隔膜泵定义,原理,国家标准_高工在线-工程师的搜索引擎

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?D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。

参数定义：

1.流量：(flowrate, capacity, discharge)单位时间内泵排出液体的体积叫流量，流量用Q表示，计量单位：立方米/小时（m3/h）,升/秒（l/s）, L/s=3.6 m3/h=0.06 m3/min=60L/min,立方米(Cubic meter),升(lite).

2.扬程：(Lifting)水泵的扬程是指水泵能够扬水的高度，通常用H表示，单位是m。离心泵的扬程以叶轮中心线为基准，分由两部分组成。从水泵叶轮中心线至水源水面的垂直高度，即水泵能把水吸上来的高度，叫做吸水扬程，简称吸程；从水泵叶轮中心线至出水池水面的垂直高度，即水泵能把水压上去的高度，叫做压水扬程，简称压程。
即水泵扬程= 吸水扬程+压水扬程,应当指出，铭牌上标示的扬程是指水泵本身所能产生的扬程，它不含管道水流受摩擦阻力而引起的损失扬程。在选用水泵时，注意不可忽略。否则，将会抽不上水来.

3.转速:(pump speed)转速是指水泵轴或叶轮每分钟旋转的次数。通常用符号n表示，单位为转每分（r/min）。水泵的转速与其它的性能参数有着密切的关系，一定的转速，产生一定的流量、扬程，并对应一定的轴功率，当转速改变时，将引起其它性能参数发生相应的变化。
水泵是按一定转速设计的，因此配套的动力机除功率应满足水泵运行的工况要求外，在转速上也应与水泵转速相一致。
目前，我国常用的水泵转速为：中、小型离心泵一般在730~2950r/min的范围；中、小型轴流泵一般在250~1450r/min的范围，大型的轴流泵的转速则更低，在100~250 r/min的范围。

4.电机功率:(matched power of motive power machine)动力机配套功率为与水泵配套的原动机的输出功率，考虑到水泵运行时可能出现超负荷情况，所以动力机的配套功率通常选择得比水泵轴功率大。

5.轴功率:(shaft power，input power)轴功率是指动力机经过传动设备后传递给水泵主轴上的功率，亦即水泵的输入功率。通常水泵铭牌上所列的功率均指的是水泵轴功率。

6.效率:(efficiency)水泵传递能量的有效程度称为效率。水泵的输入功率(即轴功率P)，由于机械损失、水力损失和容积损失，不可能全部传递给液体，液体经过水泵只能获得有效功率Pe.效率是用来反映泵内损失功率的大小及衡量轴功率P的有效利用程度的参数，即有效功率Pe与轴功率P之比的百分数.

7.必须气蚀余量：(net positive suction head required)必须气蚀余量和允许吸上真空高度(permitted suction vacuum lift)是表征水泵在标准状态下的汽蚀性能(吸入性能)的参数,水泵工作时，常因装置设计或运行不当，会出现水泵进口处压力过低，导致汽蚀发生，造成水泵性能下降甚至流动间断、振动加剧的现象。泵内出现汽蚀现象后，水泵便不能正常工作，汽蚀严重时甚至不能工作。为了避免水泵汽蚀的发生，就必须通过泵的汽蚀性能参数来正确确定泵的几何安装高度和设计水泵装置系统。