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隔膜泵的操作要点及隔膜泵的出厂检验要点

时间:2017-07-19 15:03:02 来源:上海天豪棋牌

  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。采用压缩空气为动力源,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。

  气动隔膜泵其有四种材质:铝合金、铸铁、塑料、不锈钢。电动隔膜泵其有四种材质:铝合金、铸铁、塑料、不锈钢。隔膜泵根据不同液体介质分别采用丁腈橡胶、氯丁橡胶、氟橡胶、聚偏氟乙烯、聚四六乙烯。以满足需要。安置在各种特殊场合,用来抽送种常规泵不能抽吸的介质。

  一、隔膜泵的操作注意事项:

  (1)隔膜泵开停车负荷操作

  隔膜泵是由变频电机驱动,若开停车负荷过大或过小、短奔涓汉刹ǘ洗蟆⒊て谠诘透汉上略诵械榷级员淦灯饔杏跋?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。

  (2)隔膜泵仪表空气及润滑油压力系统操作

  隔膜泵的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。

  隔膜泵在运行中,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度不能太大,以免瞬间流量过大使压力下降太快引起联锁跳车。

  通过以上工艺改进及对操作要点的熟练掌握,使隔膜泵运行时始终有一个稳定的工艺环境,运行一年多来,仅有一次因电气原因跳车,做到了长周期、安全高效运行。

  二、隔膜泵的类别:

  隔膜泵按其所配执行机构使用的动力,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。

  三、隔膜泵类型的选择:

  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、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。

  3、隔膜泵流量特性的选择

  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。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。

  4、隔膜泵执行机构的选择

  (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)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。

  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。

  一、隔膜泵检验装置的组成

  一个完整的水泵检验装置应包括以下几个主要部分:

  1).动力源;2).传动系统;3).测量与控制系统;4).辅助系统;

  二、各组成部分的设计要素

  a、明确试验对象,确定动力源功率各单位设计检验装置的目的有所不同,有的只是为本单位的产品作试验用,有的需要为各种各样的泵服务(如检验中心),所以动力源的功率应根据实际情况来确定。

  水泵检验标准计算公式如下:

  P动=P泵/(η齿×η扭×η离×η泵)=Q×P×H/(102×η齿×η扭×η离×η泵)

  式中:P动所需的动力源输出功率KWP泵被试泵的水功率KWη齿齿轮箱效率%

  η扭扭矩仪效率%η离离合器效率%η泵水泵的效率%Q水泵的流量m3/s

  H水泵的扬程mV水的重度Kg/m3

  我们可以以η泵为参考量,通过计算,作出P动与P泵的关系曲线,计算中可以假定假定η齿、η扭和η离分别为0.95、0.98和0.98。当P泵和η泵已知时,就可从确定所需的动力源输出功率。

  b、动力源型式

  目前常见的有电动机与柴油发动机两种。前者一般不调速,适用于一般的工业泵。由于各种工业泵的转速有差异,因此泵的流量压力功率等参数一般需要通过特定转速(电动机转速)下的测量值,换算到泵的规定转速下的对应值,导致测量误差放大。前者若需调速,直流电动机可用可控硅调速,交流电动机可用变频调速,但成本较高。当然,使用电动机却有噪声相对较低,无其他污染的优点;后者适用于消防泵,因为消防泵有工况的变化,要求转速变化。柴油发动机调速比较方便。调节油门大小再配以齿轮箱,可以获得较大的转速范围,且成本相对较低。使用柴油发动机存在着噪声大,有烟气排放问题。

  究竟选用哪一种动力源,要根据检验装置的设计目的及单位在场地、经费及现有的相关条件而定。

  传动系统

  对使用柴油发动机的水泵检验装置,有传动装置的问题。传动系统主要由离合器和齿轮箱组成。对齿轮箱的设计,主要应考虑两个问题:

  a、速比确定

  对工业泵而言,中心高800mm以下的泵,其转速一般为1450r/min和2900~2950r/min。对消防泵而言,其转速千差万别,一般为2000~4000r/min。

  齿轮箱速比的确定,既要考虑满足不同转速泵的试验要求,又要考虑让发动机在最大扭矩点附近工作。

  经分析,下述五种转速范围基本上可覆盖各种消防泵和工业泵的试验要求:

  1450r/min;2000~2400r/min;2900~2950r/min;3000~3600r/min;3600~4000r/min。

  在选定合适的发动机之后,根据该发动机的转速和上述的五种转速范围,就可以确定相应的速比。

  b、输出轴转向

  泵有正转泵、反转泵之分,考虑到检验装置的通用性,要求变速箱的输出轴在确定的各种转速范围内均可正转或反转。

  测量与控制系统

  欲实现自动化测试,系统应由传感器、二次仪表、计算机、接口板、伺服机构、采集器、组合屏和微机软件等组成,以实现在控制室内对柴油机启动、油泵启动、紧急停车、柴油机增减速和电动阀的控制;实现柴油机高水温、高油温、低油压和齿轮箱低油压、高油温的报警;实现水泵参数的自动采集和处理。下面就几个具体问题说明如下:

  a.隔膜泵检验标准测量内容

  除水泵运行参数(转速、流量、压力或扬程、功率)和轴承座温度外,还应包括发动机的运行参数(水温、油温、油压、发动机转速),齿轮箱的油压、油温以及辅助装置的相关参数(如动力间温度、油箱油位高度、蓄电池电压等),还应包括齿轮箱档位与转向的显示。

  b.水泵检验标准测量精度

  与测量水泵性能参数相应的传感器和二次仪表,其系统的测量精度应符合GB3216《离心泵、混流泵、轴流泵和旋涡泵试验方法》的规定,其它各种测量仪表的精度根据需要确定。一次、二次仪表的精度可供参考。

  应包括:油泵启动,柴油机启动、应急停车、增减速;电动阀控制(控制流量);水泵工况切换进而实施试验的程序控制;动力间冷却装置的自动启动控制;柴油机水温、油温、油压和齿轮箱油压油温的自动监视与报警。

  d.水泵检验标准注意事项

  为了提高测量的自动化程度,需配备电动阀来调节流量。电动阀应保证在规定的压力下能双向运作(流量逐渐增大或减小),一次点动的调节量0.1/s为宜;

  试验现场与控制室均应有水泵和发动机、齿轮箱运行参数的显示,以保证运行安全可靠;

  当水泵没有止回阀的情况下,压力测量仪表之前应设置阀门,以免一旦出现真空造成仪表损坏;

  强、弱电应分开,以免互相干扰,影响测量精度;

  测量水泵轴承座温度中,由于离旋转部件近,宜用磁性温度探头,以免试验人员受到伤害;

  尽可能使用稳压装置以提高测压精度;

  二次仪表的输出信号宜采用相同型式、同一标准输出信号范围,便于与采集器、计算机接口相连:

  自动化测量中,遥测数据是通过二次仪表变送后进入数据采集器的。由于二次仪表变送电压的负极悬浮,使得多路电压变送信号与数据采集器无法直接连接,此时可采用隔离模块方法,使多路信号经隔离模块变送后达到负极一致,实现变送信号与数据采集器的连接。这种连接虽然可以实现数据传输,但二次仪表变送数据内所迭加的波纹电压无法改善,以致数据显示值波动较大。为了对遥测数据与数据采集器连通过程中的波纹进行处理,可设计一种电平转换方法的接口板,在电平转换过程中进行波纹抑制,以保证数据显示值稳定。

  辅助系统

  这里特别需要提一下关于水泵升降平台的问题。

  由于发动机、齿轮箱、扭矩仪相互之间的连接关系是固定不变的,也就是说,当扭矩仪位置确定后,其输出端的中心高度是固定不变的。为了适应不同中心高的水泵的试验要求,需要有一个安装泵用的升降平台,要求平台可以自由升降到某一预定高度,然后靠加垫及泵的轴向移动等来调节泵的输入轴与扭矩仪输出轴的对中程度以及连接法兰间的平行度和间隙的要求。根据试验泵的这一安装特性,对升降平台的高度调节要求完全自动化似乎没有必要,然而完全靠加垫等来调节也显得太繁杂,影响工作效率。因此,设计一个半自动化的水泵升降平台是合适的。

  三、隔膜泵检验标准建议

  被测泵为工业泵时,动力源宜采用电动机;被测泵为消防泵时,动力源宜采用柴油发动机;测量控制中的问题,如文中“测量与控制系统”一节所述,在装置设计中应引起足够的重视;简便的半自动的水泵升降平台是一个合适的选择。