隔膜泵如何在敏感设备上工作

隔膜泵提供了许多功能，这些功能对于需要气体和流体运动的产品的设计人员可能是有价值的：它们相对便宜;具有适合移动或固定应用的流量，压力和真空水平;它们是可配置的，有效的和耐用的，没有滑动密封。

它们的最大优点之一是流体通道与环境完全密封，因此非常适合处理敏感的气体和流体。最小的长度约为30毫米(1英寸)，适合手掌，仅重十几克(半盎司)，可移动或采样少量空气或气体。重型工业隔膜泵在涉及化学品，流体和气体的过程应用中可能重达数百磅。

他们如何工作

它们的工作方式非常简单：变速电动机通过将连杆从偏心位置驱动连杆转换为线性(泵浦)运动，就像汽车曲轴和连杆到活塞一样。所产生的连杆自由端的位移被用来推动和拉动弹性隔膜，就像推拉其他原本刚性的盒子的一个柔性壁一样。

此框通常称为泵的“扬程”。隔膜的运动引起头部的体积变化，因此交替产生真空(当隔膜向外拉时)和向内推动时产生的压力。进气阀可确保在隔膜向外冲程期间，气体或流体进入压头。在向内冲程中，气体或流体离开排气门。因此，这些泵可以用来产生真空或压力，具体取决于它们的连接方式。它们本质上也是自吸的。

挑战与解决方案

隔膜泵的用途广泛，从咖啡机到医疗吸气器再到空气采样系统和血压测量仪。但是它们也有缺点：

它们的输出本质上是脉动的。

由于阀门的快速打开和关闭，它们通常很吵。

如果平衡不当，它们会振动。

它们的使用寿命和运行效率尤其取决于隔膜的设计。

电动机的低速齿槽效应会限制其动态范围。

对于大多数应用而言，流量的脉动特性不是问题，但在医疗呼吸机中就可以了，它可以为可能无法自行呼吸的患者提供帮助。Dynaflo面临的挑战是设计一种用于呼吸机的压缩机，该压缩机具有隔膜泵的优点，但没有脉动，并且能够在宽范围的输出流量下运行，以适应广泛的通气患者。

解决方案是一个多头隔膜泵，其中有12个径向泵，这些泵是由一个中心偏心轮驱动的。与单头泵一样，这种方法会使每个泵每转一次经历其通常的周期。但是，通过串联连接12个扬程，这12个泵中的任何一个在任何时间点都与其相邻泵仅相隔30度，从而对输出流量产生12点平均效果。对称，平衡的设计实际上消除了振动，并在电动机上产生了相对恒定的转矩负载。

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