隔膜泵选型和分类作用

隔膜泵选型和分类作用摘要:主要阐述了隔膜泵的组成和分类，以及调节间的类型、执行机构、作用方式、流量特性等选择原则和方法，并对调节阎选择的方法、原则进行了分析。关键词:控制阀;隔膜泵;分类;选择;分析隔膜泵在过程控制中的作用是接受调节器或计算机的控制信号，改变被调介质的流量，使被调参数维持在所要求的范围内，从而达到生产过程的自动化。如果把自动调节系统与人工调节过程相比较，检测单元是人的眼睛，调节控制单元是人的大脑，那么执行单元—隔膜泵就是人的手和脚。要实现对工艺过程某一参数如温度、压力、流量、液位等的调节控制，都离不开隔膜泵。因此正确选择隔膜泵在过程自动化中具有重要意义。1隔膜泵的组成与分类隔膜泵又称控制泵，是执行器的主要类型，通过接受调节控制单元输出的控制信号，借助动力操作去改变流体流量。隔膜泵一般由执行机构和阀门组成。如果按其所配执行机构使用的动力，隔膜泵可以分为气动、电动、液动三种，即以压缩空气为动力源的气动隔膜泵，以电为动力源的电动隔膜泵，以液体介质(如油等)压力为动力的电液动隔膜泵，另外，按其功能和特性分，还有电磁阀、电子式、智能式、现场总线型隔膜泵等。隔膜泵的产品类型很多，结构也多种多样，而且还在不断更新和变化。一般来说阀是通用的，既可以与气动执行机构匹配，也可以与电动执行机构或其他执行机构匹配。2隔膜泵类型的选择2.1隔膜泵的阀体类型选择阀体的选择是隔膜泵选择中最重要的环节。隔膜泵阀体种类很多，常用的有直通单座、直通双座、角形、隔膜、小流量、三通、偏心旋转、蝶形、套筒式、球形等10种。在选择阀门之前，要对控制过程的介质、工艺条件和参数进行细心的分析，收集足够的数据，了解系统对隔膜泵的要求，根据所收集的数据来确定所要使用的阀门类型。在具体选择时，可从以下几方面考虑:(1)阀芯形状结构主要根据所选择的流量特性和不平衡力等因素考虑。(2)耐磨损性当流体介质是含有高浓度磨损性颗粒的悬浮液时，阀芯、阀座接合面每一次关闭都会受到严重摩擦。因此阀门的流路要光滑，阀的内部材料要坚硬。(3)耐腐蚀由于介质具有腐蚀性，在能满足调节功能的情况下，尽量选择结构简单阀门。(4)介质的温度、压力当介质的温度、压力高且变化大时，应选用阀芯和阀座的材料受温度、压力变化小的阀门。(5)防止闪蒸和空化闪蒸和空化只产生在液体介质。在实际生产过程中，闪蒸和空化不仅影响流量系数的计算，还会形成振动和噪声，使阀门的使用寿命变短，因此在选择阀门时应防止阀门产生闪蒸和空化。2.2隔膜泵执行机构的选择2.2.1输出力的考虑执行机构不论是何种类型，其输出力都是用于克服负荷的有效力(主要是指不平衡力和不平衡力矩加上摩擦力、密封力、重力等有关力的作用)。因此，为了使隔膜泵正常工作，配用的执行机构要能产生足够的输出力来克服各种阻力，保证高度密封和阀门的开启。对于双作用的气动、液动、电动执行机构，一般都没有复位弹簧。作用力的大小与它的运行方向无关，因此，选择执行机构的关键在于弄清最大的输出力和电机的转动力矩。对于单作用的气动执行机构，输出力与阀门的开度有关，隔膜泵上的出现的力也将影响运动特性，因此要求在整个隔膜泵的开度范围建立力平衡。2.2.2执行机构类型的确定对执行机构输出力确定后，根据工艺使用环境要求，选择相应的执行机构。对于现场有防爆要求时，应选用气动执行机构，且接线盒为防爆型，不能选择电动执行机构。如果没有防爆要求，则气动、电动执行机构都可选用，但从节能方面考虑，应尽量选用电动执行机构。对于液动执行机构，其使用不如气动、电动执行机构广泛，但具有调节精度高、动作速度快和平稳的特点，因此，在某些情况下，为了达到较好调节效果，必须选用液动执行机构，如发电厂透明机的速度调节、炼油厂的催化装置反应器的温度调节控制等。3隔膜泵的作用方式选择隔膜泵的作用方式只是在选用气动执行机构时才有，其作用方式通过执行机构正反作用和阀门的正反作用组合形成。组合形式有4种即正正(气关型)、正反(气开型)、反正(气开型)、反反(气关型)，通过这四种组合形成的隔膜泵作用方式有气开和气关两种。对于隔膜泵作用方式的选择，主要从三方面考虑:a)工艺生产安全;b)介质的特性;c)保证产品质量，经济损失最小。4隔膜泵流，特性的选择隔膜泵的流量特性是指介质流过阀门的相对流量与位移(阀门的相对开度)间的关系，理想流量特性主要有直线、等百分比(对数)、抛物线和快开等4种，特性曲线和阀芯形状如图1和图2所示。常用的理想流量特性只有直线、等百分比(对数)、快开三种。抛物线流量特性介于直线和等百分比之间，一般可用等百分比特性来代替，而快开特性主要用于二位调节及程序控制中，因此隔膜泵特性的选择实际上是直线和等百分比流量特性的选择。隔膜泵流量特性的选择可以通过理论计算，但所用的方法和方程都很复杂。目前多采用经验准则，具体从下几方面考虑:①从调节系统的调节质量分析并选择;②从工艺配管情况考虑;③从负荷变化情况分析。选择好隔膜泵的流量特性，就可以根据其流量特性确定阀门阀芯的形状和结构，但对于像隔膜阀、蝶阀等，由于它们的结构特点，不可能用改变阀芯的曲面形状来达到所需要的流量特性，这时，可通过改变所配阀门定位器的反馈凸轮外形来实现。5隔膜泵口径的选择隔膜泵口径的选择和确定主要依据阀的流通能力即Cv。在各种工程的仪表设计和选型时，都要对隔膜泵进行Cv计算，并提供隔膜泵设计说明书。从隔膜泵的Cv计算到阀的口径确定，一般需经以下步骤:1)计算流量的确定。现有的生产能力、设备负荷及介质的状况，决定计算流量的Qmax和Qmin.2)阀前后压差的确定。根据已选择的阀流量特性及系统特点选定S(阻力系数)，再确定计算压差。3)计算Cv。根据所调节的介质选择合适的计算公式和图表，求得Cmax和Cmin.4)选用Cv。根据Cmax,在所选择的产品标准系列中选取Cmax且与其最接近的一级C.5)隔膜泵开度验算。一般要求最大计算流量时的开度≯90%，最小计算流量时的开度≮10%。6)隔膜泵实际可调比的验算。一般要求实际可调比≮10。7)阀座直径和公称直径的确定。验证合适后，根据C确定。6结束语隔膜泵的选择是非常细致的工作，不仅要有扎实的专业理论知识，还要有丰富实践经验。选择得好不仅有利于调节控制回路PID参数的整定，使被调参数得到较好地控制效果，也使隔膜泵的使用寿命大大增长。隔膜泵的选择要因地制宜，并非一成不变，要在实践的过程中不断总结和创新，特别随着机电一体化技术、计算机和数字信息技术的应用，隔膜泵的结构功能变得更好、更全面，为选择隔膜泵提供了极大的方便。QBY气动隔膜泵、DBY电动隔膜泵产品概述：QBY系列气动隔膜泵采用压缩空气、蒸汽、工业废气为动力源，对于各种腐蚀性液体，带颗粒的液体，高粘度、易挥发、易燃、剧毒的液体，均能予以抽光吸尽，具有自吸泵、潜水泵、屏蔽泵、泥浆泵和杂质泵等输送机械的许多优点，广泛适用于石油、化工、电子、陶瓷、纺织等行业。该系列泵安置在各种特殊场合，用来抽送各种常规泵不能抽吸的介质，均取得了满意的效果。吸送介质范围：-隔膜泵花生酱、泡菜、土豆泥、小红肠、果酱苹果浆、巧克力等。-隔膜泵油漆、树胶、颜料。-粘合剂和胶水、全部种类可用隔膜泵取。-各种瓦、瓷、砖器及陶器釉浆。-油井钻好后，用隔膜泵沉积物及灌浆。-隔膜泵各种乳化剂和填料。-隔膜泵各种污水。-用泵为油轮，驳船清仓吸取仓内污水。-啤酒花及发酵粉稀浆、糖浆、糖蜜。-隔膜泵矿井、坑道、隧道、选矿、矿渣中的积水。-隔膜泵水泥灌浆及灰浆，各种橡胶浆。-各种磨料、腐蚀剂、石油及泥浆、清洗油垢及一般容器。-各种剧毒、易燃、易挥发液体。-各种强酸、强碱、强腐蚀液体。隔膜泵的操作要点及工艺改进1、缓冲罐为了使泵工作时有一个稳定的压力、流量,泵的进出口管上都设有缓冲罐。缓冲罐要用氮气预充一定的压力,预充压力原则上不能低于最大工作压力的30%和高于最小工作压力的80%。虽然较高的预充压力能产生较好的缓冲效果,但当压力下降时会产生脉动,频繁冲击罐底部而造成金属内件损坏。当工作压力范围较大时,仅需要预充压力至最大工作压力的30%～35%隔膜泵生产厂家提供的预充压力为:进口缓冲罐预充压力至进口压力的80%～90%,出口缓冲罐预充压力至出口压力的60%～65%。实际运行中,泵的进口管振动大,说明进口缓冲罐预充压力不合适,根据实际情况,把进口缓冲罐预充压力调低至进口压力的60%～65%后,振动立即消除,泵恢复正常工作状态。泵在运行过程中,由于渗漏等原因缓冲罐的压力会慢慢下降,到一定压力时,泵出现打量不稳定并伴有异响,在压力较低下长时间运行,隔膜总是处于大范围波动状态,易使隔膜产生疲劳,降低隔膜的使用寿命。为克服这种情况,必须在运行中向缓冲罐冲压。根据泵在调试过程及正常生产中积累下来的经验,决定在带负荷运行中向缓冲罐冲压,以压力表指针稳定做到充压成功的标志,几次试验都取得很好效果,保证了泵长周期安全运行。2排气1)注水排气煤浆腔注水排气有2个目的:①液端排气。通过连接在进口管线上冲洗水控制阀和出口管上的排污阀来完成煤浆腔的排气;②推进液的自动加入。原始注油时充水后将迫使隔膜移向隔膜腔背部方向,即自动充液位置。为获得足够的液压推动隔膜达到这个位置,可控制出口管线上排污阀开度来完成自动充液。注水排气最关键的为水压控制,泵厂家提供的压力为013MPa,实际操作中一般控制在0128～0135MPa,过高、过低都会使推进液腔注油太多或太少,而使隔膜在运行中受到损伤。2)注油排气目的是对推进液腔进行注油。充液过程是连续自动进行的,充液期间,排气阀必须保持打开直到推进液排出时没有空气为止。这时控制杆已从触发位置移开,一分钟之内,充液过程自动停止。此时推进液腔是充满的,但对活塞来说,隔膜还未达到合适的位置,这将通过盘车来完成充液。厂家推荐用手动盘车来完成充液,但手动盘车不但费时费力,且不容易使推进液腔充液至最佳状态,于是采用低负荷启动泵来代替手动盘车完成推进液腔的充液,启动低负荷选为10%。3)正常运行中排气泵在正常运行中,由于推进液中的溶解气体,密封渗漏等原因,使推进液腔中气体越集越多,对隔膜会有所损害,应定期对推进液腔进行排气。3推进液控制系统如图1所示,在正常操作情况下,控制杆上的磁体在触发器ZSH和ZSL之间随控制杆而移动,此时触发器未被触发。如果在推进液腔内推进液太少,磁体将移动到触发器ZSL处,触发器输出一个脉冲信号到PLC控制箱。PLC将输出一个信号使注油阀HV1、2或3打开,推进液便进入推进液腔。若推进液腔中推进液太多,触发器ZSH也输出一个脉冲信号到PLC控制箱,此时排油阀HV5、6或7打开,推进液将排出推进液腔。如果推进液系统有故障,充注或排出阀连续激发打开超过3min,PLC将输出一个故障信号。以上推进液的注入排出是自动进行的,但泵在运行时曾发生因触发器、内件等原因而使自动注排液程序失控,若要检修只有停车处理,为了不给生产带来损失,经过慎重考虑,决定采用手动注排油,由于经验不足,第一次注油时,推进液腔上排气阀未开,导致推进液充注太多,使隔膜受到损害。在总结失败经验的基础上,再次手动注油时,打开排气阀,以推进腔排出冲程压力稳定为充满的标志。几次试验都获得成功,为安全连续生产提供了保证。4开停车负荷隔膜泵是由变频电机驱动,若开停车负荷过大或过小、短时间负荷波动较大、长期在低负荷下运行等都对变频器有影响,为尽量避免以上情况的出现,硬性规定开停车负荷都控制在30%左右,并在仪表中设置使增减负荷都必须在一段时间内才能完成,有效的从工艺上做到了对变频器的维护。5仪表空气及润滑油压力仪表空气和润滑油压力都与主电机设有联锁,推进液的注油、排油阀为气闭阀,要始终维持一定的空气压力,两阀的最小动作压力不低于0.4MPa,所以仪表空气压力一般维持在015MPa以上,即使停泵后也不停仪表空气,以免推进液腔内的液体不够或过量,供给阀门的空气是经过过滤、油雾化的。泵在运行中,润滑油压力应不低于压力联锁值(0115MPa),且润滑油出口过滤器压差不能太大,润滑油流量窥镜内的钢球应处于上限位置,调节此流量时调节幅