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進口壓力對往複式計量泵的影響

更新时间:2019-11-17 11:33人气:2637
進口壓力對往複式計量泵的影響劉廣兵1  李強1  蔣青1  趙以奎1  張東衛1  蔣臘芳1  王振業2  王奎3(11 合肥通用機械研究所,安徽合肥 230031;  21 青島石油化工廠,山東青島 266043;3. 中國成達化學工程公司,四川成都 610041)摘 要:  通過對往複式計量泵的進口壓力(高壓、低壓) 對泵影響的分析,得出一些影響泵的性能的身分,扼要的給出解決題目的方法。關鍵詞:  往複式計量泵;吸進性能;進口壓力中圖分類號:  TH32     文獻標識碼:  AEffect of Suction Pressure of Reciprocating Metering PumpLiu Guangbing  Li Qiang  Jiang Qing  Zhao Yikui  Zhang Dongwei  Jiang Lafang  Wang Zhenye  Wang KuiAbstract :  Suction pressure of reciprocating metering pump was analysised ,some factors of influding pumb were getten ,and some ***ways were given.Keywords :  reciprocating metering pump ;section performance ;suction pressure1  前言  化工用戶對往複式計量泵的進口條件要求首要表現在以下幾個方麵: (1) 適應高壓差小流量及流量調節範圍寬的運轉工況; (2) 盡可能使泵不需灌引,具有自吸上能力; (3) 流量按需要線性調節。在實際工程利用中,由於工況不同,泵進口處的壓力是千差萬別的, 有的裝配中泵進口處壓力較低,而有的裝配在泵進口處壓力很高。就一般安裝高度,在泵的進口形成低壓甚至真空,希看泵有較好的汽蝕性能和能承受盡可能大的吸上真空(泵進口處壓力盡可能小) ;有時由於工藝或其它方麵的要求,泵進口處必須有較高的壓力,而這可能對泵的使用性能、甚至使用壽命造成不利的影響。本文從低壓和高壓兩方麵出發探討,進口壓力對泵可能帶來的不利身分, 和實際工程中所碰到的一些題目及其解決方法。2  進口壓力低時對泵的影響211 低壓進口對泵汽蝕的影響一般情況下, 泵進口壓力和泵腔內的壓力關係如下式所示[1 ] :式中 pc1min ———泵腔內最小壓力, Pa p1min ———最小吸進壓力, Pa hu1 ———吸進的阻力,m hac1 ———吸進過程中, 工作腔內的加速度頭,m hfc1 ———吸進過程中, 工作腔內的摩擦水頭,m u ———活塞線速度,m/ s u1 ———吸進管的流速,m/ s ρ———輸送介質的密度,kg/ m3 g ———重力加速度,m/ s2由式(1) 可知, 由式(1) 可知,泵腔內的最小壓力隨著泵進口壓力的減小而減小,且與管中摩擦損失、活塞的線速度的大小有很大的關係。要想保證泵的正常工作就必須保證泵在工作時泵腔內不發生汽蝕, 即必須滿足:pc1min ≥pv (2)要想保證泵的正常工式中 pv ———液體在工作溫度下的飽和蒸汽壓力, Pa否則將會引發工作腔內液體汽化, 造成柱塞(活塞) 與液體脫流,從而引發工作腔內的撞擊 、噪聲、振動、流量減少、斷流甚至破壞機械零件釀成不良後果。在低壓進口時,為保證不發生汽蝕,在設計時就必須進步泵的汽蝕性能 。從式(1) 可知,適當的降低活塞的線速度, 降低泵速便可以進步pc1min值,以達到所需效果。還可通過改進進、出口閥的設計, 減小進、出口閥的阻力,降低吸進阻力水頭來實現進步泵的汽蝕性能,從而達到既能適應進口壓力低的工況又不發生汽蝕的要求。212  低壓進口對泵自吸的影響低壓進口不僅對泵的汽蝕有很大的影響, 而且還會影響泵工作時能否實現自吸, 即泵工作腔內無液體時能否排氣以保證泵腔內布滿液體並使泵進進正常運轉,對往複泵而言,就是其本身必須具備能排盡空氣的能力。保證泵自吸能力的必要條件為:(1) 當吸進行程結束時(柱塞後死點) ,應使工作腔內空氣壓力小於泵進口側靜吸進壓頭, 使進口管空氣被不斷地吸進工作腔;(2) 當排出行程結束時(柱塞前死點) ,使工作腔內空氣壓力大於泵出口側的阻力, 將液缸內空氣排出。假定腔內空氣壓縮按等溫過程,則有:式中 Vc ———泵的餘隙容積 Vs ———泵的行程容積 Pcmin ———液缸內的最小壓力, Pa γ———液體重度,t/ m3 hs ———泵的安裝高度,m p2 ———排出壓力, Pa ps ———吸進容器液麵上的壓力,Pa由式(3)  、(4) 可得極限自吸高度為:其中Ps 為液麵上的壓力,它與泵的進口壓力僅相差一個吸上的高度,從上式也同樣可以看出,進口壓力越低,泵的自吸高度越小(不考慮出口的影響) 。因此在泵進口壓力低的工況下,在選型或設計時要充分考慮到這一身分, 盡量選擇自吸性能好或盡量減小泵的餘隙容積等以進步泵的自吸性能來滿足低壓進口對其釀成的影響。式(5) 是理想情況下的近似理論計算,在實際生產中,還會有其它身分與低壓進口共同影響泵的自吸 。在選型和設計時要根據實際情況,充分考慮到其它身分對實在現自吸所帶來的不利影響:  (1) 液力端密封諸如進料箱、柱塞處密封不嚴,造成外界空氣進進泵腔導致吸進腔真空下降,而吸進時吸進腔需要低壓以滿足式(3) ,內外產生壓力差才能自吸。當泵腔內形成不了真空或真空度下降後導致壓力差減少, 就會導致自吸效果下降或不能自吸。因此泵的密封副的可靠性與結構研究是相當首要的。  (2) 隔膜計量泵三閥係統不良對吸上能力產生影響。隔膜液壓腔有氣體沒有及時排除,使隔膜兩側液體壓強不平衡,使隔膜無法正常活動;液壓腔的壓力太大,隔膜無法向柱塞側活動,導致隔膜活動停止,泵腔內無必須真空度。我所設計生產的YJM型可遠控變速隔膜計量泵采用了獨創先進減速傳動機構及特製隔膜、三閥及密封結構的液力端,無蝸輪蝸杆減速,使泵結構緊湊 、簡單;泵流量調節不受電網電壓影響易閉環主動反饋控製,自吸能力更穩定。  (3) 進口管路流量脈動較大影響自編吸上能力。由於往複計量泵單脈衝液流影起壓力波動,可增加進口預壓式穩壓器或常壓空氣室。  (4) 計量泵吸進管路設置不公道。液體在管路中的管阻損失與管路的長度, 彎頭的數目有很大關係[2 ]  。管路越長、彎頭越多沿程水頭損失越大;相同的流量下,管路越細,流速越快,靜壓頭也相對減小。上述兩種情況都會促使泵的進口壓力減小,惡化泵的自吸進條件。  (5) 計量泵進口處真空度過大無法吸進。泵的安裝高度過低,管途經長,也會使泵的進口處真空度過大,使泵無法自吸,可進步泵的安裝高度。  213  低壓進口對不同型式的泵的影響往複式計量泵按液力真個不同可分為柱塞式(活塞式) (見圖1) 和隔膜式(見圖2) (動力端相同) 。柱塞式(活塞式) 液力端借助柱塞及密封元件形成工作腔,通過柱塞的周期性的往複活動,使工作腔內的壓力的大小交替變化, 從而實現吸進和排出的功能。隔膜式液力端借助於隔膜(膜片 、波紋管等)形成工作腔,通過隔膜的周期性變形代替柱塞的周期性的往複活動, 使工作腔內的壓力的大小交替變化,從而實現吸進和排出的功能.顯而易見,對具有相同參數的隔膜與柱塞計量泵而言(即泵速、柱塞與進出口閥組均相同) ,假定柱塞活動所產生的最大真空值相等, 由於隔膜計量泵液壓補償放氣係統的損耗、隔膜撓曲變形消耗及餘隙容積較大等啟事, 隔膜計量泵與柱塞計量泵相比之下,其自吸進能力大幅度下降,通常與柱塞計量泵吸進性能相差2~5mH2O;當隔膜較厚較硬機械變形能力差時, 隔膜計量泵就會因其進口壓力低無法實現自吸而不能正常工作。因此在泵選型時應充分考慮這一身分的影響, 泵進口壓力小且又需要較高的自吸能力時應優先選用柱塞式(活塞式) 泵, 泵進口壓力較大對自吸上能力要求不嚴時可選用隔膜式泵。進口壓力較高時對泵的影響   高壓進口對泵性能參數的影響當泵的進口壓力高至無需泵腔內產生真空,由進出口自然壓力差便可打開泵的進口閥使介質進進泵腔時,我們就可以為泵處於非正常工作狀況中。在這類工況下工作會嚴重影響計量泵的計量精度,影響泵的性能參數。由於進口壓力過大,泵的進口閥始終處於開啟狀況, 泵總有一最小流量,無論如何調節泵,隻能將流量調到個大致的範圍,無法達到預期的目的。在工程利用中,這類情況還是比較常見的,很多用戶在使用時由於不太熟悉產生上述情況的相關機理,往往對此束手無策或以為泵有質量題目。實在上述現象是在特定的工況下產生的,對進、出口閥進行適當改進便可避免 。假如在設計時沒有考慮,在使用現場不改變泵的結構,通過以下方法便可解決題目在泵的出口加一保壓閥,保壓閥的壓力根據係統而定,最大守舊壓力可取倒灌壓力差在出口管路加一緩衝管路,緩衝管路的高度也視係統而定, 守舊高度與進口液麵的最高處平齊即可;高壓進口對泵使用壽命的影響  當泵的進口壓力過高時, 還會影響泵強度進而使動力端部件(曲軸、軸瓦) 使用壽命縮短。正常情況下,泵在吸程時,在主驅動力的感化下,曲軸拉著連杆作往複活動,連杆與曲軸的接點1 (如圖3) 在連杆的前端、曲軸的前端;泵在排程時,在主驅動力的感化下,曲軸壓著連杆作往複活動,連杆與曲軸的接點2 (如圖4) 在連杆的前後端 、曲軸的前後端接觸點周期交替 。假如泵進口壓力過高,在吸程時,由於進口壓力高,連杆與曲軸感化於接觸點2 ,排程時兩者也感化於接觸點2 , 連杆始終受力於前端、曲軸也始終受力於前端,惡化了連杆與曲軸的受力情況,而同時,由於接觸點2 始終沒有潤滑油潤滑,也將會降低泵的使用壽命。4  結束語  進口壓力對泵的影響是多方麵的, 甚至有時對同一台泵、同一個工況也必須同時從“高壓”和“低壓”兩方麵考慮,兼顧兩方麵的需要。當介質的汽化壓力很高時, 為了保證泵送過程中不發生汽蝕,其上必須有很高的壓力。從避免汽蝕的角度應按進口壓力低的工況來分析;假如它的壓力同時又影響泵的壽命時, 則又必須從進口壓力高的角度往研究。當泵的出口處於真空狀況時, 即使進口壓力很低,也很輕易出現由於其進出口壓差大而主動打開進、出口閥的現象,這就必須按進口壓力高往考慮它;此外,也還應考慮進口壓力低對泵帶來的諸多不利影響 。參考文獻[1 ]  《往複泵設計》編寫組1 往複泵設計[M] . 北京:機械產業出版社,19871[2 ]  全國化工設備設計技術中間站機泵技術委員會1 產業泵選用手冊[M]1 北京:化學產業出版社,19981作者簡介:劉廣兵, 男, 工學學士。通訊地址:230031 合肥市長江西路888 號合肥通用機械研究所。信  息合肥通用機械產品檢測所電磁兼容試驗室正式投進使用  為了滿足製冷空調產品三C 認證的檢測需求,根據家用和類似用處設備的認證規則,合肥通用機械產品檢測所於2002 年11 月20 日正式建成大容量的電磁兼容試驗室。合肥通用機械產品檢測所電磁兼容試驗室的設備分別從美國等國家引進,具有高出發點、高精度 、全主動化、大容量等特點,是我國在該行業的第一套大型檢測裝配。該裝配可以對房間空調器 、單元式空調機、風冷冷水機組、水冷冷水機組 、中心空調機組、風機盤管、冷凍冷躲箱和家用和類似用處產品的連續騷擾電壓、斷續騷擾電壓、騷擾功率 、濾波電流等進行檢測 。合肥通用機械產品檢測所電磁兼容實驗室的建成為全麵實施大型空調器三C 認證提供可靠的檢測保證,填補了合肥通用機械產品檢測所質檢中間在電磁兼容檢測方麵的空缺,標誌著合肥通用機械產品檢測所製冷空調試驗室已成為全國在製冷空調行業檢測能力最全、最強的檢驗

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