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隔膜泵選型和分類作用
關(guān)鍵詞:控制閥;隔膜泵;分類;選擇;分析
隔膜泵在過程控制中的作用是接受調(diào)節(jié)器或計算機(jī)的控制信號,，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),，從而達(dá)到生產(chǎn)過程的自動化,。如果把自動調(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,，調(diào)節(jié)控制單元是人的大腦,，那么執(zhí)行單元—隔膜泵就是人的手和腳。要實現(xiàn)對工藝過程某一參數(shù)如溫度,、壓力,、流量、液位等的調(diào)節(jié)控制,，都離不開隔膜泵,。因此正確選擇隔膜泵在過程自動化中具有重要意義。 1 隔膜泵的組成與分類
隔膜泵又稱控制泵,，是執(zhí)行器的主要類型，通過接受調(diào)節(jié)控制單元輸出的控制信號,，借助動力操作去改變流體流量,。隔膜泵一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門組成。如果按其所配執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用的動力,，隔膜泵可以分為氣動,、電動、液動三種,，即以壓縮空氣為動力源的氣動隔膜泵,，以電為動力源的電動隔膜泵，以液體介質(zhì)（如油等）壓力為動力的電液動隔膜泵,，另外,，按其功能和特性分，還有電磁閥,、電子式,、智能式、現(xiàn)場總線型隔膜泵等。隔膜泵的產(chǎn)品類型很
多,，結(jié)構(gòu)也多種多樣,，而且還在不斷更新和變化。一般來說閥是通用的,，既可以與氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)匹配,，也可以與電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)或其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)匹配。
2 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zui重要的環(huán)節(jié),。隔膜泵閥體種類很多,，常用的有直通單座、直通雙座,、角形,、隔膜、小流量,、三通,、偏心旋轉(zhuǎn)、蝶形,、套筒式,、球形等10種。在選擇閥門之前,，要對控制過程的介質(zhì),、工藝條件和參數(shù)進(jìn)行細(xì)心的分析，收集足夠的數(shù)據(jù),，了解系統(tǒng)對隔膜泵的要求,，根據(jù)所收集的數(shù)據(jù)來確定所要使用的閥門類型。在具體選擇時,，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,。
（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，閥芯,、閥座接合面每一次關(guān)閉都會受到嚴(yán)重摩擦,。因此閥門的流路要光滑，閥的內(nèi)部材料要堅硬,。
（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，盡量選擇結(jié)構(gòu)簡單閥門,。
（4）介質(zhì)的溫度,、壓力當(dāng)介質(zhì)的溫度、壓力高且變化大時,，應(yīng)選用閥芯和閥座的材料受溫度,、壓力變化小的閥門,。
（5） 防止閃蒸和空化閃蒸和空化只產(chǎn)生在液體介質(zhì)。在實際生產(chǎn)過程中,，閃蒸和空化不僅影響流量系數(shù)的計算,，還會形成振動和噪聲，使閥門的使用壽命變短,，因此在選擇閥門時應(yīng)防止閥門產(chǎn)生閃蒸和空化,。
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,、密封力,、重力等有關(guān)力的作用）。因此,，為了使隔膜泵正常工作,，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,。
對于雙作用的氣動,、液動、電動執(zhí)行機(jī)構(gòu),，一般都沒有復(fù)位彈簧,。作用力的大小與它的運(yùn)行方向無關(guān)，因此,，選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵在于弄清zui大的輸出力和電機(jī)的轉(zhuǎn)動力矩,。對于單作用的氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，輸出力與閥門的開度有關(guān),，隔膜泵上的出現(xiàn)的力也將影響運(yùn)動特性,，因此要求在整個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,，根據(jù)工藝使用環(huán)境要求,，選擇相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。對于現(xiàn)場有防爆要求時,，應(yīng)選用氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，且接線盒為防爆型,，不能選擇電動執(zhí)行機(jī)構(gòu),。如果沒有防爆要求，則氣動,、電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)都可選用,，但從節(jié)能方面考慮，應(yīng)盡量選用電動執(zhí)行機(jī)構(gòu),。對于液動執(zhí)行機(jī)構(gòu),，其使用不如氣動,、電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)廣泛，但具有調(diào)節(jié)精度高,、動作速度快和平穩(wěn)的特點,，因此，在某些情況下,，為了達(dá)到較好調(diào)節(jié)效果,，必須選用液動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，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,。
3 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執(zhí)行機(jī)構(gòu)時才有，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,。組合形式有4種即正正（氣關(guān)型）,、正反（氣開型）、反正（氣開型）,、反反（氣關(guān)型）,，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,，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,，經(jīng)濟(jì)損失zui小。
4 隔膜泵流,，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、等百分比（對數(shù)）,、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。常用的理想流量特性只有直線,、等百分比（對數(shù)）,、快開三種。拋物線流量特性介于直線和等百分比之間,，一般可用等百分比特性來代替,，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際上是直線和等百分比流量特性的選擇,。
隔膜泵流量特性的選擇可以通過理論計算,，但所用的方法和方程都很復(fù)雜。目前多采用經(jīng)驗準(zhǔn)則,，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,。
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),，但對于像隔膜閥,、蝶閥等,，由于它們的結(jié)構(gòu)特點，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,，可通過改變所配閥門定位器的反饋凸輪外形來實現(xiàn)。