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Technical articles德國(guó)KNF隔膜泵如何選擇?
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隔膜泵的原理:
是容積泵中較為特殊的一種形式。它是依靠一個(gè)隔膜片的來(lái)回鼓動(dòng)而改變工作室容積來(lái)吸人和排出液體的。
隔膜泵主要由傳動(dòng)部分和隔膜缸頭兩大部分組成。傳動(dòng)部分是帶動(dòng)隔膜片來(lái)回鼓動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),它的傳動(dòng)形式有機(jī)械隔膜計(jì)量泵、液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)等。
其中應(yīng)用較為廣泛的是液壓傳動(dòng)。(下圖)為液壓傳動(dòng)的隔膜泵,隔膜泵的工作部分主要由曲柄連桿機(jī)構(gòu)、柱塞、液缸、隔膜、泵體、吸入閥和排出閥等組 成。
其中由曲軸連桿、柱塞和液缸構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與往復(fù)柱塞泵十分相似。
德國(guó)KNF隔膜泵如何選擇?
隔膜泵:
隔膜泵實(shí)際上就是栓塞泵,是借助薄膜將被輸液體與活柱和泵缸隔開(kāi),從而保護(hù)活柱和泵缸。
隔膜左側(cè)與液體接觸的部分均由耐腐蝕材料制造或涂一層耐腐蝕物質(zhì);隔膜右側(cè)充滿水或油。
隔膜泵的流量特性是指介質(zhì)流過(guò)閥門(mén)的相對(duì)流量與位移(閥門(mén)的相對(duì)開(kāi)度)間的關(guān)系,理想流量特性主要有直線、等百分比(對(duì)數(shù))、拋物線和快開(kāi)等4種。
常用的理想流量特性只有直線、等百分比(對(duì)數(shù))、快開(kāi)三種。
(一)隔膜泵類(lèi)型的選擇
1、隔膜泵的閥體類(lèi)型選擇閥體的選擇是隔膜泵選擇中重要的環(huán)節(jié)。隔膜泵閥體種類(lèi)很多,常用的有直通單座、直通雙座、角形、隔膜、小流量、三通、偏心旋轉(zhuǎn)、蝶形、套筒式、球形等10種。在選擇閥門(mén)之前,要對(duì)控制過(guò)程的介質(zhì)、工藝條件和參數(shù)進(jìn)行細(xì)心的分析,收集足夠的數(shù)據(jù),了解系統(tǒng)對(duì)隔膜泵的要求,根據(jù)所收集的數(shù)據(jù)來(lái)確定所要使用的閥門(mén)類(lèi)型。在具體選擇時(shí),可從以下幾方面考慮:
(1)閥芯形狀結(jié)構(gòu)主要根據(jù)所選擇的流量特性和不平衡力等因素考慮。
(2)耐磨損性當(dāng)流體介質(zhì)是含有高濃度磨損性顆粒的懸浮液時(shí),閥芯、閥座接合面每一次關(guān)閉都會(huì)受到嚴(yán)重摩擦。因此閥門(mén)的流路要光滑,閥的內(nèi)部材料要堅(jiān)硬。
(3)耐腐蝕由于介質(zhì)具有腐蝕性,在能滿足調(diào)節(jié)功能的情況下,盡量選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單閥門(mén)。
(4)介質(zhì)的溫度、壓力當(dāng)介質(zhì)的溫度、壓力高且變化大時(shí),應(yīng)選用閥芯和閥座的材料受溫度、壓力變化小的閥門(mén)。
(5) 防止閃蒸和空化閃蒸和空化只產(chǎn)生在液體介質(zhì)。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,閃蒸和空化不僅影響流量系數(shù)的計(jì)算,還會(huì)形成振動(dòng)和噪聲,使閥門(mén)的使用壽命變短,因此在選擇閥門(mén)時(shí)應(yīng)防止閥門(mén)產(chǎn)生閃蒸和空化。
2、隔膜泵執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇
(1)輸出力的考慮
執(zhí)行機(jī)構(gòu)不論是何種類(lèi)型,其輸出力都是用于克服負(fù)荷的有效力(主要是指不平衡力和不平衡力矩加上摩擦力、密封力、重力等有關(guān)力的作用)。因此,為了使隔膜泵正常工作,配用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)要能產(chǎn)生足夠的輸出力來(lái)克服各種阻力,保證高度密封和閥門(mén)的開(kāi)啟。
對(duì)于雙作用的氣動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),一般都沒(méi)有復(fù)位彈簧。作用力的大小與它的運(yùn)行方向無(wú)關(guān),因此,選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵在于弄清大的輸出力和電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。對(duì)于單作用的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),輸出力與閥門(mén)的開(kāi)度有關(guān),隔膜泵上的出現(xiàn)的力也將影響運(yùn)動(dòng)特性,因此要求在整個(gè)隔膜泵的開(kāi)度范圍建立力平衡。
(2)執(zhí)行機(jī)構(gòu)類(lèi)型的確定
對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力確定后,根據(jù)工藝使用環(huán)境要求,選擇相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)有防爆要求時(shí),應(yīng)選用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),且接線盒為防爆型,不能選擇電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。如果沒(méi)有防爆要求,則氣動(dòng)、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)都可選用,但從節(jié)能方面考慮,應(yīng)盡量選用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。對(duì)于液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),其使用不如氣動(dòng)、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)廣泛,但具有調(diào)節(jié)精度高、動(dòng)作速度快和平穩(wěn)的特點(diǎn),因此,在某些情況下,為了達(dá)到較好調(diào)節(jié)效果,必須選用液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),如發(fā)電廠透明機(jī)的速度調(diào)節(jié)、煉油廠的催化裝置反應(yīng)器的溫度調(diào)節(jié)控制等。
(二)隔膜泵的作用方式選擇
隔膜泵的作用方式只是在選用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)才有,其作用方式通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)正反作用和閥門(mén)的正反作用組合形成。組合形式有4種即正正(氣關(guān)型)、正反(氣開(kāi)型)、反正(氣開(kāi)型)、反反(氣關(guān)型),通過(guò)這四種組合形成的隔膜泵作用方式有氣開(kāi)和氣關(guān)兩種。對(duì)于隔膜泵作用方式的選擇,主要從三方面考慮:a)工藝生產(chǎn)安全;b)介質(zhì)的特性;c)保證產(chǎn)品質(zhì)量,經(jīng)濟(jì)損失小。
(三)隔膜泵流量特性的選擇
隔膜泵的流量特性是指介質(zhì)流過(guò)閥門(mén)的相對(duì)流量與位移(閥門(mén)的相對(duì)開(kāi)度)間的關(guān)系,理想流量特性主要有直線、等百分比(對(duì)數(shù))、拋物線和快開(kāi)等4種。常用的理想流量特性只有直線、等百分比(對(duì)數(shù))、快開(kāi)三種。拋物線流量特性介于直線和等百分比之間,一般可用等百分比特性來(lái)代替,而快開(kāi)特性主要用于二位調(diào)節(jié)及程序控制中,因此隔膜泵特性的選擇實(shí)際上是直線和等百分比流量特性的選擇。
隔膜泵流量特性的選擇可以通過(guò)理論計(jì)算,但所用的方法和方程都很復(fù)雜。目前多采用經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)則,具體從下幾方面考慮:①?gòu)恼{(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)質(zhì)量分析并選擇;②從工藝配管情況考慮;③從負(fù)荷變化情況分析。
選擇好隔膜泵的流量特性,就可以根據(jù)其流量特性確定閥門(mén)閥芯的形狀和結(jié)構(gòu),但對(duì)于像隔膜閥、蝶閥等,由于它們的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),不可能用改變閥芯的曲面形狀來(lái)達(dá)到所需要的流量特性,這時(shí),可通過(guò)改變所配閥門(mén)定位器的反饋凸輪外形來(lái)實(shí)現(xiàn)。
(四)隔膜泵口徑的選擇
德國(guó)KNF隔膜泵如何選擇?隔膜泵口徑的選擇和確定主要依據(jù)閥的流通能力即Cv。在各種工程的儀表設(shè)計(jì)和選型時(shí),都要對(duì)隔膜泵進(jìn)行Cv計(jì)算,并提供隔膜泵設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。從隔膜泵的Cv計(jì)算到閥的口徑確定,一般需經(jīng)以下步驟:
1、計(jì)算流量的確定。現(xiàn)有的生產(chǎn)能力、設(shè)備負(fù)荷及介質(zhì)的狀況,決定計(jì)算流量的Qmax和Qmin.
2、閥前后壓差的確定。根據(jù)已選擇的閥流量特性及系統(tǒng)特點(diǎn)選定S(阻力系數(shù)),再確定計(jì)算壓差。
3、計(jì)算Cv。根據(jù)所調(diào)節(jié)的介質(zhì)選擇合適的計(jì)算公式和圖表,求得Cmax和Cmin.
4、選用Cv。根據(jù)Cmax,在所選擇的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)系列中選取>Cmax且與其接近的一級(jí)C.
5、隔膜泵開(kāi)度驗(yàn)算。一般要求大計(jì)算流量時(shí)的開(kāi)度≯90%,小計(jì)算流量時(shí)的開(kāi)度≮10%。
6、隔膜泵實(shí)際可調(diào)比的驗(yàn)算。一般要求實(shí)際可調(diào)比≮10。
7、閥座直徑和公稱直徑的確定。驗(yàn)證合適后,根據(jù)C確定。
操作注意事項(xiàng):
1、隔膜泵開(kāi)停車(chē)負(fù)荷操作
隔膜泵是由變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng),若開(kāi)停車(chē)負(fù)荷過(guò)大或過(guò)小、短奔涓漢剎ǘ洗蟆⒊て讜詰透漢上略誦械榷級(jí)員淦燈饔杏跋?為盡量避免以上情況的出現(xiàn),硬性規(guī)定開(kāi)停車(chē)負(fù)荷都控制在30 %左右,并在儀表中設(shè)置使增減負(fù)荷都必須在一段時(shí)間內(nèi)才能完成,有效的從工藝上做到了對(duì)變頻器的維護(hù)。
2、隔膜泵儀表空氣及潤(rùn)滑油壓力系統(tǒng)操作
隔膜泵的儀表空氣和潤(rùn)滑油壓力都與主電機(jī)設(shè)有聯(lián)鎖,推進(jìn)液的注油、排油閥為氣閉閥,要始終維持一定的空氣壓力,兩閥的小動(dòng)作壓力不低于0.4MPa ,所以儀表空氣壓力一般維持在015MPa以上,即使停泵后也不停儀表空氣,以免推進(jìn)液腔內(nèi)的液體不夠或過(guò)量,供給閥門(mén)的空氣是經(jīng)過(guò)過(guò)濾、油霧化的。
德國(guó)KNF隔膜泵如何選擇?