进出口压力对计量泵的影响
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计量泵的基本工作原理一、概述计量泵是一种用于精确测量和输送液体的设备,广泛应用于化工、石油、制药、食品等行业。
它通过一系列的工作原理实现液体的精确计量和输送,具有高精度、稳定性好、可靠性高等特点。
本文将详细介绍计量泵的基本工作原理。
二、工作原理计量泵的工作原理主要包括液体进入、泵腔充液、泵腔排液和计量四个阶段。
1. 液体进入阶段液体通过进口管道进入计量泵的进液腔。
进液腔与泵腔通过阀门连接,液体进入进液腔后,阀门关闭,防止液体倒流。
2. 泵腔充液阶段当进液腔内的压力高于泵腔内的压力时,阀门打开,液体进入泵腔充满。
泵腔充液过程中,阀门保持打开状态,直到泵腔充满为止。
3. 泵腔排液阶段泵腔充满后,阀门关闭,液体无法再次进入泵腔。
此时,泵腔内的压力逐渐增加,推动液体从出口管道排出。
泵腔排液过程中,阀门保持关闭状态,直到泵腔排空为止。
4. 计量阶段泵腔排空后,阀门打开,液体再次进入泵腔充满。
进液腔的液体量经过计量装置测量,得到精确的计量数据。
计量完成后,阀门关闭,液体从出口管道排出,进入下一个工艺环节。
三、计量泵的工作特点1. 高精度计量泵采用精密的计量装置,能够实现较高的计量精度,满足工业生产对精确计量的需求。
2. 稳定性好计量泵采用优质材料制造,结构稳定,运行过程中振动小,能够保持较高的稳定性。
3. 可靠性高计量泵的关键部件采用耐磨、耐腐蚀材料制作,具有较长的使用寿命。
同时,计量泵配备了多种安全保护装置,如过载保护、过热保护等,能够保证设备的安全可靠运行。
4. 适应性强计量泵可根据不同工艺要求进行调整和设置,适应不同液体的计量和输送需求。
四、应用领域计量泵广泛应用于化工、石油、制药、食品等行业。
具体应用领域包括:1. 化工行业:用于精确计量和输送各种化工原料、溶剂等。
2. 石油行业:用于计量和输送原油、石油产品等。
3. 制药行业:用于计量和输送药液、原料药等。
4. 食品行业:用于计量和输送食品添加剂、液体食品等。
计量泵的基本工作原理引言概述:计量泵是一种用于精确计量流体的设备,广泛应用于化工、石油、食品等领域。
其基本工作原理是通过旋转或往复运动的柱塞或齿轮等部件,将流体吸入并排出,实现精确的流量控制。
本文将详细介绍计量泵的基本工作原理。
一、泵的吸入阶段1.1 泵的吸入阀打开:在泵的吸入阶段,泵的吸入阀打开,使得泵腔与吸入管道相连。
1.2 泵的运动产生负压:泵的柱塞或齿轮等部件在运动过程中,使得泵腔内产生负压,吸入流体。
1.3 流体进入泵腔:随着负压的产生,流体通过吸入阀进入泵腔,填满泵腔。
二、泵的排出阶段2.1 泵的吸入阀关闭:当泵腔内充满流体后,吸入阀关闭,防止流体倒流。
2.2 泵的排出阀打开:泵的排出阀打开,使得泵腔与排出管道相连。
2.3 流体被排出:泵的柱塞或齿轮等部件在运动过程中,将泵腔内的流体排出,实现流体的计量。
三、计量泵的流量控制3.1 调节泵的运动频率:通过调节泵的运动频率,可以控制单位时间内流体的排出量。
3.2 调节泵的排出阀开启时间:调节排出阀的开启时间,可以控制每次排出流体的量。
3.3 使用计量泵配备的控制系统:一些高级的计量泵配备了专门的控制系统,可以实现更精确的流量控制。
四、计量泵的精度和稳定性4.1 泵的结构设计:计量泵的结构设计直接影响其计量的精度和稳定性,一些高精度的计量泵采用精密的制造工艺和材料。
4.2 流体的性质:不同的流体对计量泵的精度和稳定性也有影响,一些特殊性质的流体可能需要特殊设计的计量泵。
4.3 环境因素:环境温度、压力等因素也会对计量泵的工作稳定性产生影响,需要在实际应用中进行考虑和调整。
五、计量泵的应用领域5.1 化工行业:计量泵在化工行业中广泛应用于精确计量各种化学品,保证生产工艺的稳定性。
5.2 石油行业:石油行业中的计量泵用于油品的计量和输送,确保油品的准确计量。
5.3 食品行业:食品行业中的计量泵用于食品添加剂、香精等的计量,保证产品的质量和安全。
计量泵讲义泵是用来输送液体和增加液体能量的一种机械设备。
它将原动机的机械能转化为被输送液体的动能和静压能。
泵按其工作原理可分为叶片泵、容积泵和流体作用泵。
叶片泵:泵房的双吸离心泵、污泥泵房的排泥潜水泵、上清液回流泵、高位池和二氧化氯的提升泵、泵房和管廊的排水泵以及应急用的汽油泵。
容积泵:油膜调速机上的齿轮泵、加矾和二氧化氯系统上的计量泵。
流体作用泵:装置内的所有水射器都是射流泵。
是利用一种高压流体(工作流体)通过喷嘴和喉管之间产生的负压作用,将另一种流体(输送流体)吸入,然后随高压流体的余压注入管道的设备。
今天我们着重从计量泵的结构原理来谈谈计量泵。
一般在工艺要求定量输送流体的工况,多选用计量泵。
在扬子公司各装置包括扬巴、伊斯曼、丁苯橡胶、BP乙酰等企业基本上都有计量泵,只是大小、厂家不同。
我为一些企业的计量泵运行去服务过。
所接触到的计量泵有德国普罗名特、韩国千世、美国的帕斯菲达、米顿罗、台湾的若森以及中国的飞华等。
从性价比上看我觉得普罗名特和米顿罗都有一定的优势,它们都是世界著名的计量泵生产厂家,在全球的产品占有率非常的高。
并且在中国工厂制造和组装。
这是由于WTO的生产模式,比如索尼摄像机的生产模式等。
关键是优良的性价比。
我们供水装置目前共有24台计量泵,其中加矾16台,前加(预处理)二氧化氯4台,后加(生活水)二氧化氯4台。
计量泵在我们装置的作用和意义都非常的大,影响到整个装置的安全稳定,也就影响到化工生产和千家万户。
我们选用的计量泵是德国普洛名特公司的产品。
下面我们就来谈谈计量泵。
首先向大家介绍注射器和打气筒原理,引出计量泵。
计量泵属于往复泵,是一种容积式泵,它是依靠泵头内的隔膜作往复运动,来改变工作室的容积,从而实现液体的输送。
隔膜往返一次,形成真空吸附与推挤现象,完成吸入和排出过程各一次,称为一个工作循环,当隔膜不断地作往复运动,泵就能不断地输送液体。
一、计量泵的结构原理1、电动机的传动机构蜗轮蜗杆的原理首先看看电动机的传动方向,再看看电动机是如何带动计量泵的。
计量泵的基本工作原理计量泵是一种用于输送流体的设备,主要用于对液体或气体进行精确的计量和输送。
它广泛应用于化工、石油、制药、食品加工等行业。
计量泵的基本工作原理是通过柱塞、齿轮或螺杆等工作元件的运动,将流体从进口处吸入并压缩后排出。
1. 柱塞计量泵的工作原理:柱塞计量泵是一种常用的计量泵类型。
它由一个或多个柱塞和柱塞杆组成。
当柱塞向后移动时,泵腔内的压力降低,液体通过进口处进入泵腔。
当柱塞向前移动时,泵腔内的压力增加,液体被压缩并通过出口处排出。
柱塞的运动可以由电机、气动装置或手动操作实现。
2. 齿轮计量泵的工作原理:齿轮计量泵是另一种常见的计量泵类型。
它由两个或多个齿轮组成,其中一个齿轮为驱动齿轮,另一个为从动齿轮。
当驱动齿轮旋转时,从动齿轮也会跟随旋转。
液体通过进口处进入齿轮间隙,随着齿轮的旋转,液体被推入齿轮间隙的较小体积中,然后通过出口处排出。
齿轮计量泵的流量可以通过控制齿轮的旋转速度和齿轮间隙的大小来调节。
3. 螺杆计量泵的工作原理:螺杆计量泵是一种适用于高粘度液体的计量泵类型。
它由一个主螺杆和一个从动螺杆组成。
当主螺杆旋转时,从动螺杆也会跟随旋转。
液体通过进口处进入螺杆间隙,随着螺杆的旋转,液体被推入螺杆间隙的较小体积中,然后通过出口处排出。
螺杆计量泵的流量可以通过控制螺杆的旋转速度和螺杆间隙的大小来调节。
总结:计量泵的基本工作原理是通过工作元件的运动将流体从进口处吸入并压缩后排出。
柱塞、齿轮和螺杆是常见的计量泵工作元件。
柱塞计量泵通过柱塞的移动实现流体的吸入和排出;齿轮计量泵通过齿轮的旋转将流体推入齿轮间隙的较小体积中;螺杆计量泵通过螺杆的旋转将流体推入螺杆间隙的较小体积中。
不同类型的计量泵适用于不同的流体和工艺要求,可以通过调节工作元件的运动和控制参数来实现流量的调节和精确计量。
计量泵运转中的注意事项一、概述计量泵作为一种常见的流体输送设备,在工业生产中扮演着非常重要的角色。
为了确保计量泵能够正常运转,提高生产效率,保证产品质量,我们需要在运转过程中注意一些重要事项。
本文将详细探讨计量泵运转中的注意事项。
二、安全注意事项为了保障人员和设备的安全,使用计量泵时需要特别注意以下事项:2.1 确保设备完好在使用计量泵之前,要经常检查设备是否存在损坏或异物进入的情况,确保设备处于良好工作状态。
如果发现设备存在问题,应及时进行修理或更换。
2.2 防止泄漏计量泵在运转过程中可能会发生泄漏情况,因此需要保证系统的密封性能良好。
检查设备的密封件,如O型圈、密封垫等,确保其正常工作。
另外,还需定期检查管路连接是否紧固,防止泄漏的发生。
2.3 注意高温部分计量泵在使用过程中会产生较高的温度,需注意避免接触高温部件,防止烫伤。
2.4 防护措施在计量泵的运转区域内应设置明确的隔离和防护措施,防止人员误入危险区域。
同时要着防护用品,如安全帽、防护眼镜等,确保人员安全。
三、操作注意事项在操作计量泵时,需要注意以下事项:3.1 启动前检查在启动计量泵之前,要确保输送介质已准备好,排气阀已打开,进料阀已关闭。
同时要检查泵体是否充满液体,以避免空转损坏设备。
3.2 正确操作在使用计量泵时,要按照操作手册上的要求进行操作,不要随意调整操作参数。
在正常运行过程中,应随时注意观察设备的运行状态,如压力、温度、振动等参数,及时发现异常情况并采取相应措施。
3.3 定期保养计量泵需要进行定期保养,包括清洗、润滑、更换易损件等。
定期检查设备的运行状况,及时处理存在的问题,以提高设备的使用寿命。
3.4 停机后注意事项在停止计量泵运行时,应先关闭进料阀和排气阀,然后再关闭电源。
此外,还要注意排空系统中的液体,防止产生冲击压力。
四、故障排除在实际使用过程中,计量泵可能会出现一些故障,需要及时排除。
以下是常见故障及解决方法:4.1 泵体发热可能原因:轴承润滑不良、转子与泵体间隙过小等。
计量泵投加系统的常见故障分析及解决方案计量泵投加系统在长期运行过程中不可避免的会出现一些故障,在故障出现后如何加以正确的判断和分析,确认故障产生的原因,是设备使用和维护人员的日常工作的一部分内容。
在此,小编将与计量泵相关的一些普遍常见故障现象和可能原因进行了收集并提供给相关人员,以资参考。
1.与系统配置相关的常见故障1.1 流量不足故障原因解决方案计量泵流量较大,入口管路管径过小,导致泵吸入不足1.放大入口管路管径,保证泵充分吸入2.增加入口压力,保证泵充分吸入入口管路存在泄漏修复入口管路计量泵入口管路过长,导致泵吸入不足1.放大入口管路管径,保证泵充分吸入2.改变泵安装位置,缩短入口管路长度3.在靠近计量泵入口增加立管,改善吸入条件计量泵为提升安装,入口管底部没有装脚阀在入口管底部增加脚阀计量泵出口所配置安全阀存在内部泄漏,导致出口流量不足维修或更换安全阀1.2 流量过大 / (调节冲程,流量变化不明显)故障原因解决方案计量泵出口压力低于入口压力,发生虹吸现象在计量泵出口管路中加装背压阀,保证计量泵出口与入口之间的压差1.3 管路震动故障原因解决方案1.进口管路的管径过小,不能保证吸入,导致震动2.出口没有缓冲器或缓冲器容积过小,出口管径也过小1.放大进口管路的管径。
可参考《计量泵快速安装于维护指导》2.增加缓冲器;更换缓冲器或调整缓冲器充气压力3.放大出口管路的管径1.4 附图与系统安装相关的布置Note:对于提升安装方式,必须注意提升高度与有效吸程、物料密度的关系Note:对于出口压力低于入口压力的系统,必须加装出口背压阀或注射阀Note:对于管路布置,尤其是入口管线,必须避免局部升高形成的“鹅颈”Note:附件安装位置必须正确Note:对于入口增压系统,出口压力必须大于入口压力Note:长距离管线系统应考虑安装缓冲器和平衡罐2.与过程介质相关的常见故障2.1 流量不足故障原因解决方案介质粘度过大,流动性差,导致泵吸上不足1.选择适用的阀类似或泵类型2.稀释介质,降低粘度,增加流量,保证投加浓度3.提高介质温度,降低粘度4.放大入口管路管径,减少阻力,保证泵充分吸入介质接近汽化点,导致介质气液两相混合1.增加入口压力,保证介质完全液态2.降低介质温度,保持介质在液态介质含有颗粒,磨损单向阀座,导致内部泄漏1.更换阀座2.满足耐腐性时,改变阀座材质,提高阀座耐磨性3.提高过滤器目数,增加过滤效果4.采用专用单向阀结构和材质单向阀表面钝化层被破坏,导致阀球与阀座不断被破坏根据具体介质特性,采用针对性耐腐材质,更换进出口单向阀3 与电气控制相关的常见故障3.1 泵电机不运转故障原因解决方案电源供电问题1.确认电源供电方式是否正确.220/380V的电机是双电压电机,必须是三相电源.2.电机供电是否存在缺相。
计量泵的种类与特点根据计量泵液力端的结构型式,常将计量泵分成柱塞式、液压隔膜式、机械隔膜式和电磁式计量泵等。
1.柱塞式计量泵柱塞式计量泵(图2)与普通往复泵的结构基本一样,其液力端由液缸、柱塞、吸入和排出阀、密封填料等组成,除应满足普通往复泵液力端设计要求外,还应对影响泵的计量精度的吸入阀、排出阀、密封等部件进行精心的设计与选择。
柱塞式计量泵的特点:(1)价格较低;(2)流量可达76m3/h,流量在10%~100%范围内,计量精度可达±1%,压力最大可达350MPa。
出口压力变化时,流量几乎不变;(3)能输送高黏度介质,不适于输送腐蚀性浆料及危险性化学品;(4)轴封为填料密封,有泄漏,需周期性调节填料。
填料与柱塞易磨损,需对填料环作压力冲洗和排放;(5)无安全泄放装置。
2.液压隔膜式计量泵液压隔膜式计量泵是工业生产中应用最广泛的计量泵。
液压隔膜式计量泵通常称隔膜计量泵,图3所示为单隔膜计量泵,在柱塞前端装有一层隔膜(柱塞与隔膜不接触),将液力端分隔成输液腔和液压腔。
输液腔连接泵吸入、排出阀,液压腔内充满液压油(轻质油),并与泵体上端的液压油箱(补油箱)相通。
当柱塞前后移动时,通过液压油将压力传给隔膜并使之前后挠曲变形引起容积的变化,起到输送液体的作用及满足精确计量的要求。
液压隔膜式计量泵有单隔膜和双隔膜两种。
单隔膜计量泵的隔膜一旦破裂,被输送的液体与液压油混合,对某些介质容易发生事故。
双隔膜泵在两层隔膜之间填充惰性液体,如软水、酒精、芳香烃及脂肪烃等,并要求惰性液体与被输送的介质或液压油混合时不会引起有害的反应。
当其中一片隔膜破裂时可以通过压力表、声光装置或化学检验等方法及时报警。
当不允许输送液体与任何惰性液体接触时,两层隔膜之间一般可采用抽真空的方式。
SH/T3142-2004规定危险介质、有害介质或与液压油会发生反应的介质应使用双隔膜计量泵。
为增加泵的可靠性,其他场合也推荐使用双隔膜计量泵。
计量泵选型及使用注意事项
一、计量精度及流量标定
根据GB/T7782 -2008《计量泵》标准规定:“泵在额定条件下和最大相对行程长度处的流量计量精度应不低于±1%”。
泵在输送般介质时的理想使用行程范围,柱塞计量泵和液压隔膜泵为30%~100%;机械隔膜计量泵为
40%~100%。
当工艺流程所需的使用范围≤10%时,可增配交流变频器降速,扩大使用范围。
合格证上流量曲线是生产厂在出厂时按常温清水性能试验测得,用户应根据实际工况复试,重新标定行程与流量的关系曲线,以便于操作时准确调节流量。
二、计量泵的安装高度
对于输送物理性质类似于清水的常温介质柱塞泵中心至液面的安装高度约为2米,隔膜泵约为1米。
当泵缸腔内充满液体介质时,可提高泵的吸入性能,柱塞泵安装高度为6~7米,机械隔膜泵为2 ~3米,液压隔膜泵为4~45米。
三、计量泵管路系统应注意的问题
1、泵入口管内径应不小于泵阀吸入内径。
泵的入口管路尽量减短并减少弯头、阀门等阻力件,不允许出现向上弯的“Q”形布置,以免存气。
2、为确保泵和管路系统的安全,应在出口管路上设置安全阀。
3、由于计量泵流量输出脉动较大,建议出口配带缓冲器或选用脉动性较小的多联计量系。
当进口流量300时建议进口侧也应配带缓冲器。
4、当出口压力接近或低于进口压力时,应在出口管路上设置背压阀。
或在进口管路上设置稳压装置。
四、计量泵订货注意事项
1、计量泵订货时,除常规型产品外,应填写"计量泵数据表”作为合同附件,以保证所选型号满足用户使用要求。
2、如系送含有泥块或固体颗粒的液体时流量会有变化,并可能造成泵的损坏。
混凝土泵的出口压力和输送量的关系介绍
买搅拌泵时,我们经常会看到很多参数,这些对于初次接触搅拌泵的客户来说,无异于“天数”,因此,今天就来说说搅拌泵的出口压力和输送量的关系,让您增加更多对产品性能的了解。
首先,一台混凝土搅拌泵的电机功率是决定出口压力和输送量的前提条件,在电机功率一定的情况下,压力随之升高必将使输送量降低;相反降低了出口压力,将会造成输送量增加。
为了保证力诺混凝土输送泵既要有较大输送量,又能有一定的出口压力和与之相匹配的经济功率,在力诺搅拌泵的设计中,采用了恒功率柱塞泵,即当出口压力升高时,油泵输出排量会自动降低,达到与功率设计相对应的值。
目前搅拌泵泵送压力为8Mpa,保障搅拌泵泵送强劲。
在国家新标准中,引用了混凝土搅拌泵的能力指数概念(以MPa.m3/h为度量单位);即搅拌泵的实际出口压力与每小时实际输送量之乖积,该值越大,其能力指数也越大,电机的功率也将越大,由此实现大排量、高扬程的目的。
而且搅拌泵在设计时还采用了高低压切换的功能设计,以满足不同的施工要求,在经济状态下,又能产生较大的输送量,或者以相同的电机功率,产生较高的出口压力。
进出口压力对计量泵的影响化工用户对往复式计量泵的进口条件要求主要表现在以下几个方面:(1)适应高压差小流量及流量调节范围宽的运转工况;(2)尽可能使泵不需灌引,具有自吸上能力;(3)流量按需要线性调节。
在实际工程应用中,由于工况不同,泵进口处的压力是千差万别的,有的装置中泵进口处压力较低,而有的装置在泵进口处压力很高。
就一般情况而言,为了节约资金,总是尽可能的提高泵的安装高度,在泵的进口形成低压甚至真空,希望泵有较好的汽蚀性能和能承受尽可能大的吸上真空(泵进口处压力尽可能小);有时由于工艺或其它方面的要求,泵进口处必须有较高的压力,而这可能对泵的使用性能、甚至使用寿命造成不利的影响。
本文从低压和高压两方面出发探讨,进口压力对泵可能带来的不利因素,以及实际工程中所遇到的一些问题及其解决方法。
2 进口压力低时对泵的影响2.1 低压进口对泵汽蚀的影响一般情况下,泵进口压力和泵腔内的压力关系如下式所示由式(1)可知,泵腔内的最小压力随着泵进口压力的减小而减小,且与管中摩擦损失、活塞的线速度的大小有很大的关系。
要想保证泵的正常工作就必须保证泵在工作时泵腔内不发生汽蚀,即必须满足:Pclmin≥P0式中Pv—液体在工作温度下的饱和蒸汽压力,Pa否则将会引起工作腔内液体汽化,造成柱塞(活塞)与液体脱流,从而引起工作腔内的撞击、噪声、振动、流量减少、断流甚至破坏机械零件酿成不良后果。
在低压进口时,为保证不发生汽蚀,在设计时就必须提高泵的汽蚀性能。
从式(1)可知,适当的降低活塞的线速度,降低泵速便可以提高Pclmin值,以达到所需效果。
还可通过改进进、出口阀的设计,减小进、出口阀的阻力,降低吸入阻力水头来实现提高泵的汽蚀性能,从而达到既能适应进口压力低的工况又不发生汽蚀的要求。
2.2 低压进口对泵自吸的影响低压进口不仅对泵的汽蚀有很大的影响,而且还会影响泵工作时能否实现自吸,即泵工作腔内无液体时能否排气以保证泵腔内充满液体并使泵进入正常运转,对往复泵而言,就是其自身必须具备能排尽空气的能力。
进出口压力对计量泵的影响化工用户对往复式计量泵的进口条件要求主要表现在以下几个方面:(1)适应高压差小流量及流量调节范围宽的运转工况;(2)尽可能使泵不需灌引,具有自吸上能力;(3)流量按需要线性调节。
在实际工程应用中,由于工况不同,泵进口处的压力是千差万别的,有的装置中泵进口处压力较低,而有的装置在泵进口处压力很高。
就一般情况而言,为了节约资金,总是尽可能的提高泵的安装高度,在泵的进口形成低压甚至真空,希望泵有较好的汽蚀性能和能承受尽可能大的吸上真空(泵进口处压力尽可能小);有时由于工艺或其它方面的要求,泵进口处必须有较高的压力,而这可能对泵的使用性能、甚至使用寿命造成不利的影响。
本文从低压和高压两方面出发探讨,进口压力对泵可能带来的不利因素,以及实际工程中所遇到的一些问题及其解决方法。
2 进口压力低时对泵的影响
2.1 低压进口对泵汽蚀的影响
一般情况下,泵进口压力和泵腔内的压力关系如下式所示
由式(1)可知,泵腔内的最小压力随着泵进口压力的减小而减小,且与管中摩擦损失、活塞的线速度的大小有很大的关系。
要想保证泵的正常工作就必须保证泵在工作时泵腔内不发生汽蚀,即必须满足:Pclmin≥P0
式中Pv—液体在工作温度下的饱和蒸汽压力,Pa否则将会引起工作腔内液体汽化,造成柱塞(活塞)与液体脱流,从而引起工作腔内的撞击、噪声、振动、流量减少、断流甚至破坏机械零件酿成不良后果。
在低压进口时,为保证不发生汽蚀,在设计时就必须提高泵的汽蚀性能。
从式(1)可知,适当的降低活塞的线速度,降低泵速便可以提高Pclmin值,以达到所需效果。
还可通过改进进、出口阀的设计,减小进、出口阀的阻力,降低吸入阻力水头来实现提高泵的汽蚀性能,从而达到既能适应进口压力低的工况又不发生汽蚀的要求。
2.2 低压进口对泵自吸的影响
低压进口不仅对泵的汽蚀有很大的影响,而且还会影响泵工作时能否实现自吸,即泵工作腔内无液体时能否排气以保证泵腔内充满液体并使泵进入正常运转,对往复泵而言,就是其自身必须具备能排尽空气的能力。
保证泵自吸能力的必要条件为:
(1)当吸入行程结束时(柱塞后死点),应使工作腔内空气压力小于泵进口侧静吸入压头,使进口管空气被不断地吸人工作腔;
(2)当排出行程结束时(柱塞前死点),使工作腔内空气压力大于泵出口侧的阻力,将液缸内空气排出。
假定腔内空气压缩按等温过程,则有:
其中Ps为液面上的压力,它与泵的进口压力仅相差一个吸上的高度,从上式也同样可以看出,进口压力越低,泵的自吸高度越小(不考虑出口的影响)。
因而在泵进口压力低的工况下,在选型或设计时要充分考虑到这一因素,尽量选择自吸性能好或尽量减小泵的余隙容积等以提高泵的自吸性能来满足低压进口对其
造成的影响。
式(5)是理想情况下的近似理论计算,在实际生产中,还会有其它因素与低压进口共同影响泵的自吸。
在选型和设计时要根据实际情况,充分考虑到其它因素对其实现自吸所带来的不利影响:
(1)液力端密封诸如进料箱、柱塞处密封不严,造成外界空气进入泵腔导致吸入腔真空下降,而吸入时吸入腔需要低压以满足式(3),内外产生压力差才能自吸。
当泵腔内形成不了真空或真空度下降后导致压力差减少,就会导致自吸效果下降或不能自吸。
因而泵的密封副的可靠性与结构研究是至关重要的。
(2)计量隔膜泵三阀系统不良对吸上能力产生影响。
隔膜液压腔有气体没有及时排除,使隔膜两侧液体压强不平衡,使隔膜无法正常运动;液压腔的压力太大,隔膜无法向柱塞侧运动,导致隔膜运动停止,泵腔内无必需真空度。
我所设计生产的YJM型可遥控变速隔膜计量泵采用了独创先进减速传动机构及特制隔膜、三阀及密封结构的液力端,无蜗轮蜗杆减速,使泵结构紧凑、简单;泵流量调节不受电网电压影响易闭环自动反馈控制,自吸能力更稳定。
(3)进口管路流量脉动较大影响自编吸上能力。
由于往复计量泵单脉冲液流影起压力波动,可增加进口预压式稳压器或常压空气室。
(4)计量泵吸入管路设置不合理。
液体在管路中的管阻损失与管路的长度,弯头的数量有很大关系。
管路越长、弯头越多沿程水头损失越大;相同的流量下,管路越细,流速越快,静压头也相对减小。
上述两种情况都会促使泵的进口压力减小,恶化泵的自吸入条件。
(5)计量泵进口处真空度过大无法吸入。
泵的安装高度过低,管路过长,也会使泵的进口处真空度过大,使泵无法自吸,可提高泵的安装高度。
2.3 低压进口对不同型式的泵的影响往复式计量泵按液力端的不同可分为柱塞式(活塞式)(见图1)和隔膜式(见图2)(动力端相同)。
柱塞式(活塞式)液力端借助柱塞及密封元件形成工作腔,通过柱塞的周期性的往复运动,使工作腔内的压力的大小交替变化,从而实现吸人和排出的功能。
隔膜式液力端借助于隔膜(膜片、波纹管等)形成工作腔,通过隔膜的周期性变形代替柱塞的周期性的往复运动,使工作腔内的压力的大小交替变化,从而实现吸人和排出的功能。
显而易见,对具有相同参数的隔膜与柱塞计量泵而言(即泵速、柱塞与进出口阀组均相同),假定柱塞运动所产生的最大真空值相等,由于隔膜计量泵液压补偿
放气系统的损耗、隔膜挠曲变形消耗及余隙容积较大等原因,隔膜计量泵与柱塞计量泵相比之下,其自吸人能力大幅度下降,通常与柱塞计量泵吸人性能相差2~5mH20;当隔膜较厚较硬机械变形能力差时,隔膜计量泵就会因其进口压力低无法实现自吸而不能正常工作。
因而在泵选型时应充分考虑这一因素的影响,泵进口压力小且又需要较高的自吸能力时应优先选用柱塞式(活塞式)泵,泵进口压力较大对自吸上能力要求不严时可选用隔膜式泵。
3 进口压力较高时对泵的影响
3.1高压进口对泵性能参数的影响当泵的进口压力高至无需泵腔内产生真空,由进出口自然压力差便可打开泵的进口阀使介质进入泵腔时,我们就可认为泵处于非正常工作状态中。
在这种工况下工作会严重影响计量泵的计量精度,影响泵的性能参数。
由于进口压力过大,泵的进口阀始终处于开启状态,泵总有一最小流量,无论如何调节泵,只能将流量调到个大致的范围,无法达到预期的目的。
在工程应用中,这种情况还是比较常见的,许多用户在使用时由于不太熟悉产生上述情况的相关机理,往往对此束手无策或认为泵有质量问题。
其实上述现象是在特定的工况下产生的,对进、出口阀进行适当改进便可避免。
如果在设计时没有考虑,在使用现场不改变泵的结构通过以下方法便可解决问题:
(1)在泵的出口加一保压阀,保压阀的压力根据系统而定,最大保守压力可取倒灌压力差;
(2)在出口管路加一缓冲管路,缓冲管路的高度也视系统而定,保守高度与进口液面的最高处平齐即可;
3.2 高压进口对泵使用寿命的影响当泵的人口压力过高时,还会影响泵强度进而使动力端部件(曲轴、轴瓦)使用寿命缩短。
正常情况下,泵在吸程时,在主驱动力的作用下,曲轴拉着连杆作往复运动,连杆与曲轴的接点1(如图3)在连杆的前端、曲轴的前端;泵在排程时,在主驱动力的作用下,曲轴压着连杆作往复运动,连杆与曲轴的接点2(如图4)在连杆的前后端、曲轴的前后端接触点周期交替。
如果泵进口压力过高,在吸程时,由于进口压力高,连杆与曲轴作用于接触点2,排程时两者也作用于接触点2,连杆始终受力于前端、曲轴也始终受力于前端,恶化了连杆与曲轴的受力情况,而同时,由于接触点2始终没有润滑油润滑,也将会降低泵的使用寿命。
4 结束语
进口压力对泵的影响是多方面的,甚至有时对同一台泵、同一个工况也必须同时从“高压”和“低压”两方面考虑,兼顾两方面的需要。
当介质的汽化压力很高时,为了保证泵送过程中不发生汽蚀,其上必须有很高的压力。
从避免汽蚀的角度应按进口压力低的工况来分析;如果它的压力同时又影响泵的寿命时,则又必须从进口压力高的角度去研究。
当泵的出口处于真空状态时,即使进口压力很低,也很容易出现由于其进出口压差大而自动打开进、出口阀的现象,这就必须按进口压力高去考虑它;此外,也还应考虑进口压力低对泵带来的诸多不利影响。