隔膜泵選型和分類作用

隔膜泵選型和分類作用摘要:主要闡述了隔膜泵的組成和分類，以及調(diào)節(jié)間的類型、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、作用方式、流量特性等選擇原則和方法，并對調(diào)節(jié)閻選擇的方法、原則進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞:控制閥;隔膜泵;分類;選擇;分析隔膜泵在過程控制中的作用是接受調(diào)節(jié)器或計(jì)算機(jī)的控制信號(hào)，改變被調(diào)介質(zhì)的流量，使被調(diào)參數(shù)維持在所要求的范圍內(nèi)，從而達(dá)到生產(chǎn)過程的自動(dòng)化。如果把自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)與人工調(diào)節(jié)過程相比較，檢測單元是人的眼睛，調(diào)節(jié)控制單元是人的大腦，那么執(zhí)行單元一隔膜泵就是人的手和腳。要實(shí)現(xiàn)對工藝過程某一參數(shù)如溫度、壓力、流量、液位等的調(diào)節(jié)控制，都離不開隔膜泵。因此正確選擇隔膜泵在過程自動(dòng)化中具有重要意義。1隔膜泵的組成與分類隔膜泵又稱控制泵，是執(zhí)行器的主要類型，通過接受調(diào)節(jié)控制單元輸出的控制信號(hào)，借助動(dòng)力操作去改變流體流量。隔膜泵一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門組成。如果按其所配執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用的動(dòng)力，隔膜泵可以分為氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)三種，即以壓縮空氣為動(dòng)力源的氣動(dòng)隔膜泵，以電為動(dòng)力源的電動(dòng)隔膜泵，以液體介質(zhì)(如油等)壓力為動(dòng)力的電液動(dòng)隔膜泵，另外，按其功能和特性分，還有電磁閥、電子式、智能式、現(xiàn)場總線型隔膜泵等。隔膜泵的產(chǎn)品類型很多，結(jié)構(gòu)也多種多樣，而且還在不斷更新和變化。一般來說閥是通用的，既可以與氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)匹配，也可以與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)或其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)匹配。2隔膜泵類型的選擇2.1隔膜泵的閥體類型選擇閥體的選擇是隔膜泵選擇中最重要的環(huán)節(jié)。隔膜泵閥體種類很多，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。在選擇閥門之前，要對控制過程的介質(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)對隔膜泵的要求，根據(jù)所收集的數(shù)據(jù)來確定所要使用的閥門類型。在具體選擇時(shí)，可從以下幾方面考慮：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。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。因此閥門的流路要光滑，閥的內(nèi)部材料要堅(jiān)硬。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)簡單閥門。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。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，使閥門的使用壽命變短，因此在選擇閥門時(shí)應(yīng)防止閥門產(chǎn)生閃蒸和空化。2.2隔膜泵執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇2.2.1輸出力的考慮執(zhí)行機(jī)構(gòu)不論是何種類型，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)生足夠的輸出力來克服各種阻力，保證高度密封和閥門的開啟。對于雙作用的氣動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，一般都沒有復(fù)位彈簧。作用力的大小與它的運(yùn)行方向無關(guān)，因此，選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵在于弄清最大的輸出力和電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。對于單作用的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，輸出力與閥門的開度有關(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)隔膜泵的開度范圍建立力平衡。2.2.2執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型的確定對執(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)。對于現(xiàn)場有防爆要求時(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。3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，其作用方式通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)正反作用和閥門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（氣開型）、反正（氣開型）、反反（氣關(guān)型），通過這四種組合形成的隔膜泵作用方式有氣開和氣關(guān)兩種。對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)損失最小。4隔膜泵流，特性的選擇隔膜泵的流量特性是指介質(zhì)流過閥門的相對流量與位移（閥門的相對開度）間的關(guān)系，理想流量特性主要有直線、等百分比（對數(shù)）、拋物線和快開等4種，特性曲線和閥芯形狀如圖1和圖2所示。常用的理想流量特性只有直線、等百分比（對數(shù)）、快開三種。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代替，而快開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從調(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閥芯的形狀和結(jié)構(gòu)，但對于像隔膜閥、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達(dá)到所需要的流量特性，這時(shí)，可通過改變所配閥門定位器的反饋凸輪外形來實(shí)現(xiàn)。5隔膜泵口徑的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)，都要對隔膜泵進(jìn)行Cv計(jì)算，并提供隔膜泵設(shè)計(jì)說明書。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?，F(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?。綜max且與其最接近的一級C.5）隔膜泵開度驗(yàn)算。一般要求最大計(jì)算流量時(shí)的開度小90%，最小計(jì)算流量時(shí)的開度410%。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410o7）閥座直徑和公稱直徑的確定。驗(yàn)證合適后，根據(jù)C確定。6結(jié)束語隔膜泵的選擇是非常細(xì)致的工作，不僅要有扎實(shí)的專業(yè)理論知識(shí)，還要有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。選擇得好不僅有利于調(diào)節(jié)控制回路PID參數(shù)的整定，使被調(diào)參數(shù)得到較好地控制效果，也使隔膜泵的使用壽命大大增長。隔膜泵的選擇要因地制宜，并非一成不變，要在實(shí)踐的過程中不斷總結(jié)和創(chuàng)新，特別隨著機(jī)電一體化技術(shù)、計(jì)算機(jī)和數(shù)字信息技術(shù)的應(yīng)用，隔膜泵的結(jié)構(gòu)功能變得更好、更全面，為選擇隔膜泵提供了極大的方便。QBY氣動(dòng)隔膜泵、DBY電動(dòng)隔膜泵產(chǎn)品概述：QBY系列氣動(dòng)隔膜泵采用壓縮空氣、蒸汽、工業(yè)廢氣為動(dòng)力源，對于各種腐蝕性液體，帶顆粒的液體，高粘度、易揮發(fā)、易燃、劇毒的液體，均能予以抽光吸盡，具有自吸泵、潛水泵、屏蔽泵、泥漿泵和雜質(zhì)泵等輸送機(jī)械的許多優(yōu)點(diǎn)，廣泛適用于石油、化工、電子、陶瓷、紡織等行業(yè)。該系列泵安置在各種特殊場合，用來抽送各種常規(guī)泵不能抽吸的介質(zhì)，均取得了滿意的效果。吸送介質(zhì)范圍：-隔膜泵花生醬、泡菜、土豆泥、小紅腸、果醬蘋果漿、巧克力等。-隔膜泵油漆、樹膠、顏料。-粘合劑和膠水、全部種類可用隔膜泵取。-各種瓦、瓷、磚器及陶器釉漿。-油井鉆好后，用隔膜泵沉積物及灌漿。-隔膜泵各種乳化劑和填料。-隔膜泵各種污水。-用泵為油輪，駁船清倉吸取倉內(nèi)污水。-啤酒花及發(fā)酵粉稀漿、糖漿、糖蜜。-隔膜泵礦井、坑道、隧道、選礦、礦渣中的積水。-隔膜泵水泥灌漿及灰漿，各種橡膠漿。-各種磨料、腐蝕劑、石油及泥漿、清洗油垢及一般容器。-各種劇毒、易燃、易揮發(fā)液體。-各種強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)腐蝕液體。隔膜泵的操作要點(diǎn)及工藝改進(jìn)1、緩沖罐為了使泵工作時(shí)有一個(gè)穩(wěn)定的壓力、流量，泵的進(jìn)出口管上都設(shè)有緩沖罐。緩沖罐要用氮?dú)忸A(yù)充一定的壓力,預(yù)充壓力原則上不能低于最大工作壓力的30%和高于最小工作壓力的80%。雖然較高的預(yù)充壓力能產(chǎn)生較好的緩沖效果,但當(dāng)壓力下降時(shí)會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng)，頻繁沖擊罐底部而造成金屬內(nèi)件損壞。當(dāng)工作壓力范圍較大時(shí),僅需要預(yù)充壓力至最大工作壓力的30%?35%隔膜泵生產(chǎn)廠家提供的預(yù)充壓力為:進(jìn)口緩沖罐預(yù)充壓力至進(jìn)口壓力的80%?90%，出口緩沖罐預(yù)充壓力至出口壓力的60%?65%。實(shí)際運(yùn)行中，泵的進(jìn)口管振動(dòng)大，說明進(jìn)口緩沖罐預(yù)充壓力不合適，根據(jù)實(shí)際情況，把進(jìn)口緩沖罐預(yù)充壓力調(diào)低至進(jìn)口壓力的60%?65%后,振動(dòng)立即消除，泵恢復(fù)正常工作狀態(tài)。泵在運(yùn)行過程中,由于滲漏等原因緩沖罐的壓力會(huì)慢慢下降，到一定壓力時(shí),泵出現(xiàn)打量不穩(wěn)定并伴有異響，在壓力較低下長時(shí)間運(yùn)行，隔膜總是處于大范圍波動(dòng)狀態(tài)，易使隔膜產(chǎn)生疲勞，降低隔膜的使用壽命。為克服這種情況,必須在運(yùn)行中向緩沖罐沖壓。根據(jù)泵在調(diào)試過程及正常生產(chǎn)中積累下來的經(jīng)驗(yàn),決定在帶負(fù)荷運(yùn)行中向緩沖罐沖壓，以壓力表指針穩(wěn)定做到充壓成功的標(biāo)志，幾次試驗(yàn)都取得很好效果，保證了泵長周期安全運(yùn)行。2排氣1）注水排氣煤漿腔注水排氣有2個(gè)目的：①液端排氣。通過連接在進(jìn)口管線上沖洗水控制閥和出口管上的排污閥來完成煤漿腔的排氣；②推進(jìn)液的自動(dòng)加入。原始注油時(shí)充水后將迫使隔膜移向隔膜腔背部方向，即自動(dòng)充液位置。為獲得足夠的液壓推動(dòng)隔膜達(dá)到這個(gè)位置，可控制出口管線上排污閥開度來完成自動(dòng)充液。注水排氣最關(guān)鍵的為水壓控制,泵廠家提供的壓力為013MPa，實(shí)際操作中一般控制在0128?0135MPa，過高、過低都會(huì)使推進(jìn)液腔注油太多或太少，而使隔膜在運(yùn)行中受到損傷。2）注油排氣目的是對推進(jìn)液腔進(jìn)行注油。充液過程是連續(xù)自動(dòng)進(jìn)行的，充液期間，排氣閥必須保持打開直到推進(jìn)液排出時(shí)沒有空氣為止。這時(shí)控制桿已從觸發(fā)位置移開，一分鐘之內(nèi)，充液過程自動(dòng)停止。此時(shí)推進(jìn)液腔是充滿的,但對活塞來說，隔膜還未達(dá)到合適的位置，這將通過盤車來完成充液。廠家推薦用手動(dòng)盤車來完成充液,但手動(dòng)盤車不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且不容易使推進(jìn)液腔充液至最佳狀態(tài),于是采用低負(fù)荷啟動(dòng)泵來代替手動(dòng)盤車完成推進(jìn)液腔的充液，啟動(dòng)低負(fù)荷選為10%。3）正常運(yùn)行中排氣泵在正常運(yùn)行中，由于推進(jìn)液中的溶解氣體，密封滲漏等原因,使推進(jìn)液腔中氣體越集越多，對隔膜會(huì)有所損害，應(yīng)定期對推進(jìn)液腔進(jìn)行排氣。推進(jìn)液控制系統(tǒng)如圖1所示，在正常操作情況下，控制桿上的磁體在觸發(fā)器ZSH和ZSL之間隨控制桿而移動(dòng)，此時(shí)觸發(fā)器未被觸發(fā)。圖I推訕液擰制小-意圖如果在推進(jìn)液腔內(nèi)推進(jìn)液太少,磁體將移動(dòng)到觸發(fā)器ZSL處,觸發(fā)器輸出一個(gè)脈沖信號(hào)到PLC控制箱°PLC將輸出一個(gè)信號(hào)使注油閥HV1、2或3打開，推進(jìn)液便進(jìn)入推進(jìn)液腔。若推進(jìn)液腔中推進(jìn)液太多,觸發(fā)器ZSH也輸出一個(gè)脈沖信號(hào)到PLC控制箱，此時(shí)排油閥HV5、6或7打開，推進(jìn)液將排出推進(jìn)液腔。如果推進(jìn)液系統(tǒng)有故障，充注或排出閥連續(xù)激發(fā)打開超過3min,PLC將輸出一個(gè)故障信號(hào)。以上推進(jìn)液的注入排出是自動(dòng)進(jìn)行的，但泵在運(yùn)行時(shí)曾發(fā)生因觸發(fā)器、內(nèi)件等原因而使自動(dòng)注排液程序失控，若要檢修只有停車處理，為了不給生產(chǎn)帶來損失，經(jīng)過慎重考慮,決定采用手動(dòng)注排油，由于經(jīng)驗(yàn)不足，第一次注油時(shí)，推進(jìn)液腔上排氣閥未開,導(dǎo)致推進(jìn)液充注太多，使隔膜受到損害。在總結(jié)失敗經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，再次手動(dòng)注油時(shí)，打開排氣閥，以推進(jìn)腔排出沖程壓力穩(wěn)定為充滿的標(biāo)志。幾次試驗(yàn)都獲得成功，為安全連續(xù)生產(chǎn)提供了保證。開停車負(fù)荷隔膜泵是由變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，若開停車負(fù)荷過大或過小、短時(shí)間負(fù)荷波動(dòng)較大、長期在低負(fù)荷下運(yùn)行等都對變頻器有影響,為盡量避免以上情況的出現(xiàn)，硬性規(guī)定開停車負(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變頻器的維護(hù)。儀表空氣及潤滑油壓力儀表空氣和潤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,兩閥的最小動(dòng)作