
在實驗室研究、化學(xué)合成與精密制造等領(lǐng)域,對液體進行高精度、高重復(fù)性的計量與傳輸是一項基礎(chǔ)而關(guān)鍵的任務(wù)。傳統(tǒng)的蠕動泵等設(shè)備雖應(yīng)用廣泛,但在面對腐蝕性化學(xué)品、需要長期穩(wěn)定運行或高精度要求的場景時,往往力有未逮。德國KNF公司推出的SIMDOS® 02 FEM 1.02 S隔膜液體計量泵,正是為解決這些核心痛點而設(shè)計的工程。它憑借其獨特的工作原理、的材料科學(xué)應(yīng)用和人性化的設(shè)計,重新定義了小流量液體計量的可靠標(biāo)準(zhǔn)。
本文將深入解析SIMDOS 02 FEM 1.02 S的技術(shù)內(nèi)核、性能優(yōu)勢,并提供全面的選型與應(yīng)用指南,助您在苛刻的流體處理應(yīng)用中實現(xiàn)精準(zhǔn)與穩(wěn)定。
SIMDOS® 02系列是KNF針對實驗室及小型工藝中液體精密計量需求推出的核心產(chǎn)品線,而FEM 1.02 S型號代表了該系列中采用手動控制的基礎(chǔ)高性能版本。其設(shè)計哲學(xué)圍繞“精準(zhǔn)、可靠、靈活"展開,核心使命是在0.03至20毫升/分鐘的寬泛流量范圍內(nèi),提供高達±2%的精度和±1%的重復(fù)性,確保每一次計量結(jié)果都值得信賴。
與通過擠壓軟管來輸送液體的蠕動泵有根本不同,隔膜泵采用無接觸的傳動方式。電機驅(qū)動一個往復(fù)運動的隔膜,通過周期性的容積變化產(chǎn)生吸力和壓力,配合進口端的單向閥片控制流體單向流動。這種原理帶來了多重先天優(yōu)勢:一是對輸送管路無擠壓磨損,避免了因軟管老化、疲勞導(dǎo)致的流量漂移,長期穩(wěn)定性;二是允許泵體“干運轉(zhuǎn)"(即空轉(zhuǎn))和自啟動,大自吸高度可達2米水柱,大大提升了操作容錯率和便捷性;三是能夠承受更高的出口背壓,SIMDOS 02的大工作壓力可達6 bar(約85 psi),使其不僅能用于常壓滴加,更能勝任向有壓反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)進行精確進料的任務(wù)。
表1:SIMDOS 02 FEM 1.02 S 核心技術(shù)參數(shù)概覽
| 參數(shù)類別 | 具體指標(biāo) | 技術(shù)意義與優(yōu)勢 |
|---|---|---|
| 流量與計量 | 流量范圍:0.03 - 20 ml/min 計量體積:0 - 999 ml(可編程) 精確度:±2% 重復(fù)性:±1% | 覆蓋從微量添加到大體積輸送的寬廣需求,編程功能實現(xiàn)自動化。高重復(fù)性是可靠實驗和生產(chǎn)的基礎(chǔ)。 |
| 壓力與吸程 | 大工作壓力:6 bar (rel.) 大吸入高度:2 mWg | 能克服系統(tǒng)背壓,實現(xiàn)加壓進料。強大的自吸能力簡化安裝,無需灌注引液。 |
| 物理與環(huán)境 | 重量:~0.9 kg 外形尺寸:143 x 93 x 145 mm 介質(zhì)溫度范圍:5 ~ 80 °C 環(huán)境溫度范圍:5 ~ 40 °C 防護等級:IP65 | 結(jié)構(gòu)緊湊,節(jié)省寶貴實驗臺空間。寬溫域適應(yīng)性好。IP65防塵防水濺,提升設(shè)備耐用性。 |
| 介質(zhì)兼容性 | 允許液體粘度:≤ 150 cSt 材料配置:泵頭、隔膜、閥片均有多種耐腐蝕材料可選 | 可處理一定粘度的流體。模塊化材料組合是應(yīng)對強腐蝕性化學(xué)品的核心。 |
1. 模塊化耐化學(xué)腐蝕系統(tǒng):材料科學(xué)的勝利
SIMDOS 02 FEM 1.02 S并非一個固定配置的產(chǎn)品,而是一個高度可定制的平臺。其應(yīng)對腐蝕性介質(zhì)的核心策略在于,為與流體接觸的三大核心部件——泵頭、隔膜和閥片——提供了多種工程材料選項。
泵頭材料:用戶可根據(jù)介質(zhì)特性,從聚丙烯(PP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)和不銹鋼(SUS)中選擇。PTFE和不銹鋼提供了幾乎全面的化學(xué)惰性,適用于絕大多數(shù)強酸、強堿和有機溶劑。
隔膜材料:標(biāo)準(zhǔn)配置為帶有PTFE涂層的復(fù)合隔膜,或全氟彈性體(FFKM)。PTFE涂層提供了優(yōu)異的抗粘附和耐腐蝕性,而FFKM則兼具彈性和的化學(xué)穩(wěn)定性。
閥片材料:標(biāo)準(zhǔn)采用Kalrez®(一種FFKM)閥片,可選Chemraz®(同為FFKM)。這些全氟醚橡膠材料被譽為“彈性體王",在化學(xué)環(huán)境中也能保持其密封性能和機械完整性。
通過這種“菜單式"的材料組合,用戶可以為鹽酸、硫酸、硝酸、(需特定配置)、丙酮、二氯甲烷等挑戰(zhàn)性的溶劑量身打造最合適的泵,從根本上杜絕了因材質(zhì)腐蝕導(dǎo)致的污染、泄漏或性能下降。
2. 人性化工程與智能控制
盡管FEM 1.02 S是手動控制型號,但其設(shè)計充分體現(xiàn)了人性化與智能化。設(shè)備配備清晰的LCD圖形顯示屏,使流量設(shè)置、累計體積顯示和運行狀態(tài)監(jiān)控一目了然。校準(zhǔn)過程極其簡便,用戶通常只需執(zhí)行一次簡單的參考流量校準(zhǔn)程序,即可在全量程內(nèi)獲得準(zhǔn)確的線性輸出,大大降低了維護難度和對操作人員的技術(shù)要求。
此外,泵具備“循環(huán)模式",可預(yù)先設(shè)定加樣體積和循環(huán)次數(shù),實現(xiàn)自動化的重復(fù)定量添加,解放實驗人員的雙手,并減少人為誤差。
3. 可靠性與防護設(shè)計
整機采用免維護的電機驅(qū)動設(shè)計,運行安靜且壽命長。標(biāo)配的安全隔膜設(shè)計提供了雙重防泄漏保護。IP65的防護等級意味著它能防止灰塵侵入,并能抵御來自各個方向的低壓水噴射,確保了在潮濕或多塵的實驗室環(huán)境中也能穩(wěn)定工作。
SIMDOS 02 FEM 1.02 S的精確性與化學(xué)兼容性,使其成為眾多前沿領(lǐng)域的關(guān)鍵工具:
有機合成與制藥化學(xué):向反應(yīng)釜中精確、緩慢地滴加催化劑、反應(yīng)物或淬滅劑;實現(xiàn)復(fù)雜多步合成中嚴格的化學(xué)計量比控制。
分析檢測與在線監(jiān)測:為色譜儀(如HPLC)自動進樣器提供樣品輸送;在環(huán)境水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)中,精確計量和添加試劑。
高分子與材料科學(xué):在聚合物合成中,精確計量單體、引發(fā)劑或改性劑;用于制備涂層材料的精密配料。
食品工藝研發(fā):在研發(fā)階段,對風(fēng)味物質(zhì)、添加劑或酸堿調(diào)節(jié)劑進行微量、精確的添加和混合。
1. 型號選擇與配置
理解KNF的型號命名規(guī)則是正確選型的一步。FEM 1.02 S是一個系列,通過后綴區(qū)分關(guān)鍵配置。
表2:SIMDOS 02 FEM 1.02 系列常見型號配置解讀
| 型號示例 | 泵頭材料 | 隔膜材料 | 閥片材料 | 控制方式 | 適用介質(zhì)特點 |
|---|---|---|---|---|---|
| FEM1.02KT.18S | PP (聚丙烯) | PTFE涂層 | FFKM (Kalrez) | 手動 | 經(jīng)濟之選,適用于多數(shù)普通酸、堿、溶劑,不適用強氧化劑、部分鹵代烴。 |
| FEM1.02TT.18S | PVDF (聚偏氟乙烯) | PTFE涂層 | FFKM (Kalrez) | 手動 | 耐腐蝕性優(yōu)異,尤其適用于鹵代烴、強酸、強堿,機械強度高于PTFE。 |
| FEM1.02FT.18S | PTFE (聚四氟乙烯) | PTFE涂層 | FFKM (Kalrez) | 手動 | 化學(xué)惰性全面,幾乎耐受所有化學(xué)品,是處理強腐蝕性介質(zhì)(如濃硫酸、) |
| FEM1.02ST.18S | SUS (不銹鋼) | PTFE涂層 | FFKM (Kalrez) | 手動 | 適用于高純度、非鹵化物介質(zhì),機械強度高,耐高溫高壓性能好。 |
注:后綴中的“RC"表示支持外部模擬信號控制(0-10V/4-20mA),“RCP"表示在RC基礎(chǔ)上增加RS-232數(shù)字通信接口。用戶可根據(jù)是否需要接入自動化系統(tǒng)進行選擇。
2. 安裝、操作與日常維護
安裝:泵體應(yīng)安置在穩(wěn)固、水平、通風(fēng)良好的臺面或使用專用安裝套件固定在支架、墻面上。連接管路時,確保進口管密封良好,以避免因吸入空氣影響計量精度。
啟動與校準(zhǔn):使用或更換輸送介質(zhì)后,建議進行簡單校準(zhǔn)。在目標(biāo)流量下運行一段時間,通過稱重法或量筒法測量實際輸出,并在泵的校準(zhǔn)菜單中進行微調(diào),可確保佳精度。
日常維護:主要維護工作集中于定期檢查進、出口過濾器(如配備),防止顆粒物堵塞閥片。長期使用后,可根據(jù)運行時間或性能變化,更換閥片套件和隔膜套件,這些均為標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,更換簡便。
注意事項:盡管可干運轉(zhuǎn),但應(yīng)避免長時間空轉(zhuǎn)。輸送高粘度(接近150 cSt上限)或易結(jié)晶介質(zhì)后,應(yīng)及時用兼容的溶劑沖洗泵頭。在處理等特殊危險品前,務(wù)必確認所有潤濕部件(包括螺絲)的材料兼容性。
SIMDOS® 02 FEM 1.02 S隔膜液體計量泵不僅僅是一個液體輸送設(shè)備,它更是一個融合了精密機械工程、材料科學(xué)和智能控制理念的解決方案。其超越蠕動泵的長期穩(wěn)定性、應(yīng)對化學(xué)環(huán)境的能力以及用戶友好的操作體驗,使其在實驗室和小型精密工藝中成為不可替代的工具。
選擇SIMDOS 02,即是選擇了實驗數(shù)據(jù)的可靠性、工藝過程的重現(xiàn)性以及長期運行的經(jīng)濟性。它安靜、精準(zhǔn)、可靠地運行于幕后,正是無數(shù)科學(xué)發(fā)現(xiàn)與技術(shù)創(chuàng)新得以實現(xiàn)的堅實基石。