隔膜泵選型和分類作用

主要闡述了隔膜泵的組成和分類政冻，以及調(diào)節(jié)間的類型精算、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、作用方式柜候、流量特性等選擇原則和方法搞动，并對調(diào)節(jié)閻選擇的方法、原則進(jìn)行了分析渣刷。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)的控制信號鹦肿，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)辅柴，從而達(dá)到生產(chǎn)過程的自動(dòng)化箩溃。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碌嘀，調(diào)節(jié)控制單元是人的大腦碾篡，那么執(zhí)行單元—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)如溫度筏餐、壓力开泽、流量、液位等的調(diào)節(jié)控制魁瞪，都離不開隔膜泵穆律。因此正確選擇隔膜泵在過程自動(dòng)化中具有重要意義。

隔膜泵的組成與分類

隔膜泵又稱控制泵导俘，是執(zhí)行器的主要類型峦耘，通過接受調(diào)節(jié)控制單元輸出的控制信號，借助動(dòng)力操作去改變流體流量旅薄。隔膜泵一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門組成辅髓。如果按其所配執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用的動(dòng)力泣崩，隔膜泵可以分為氣動(dòng)、電動(dòng)洛口、液動(dòng)三種矫付，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)隔膜泵第焰，以液體介質(zhì)(如油等)壓力為動(dòng)力的電液動(dòng)隔膜泵买优，另外，按其功能和特性分挺举，還有電磁閥杀赢、電子式、智能式湘纵、現(xiàn)場總線型隔膜泵等脂崔。隔膜泵的產(chǎn)品類型很
多，結(jié)構(gòu)也多種多樣梧喷，而且還在不斷更新和變化砌左。一般來說閥是通用的，既可以與氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)匹配伤柄，也可以與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)或其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)匹配绊困。

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重要的環(huán)節(jié)。隔膜泵閥體種類很多适刀，常用的有直通單座秤朗、直通雙座、角形笔喉、隔膜取视、小流量、三通常挚、偏心旋轉(zhuǎn)作谭、蝶形、套筒式奄毡、球形等10種折欠。在選擇閥門之前，要對控制過程的介質(zhì)吼过、工藝條件和參數(shù)進(jìn)行細(xì)心的分析锐秦，收集足夠的數(shù)據(jù)，了解系統(tǒng)對隔膜泵的要求盗忱，根據(jù)所收集的數(shù)據(jù)來確定所要使用的閥門類型酱床。在具體選擇時(shí)，可從以下幾方面考慮:

(1)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趟佃。

(2)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)扇谣，閥芯昧捷、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罐寨，閥的內(nèi)部材料要堅(jiān)硬靡挥。

(3)耐腐蝕由于介質(zhì)具有腐蝕性，在能滿足調(diào)節(jié)功能的情況下衩茸，盡量選擇結(jié)構(gòu)簡單閥門芹血。

(4)介質(zhì)的溫度贮泞、壓力當(dāng)介質(zhì)的溫度楞慈、壓力高且變化大時(shí)，應(yīng)選用閥芯和閥座的材料受溫度啃擦、壓力變化小的閥門囊蓝。

(5) 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)過程中令蛉，閃蒸和空化不僅影響流量系數(shù)的計(jì)算聚霜，還會(huì)形成振動(dòng)和噪聲，使閥門的使用壽命變短珠叔，因此在選擇閥門時(shí)應(yīng)防止閥門產(chǎn)生閃蒸和空化蝎宇。

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祷安、密封力姥芥、重力等有關(guān)力的作用)。因此汇鞭，為了使隔膜泵正常工作凉唐，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霍骄。
對于雙作用的氣動(dòng)台囱、液動(dòng)、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)读整，一般都沒有復(fù)位彈簧簿训。作用力的大小與它的運(yùn)行方向無關(guān)，因此米间，選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵在于弄清大的輸出力和電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩强品。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)车伞，隔膜泵上的出現(xiàn)的力也將影響運(yùn)動(dòng)特性择懂，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)輸出力確定后另玖，根據(jù)工藝使用環(huán)境要求困曙，選擇相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)表伦。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)慷丽，且接線盒為防爆型蹦哼，不能選擇電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。如果沒有防爆要求要糊，則氣動(dòng)纲熏、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)都可選用，但從節(jié)能方面考慮锄俄，應(yīng)盡量選用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)局劲。對于液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其使用不如氣動(dòng)奶赠、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)廣泛鱼填，但具有調(diào)節(jié)精度高、動(dòng)作速度快和平穩(wěn)的特點(diǎn)毅戈，因此苹丸，在某些情況下，為了達(dá)到較好調(diào)節(jié)效果苇经，必須選用液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)赘理，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)控制等扇单。

3商模、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令花。組合形式有4種即正正(氣關(guān)型)阻桅、正反(氣開型)、反正(氣開型)兼都、反反(氣關(guān)型)嫂沉，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扮碧，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)量趟章，經(jīng)濟(jì)損失小。

4慎王、隔膜泵流蚓土，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赖淤、等百分比(對數(shù))蜀漆、拋物線和快開等4種，特性曲線和閥芯形狀如圖1和圖2所示咱旱。常用的理想流量特性只有直線确丢、等百分比(對數(shù))绷耍、快開三種。拋物線流量特性介于直線和等百分比之間鲜侥，一般可用等百分比特性來代替褂始，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描函。

隔膜泵流量特性的選擇可以通過理論計(jì)算崎苗，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)則舀寓，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)荷變化情況分析胆数。

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)基公，但對于像隔膜閥幅慌、蝶閥等宋欺，由于它們的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)轰豆，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)齿诞，可通過改變所配閥門定位器的反饋凸輪外形來實(shí)現(xiàn)酸休。

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祷杈。在各種工程的儀表設(shè)計(jì)和選型時(shí)斑司，都要對隔膜泵進(jìn)行Cv計(jì)算，并提供隔膜泵設(shè)計(jì)說明書但汞。從隔膜泵的Cv計(jì)算到閥的口徑確定宿刮，一般需經(jīng)以下步驟:
1)計(jì)算流量的確定。現(xiàn)有的生產(chǎn)能力私蕾、設(shè)備負(fù)荷及介質(zhì)的狀況僵缺，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))踩叭，再確定計(jì)算壓差磕潮。
3)計(jì)算Cv。根據(jù)所調(diào)節(jié)的介質(zhì)選擇合適的計(jì)算公式和圖表容贝，求得Cmax和Cmin.
4)選用Cv自脯。根據(jù)Cmax,在所選擇的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)系列中選取>Cmax且與其接近的一級C.
5)隔膜泵開度驗(yàn)算。一般要求大計(jì)算流量時(shí)的開度≯90%斤富，小計(jì)算流量時(shí)的開度≮10%膏潮。
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≮10满力。
7)閥座直徑和公稱直徑的確定焕参。驗(yàn)證合適后屋谭，根據(jù)C確定。

綜上所述隔膜泵的選擇是非常細(xì)致的工作龟糕，不僅要有扎實(shí)的專業(yè)理論知識桐磁，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)的整定讲岁，使被調(diào)參數(shù)得到較好地控制效果我擂，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缓艳，并非一成不變校摩，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)阶淘、計(jì)算機(jī)和數(shù)字信息技術(shù)的應(yīng)用衙吩，隔膜泵的結(jié)構(gòu)功能變得更好、更全面溪窒，為選擇隔膜泵提供了極大的方便坤塞。