menjati, običajno večkrat na leto. Stroški zamenjave so lahko visoki, odvisno od uporabe pa so lahko potrebne cevi iz specializiranih materialov, kar stroške še dodatno poveča.

Čiščenje in razkuževanje
Membranske črpalke je mogoče čistiti na različne načine, odvisno od uporabe in črpane tekočine. V večini primerov zadostuje preprosto črpanje čistilne raztopine skozi črpalko. Vendar pa nekatere aplikacije zahtevajo popolno demontažo glave črpalke. Ko je črpalka razstavljena, je lahko temeljito čiščenje težavno.

Pri uporabi peristaltične črpalke je mogoče cev odstraniti, zavreči in zamenjati, kar prihrani čas in poenostavi čiščenje. Dokler se cev redno menja in ni puščanja ali razpok, ni treba čistiti preostalega dela črpalke, da bi zagotovili čistost medija. Poleg poenostavitve čiščenja je peristaltične črpalke tudi lažje sterilizirati. To je ključnega pomena za laboratorije in druge aplikacije, ki zahtevajo pogosto sterilizacijo. Ker medij pride v stik samo s cevjo, je treba sterilizirati samo to cev.

Pretok in pulzacija
Tako peristaltične kot membranske črpalke lahko dosežejo precejšnje pretoke. Vendar pa membranske črpalke ponujajo prednosti pri zagotavljanju bolj gladkega pretoka in manjšega pulziranja. Ker peristaltične črpalke stisnejo cev, je lahko doseganje enakomernega pretoka, potrebnega za nekatere aplikacije, izziv. To težavo je mogoče do neke mere omiliti z nakupom dražje peristaltične črpalke, opremljene z več valji. Vendar pa dodatni valji pospešijo zmanjšanje delovanja, hitreje stisnejo in obrabijo cev, kar vpliva na pretok. Uporaba različnih materialov cevi lahko nekoliko zmanjša pulziranje, lahko pa tudi poveča stroške in vpliva na pretok.

Membranske črpalke zagotavljajo stabilnejše hode skozi čas, kar ima za posledico bolj enakomeren pretok. Za doseganje bolj gladkega pretoka z nizkimi pulzacijami nekateri proizvajalci membranskih črpalk ponujajo konfiguracije z več membranami, pri katerih se membrane premikajo v fazi druga z drugo, kar praktično odpravi posamezne pulzne valove. Novejše membranske črpalke imajo tudi integrirane dušilce in resonančne komore za dodatno zmanjšanje pulziranja. Zaradi teh možnosti so membranske črpalke primernejše za aplikacije, ki zahtevajo bolj gladek pretok.

Peristaltične črpalke ponujajo tudi druge prednosti glede pretoka, zlasti za aplikacije, ki zahtevajo dvosmerni pretok. Zaradi svoje sposobnosti hitre spremembe smeri pretoka brez večjih sprememb so idealne za aplikacije, ki zahtevajo spremenljiv pretok. Dvosmerni pretok je mogoče doseči s preprosto spremembo smeri vrtenja valjev. Peristaltične črpalke so primerne tudi za aplikacije, ki zahtevajo eno samo črpalko za zagotavljanje več pretokov ali večkanalnega pretoka. Vendar pa lahko te zmogljivosti zahtevajo dodatne valje ali celo črpalko z večjo prostornino valjev.

Katera tehnologija črpalke najbolje ustreza zahtevam glede pretoka, je odvisno od specifične uporabe. Peristaltične črpalke so boljša izbira za aplikacije, ki zahtevajo večsmerni pretok. Membranske črpalke so primerne za aplikacije, ki zahtevajo stabilen, enakomeren pretok z nizkim pulziranjem.

Za delce in strižno občutljive medije
Številne aplikacije zahtevajo prenos tekočin, ki vsebujejo delce. Membranske črpalke so odlične pri ravnanju z delci določene velikosti. Pogoste so pri brizgalnem tiskanju in lahko brez težav obdelajo večino črnil. Vendar pa imajo lahko težave z daljšimi delci, vlakni in pastoznimi mediji. Membranske črpalke za delovanje potrebujejo nepovratne ventile, ki se lahko zaradi teh delcev zamašijo. Peristaltične črpalke teh ventilov nimajo, kar odpravlja to težavo. Stiskanje valjev delce tudi lažje potiska.

Membranske črpalke so odlične pri ravnanju z večino vrst strižno občutljivih medijev. Za izjemno strižno občutljive medije, kot so kri ali celice, pa so peristaltične črpalke boljša izbira. Ker črpalno delovanje peristaltične črpalke relativno malo vpliva na tekočino, je manjša verjetnost poškodbe ali mešanja črpane suspenzije.

Za nevarne ali ekstremno temperaturne tekočine
Korozivne tekočine lahko hitro poškodujejo cevi peristaltične črpalke, kar poveča tveganje za puščanje. Uporaba kemično odpornih materialov za cevi lahko zmanjša to tveganje, vendar to poveča stroške in lahko vpliva na delovanje. Zaradi varnostnih razlogov je vzdrževanje, ki je že tako pogosto, še bolj zahtevno, saj bi lahko puščanje teh tekočin imelo katastrofalne posledice.

Membranske črpalke so običajno izdelane iz kemično odpornih materialov. Tako kot peristaltične črpalke tudi ti materiali zvišujejo stroške. Vendar pa za razliko od peristaltičnih črpalk membranske črpalke ne zahtevajo enako pogostega preventivnega vzdrževanja, kot je potrebno za varno ravnanje z nevarnimi tekočinami. Membranske črpalke so tudi bolj sposobne prečrpavati tekočine pri ekstremnih temperaturah. Večina cevi, ki se uporabljajo v peristaltičnih črpalkah, ni primerna za transport izjemno vročih ali hladnih medijev. Izjemno vroče tekočine lahko cevi preveč zmehčajo, kar vpliva na pretok in poveča verjetnost poka. Podobno lahko izjemno hladne tekočine cevi preveč toge, kar preprečuje dober pretok. Čeprav membranske črpalke za te postopke morda zahtevajo specializirane materiale, so bolj primerne za črpanje tako vročih kot hladnih medijev.

Izbira črpalke
Peristaltične črpalke imajo nekoliko bolj omejen nabor uporab, vendar so še vedno idealna izbira za širok spekter aplikacij. Primerne so za črpanje izjemno viskoznih ali motnih tekočin, pa tudi za strižno občutljive medije. Membranske črpalke je enostavno čistiti in zadostujejo za večino aplikacij. Vendar pa je peristaltične črpalke mogoče hitro očistiti in sterilizirati, saj je njihove cevi mogoče po uporabi odstraniti in zavreči. Zato so boljša izbira za aplikacije, ki zahtevajo pogosto čiščenje.

Čeprav so membranske črpalke bolj univerzalno uporabne, to ni vedno tako. Izbira tipa črpalke je odvisna od specifičnih zahtev uporabe. Membranske črpalke imajo nižje stroške vzdrževanja v celotni življenjski dobi, nižje skupne obratovalne stroške in daljšo življenjsko dobo. Enostavne so za vzdrževanje in popravilo ter ponujajo različne možnosti za stabilnejši in bolj gladek pretok ter nizko pulziranje. So tudi boljša izbira za uporabo pri črpanju agresivnih, korozivnih in ekstremno temperaturnih tekočin.