泵的知识

隔膜泵摘要:

主（zhǔ）要（yào）阐述了隔膜泵的组成和分类，以及（jí）调（diào）节间的类型（xíng）、执行机构、作用方式、流量特性等选择（zé）原则和方法（fǎ），并（bìng）对调节阎选择的方法、原则进（jìn）行了分析。隔膜泵（bèng）在过程控制中的作用是（shì）接受调节器或（huò）计算机（jī）的控制信号，改变被调（diào）介质的流量，使（shǐ）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（dòng）化。如果把自动调节系统（tǒng）与人工调节过程相比较，检测单元是（shì）人的（de）眼（yǎn）睛，调节控制单元是人的大脑，那么执行单元—隔膜泵就是人的手和脚。要实现（xiàn）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（xuǎn）择隔膜泵（bèng）在过程自动化中具（jù）有重要意义。

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隔膜泵（bèng）的组成与分类

隔膜泵又称控制泵（bèng），是执（zhí）行器的主要类（lèi）型，通（tōng）过接受调节（jiē）控制单元输出的控制（zhì）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（yè）动三种，即以（yǐ）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（děng）)压力为动力的电液动隔膜泵，另外，按其功能和特性（xìng）分，还有电磁阀、电子式（shì）、智能式、现场总线型隔（gé）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（shì）通用的（de），既可以与气动（dòng）执行机构匹配，也可以与电动执行机构或（huò）其他执行机构匹配（pèi）。

隔膜泵类型的选择

1、隔膜泵的阀体类（lèi）型选择阀体的选择是隔膜泵选择中重要的环（huán）节。隔膜泵阀体种类很多，常用的有（yǒu）直通单（dān）座、直通双座、角形、隔膜、小流量、三通、偏心旋转、蝶形、套（tào）筒式、球形等（děng）10种。在选择阀门之前，要对控制过程的介质、工艺条（tiáo）件和参（cān）数进行细心的分析，收集足够的数据，了解（jiě）系统对隔膜泵的要求，根据所收集的数据（jù）来确定所要使用的阀门类型。在具体选择时，可从以下（xià）几方面考虑:

(1)阀芯（xīn）形状结（jié）构（gòu）主（zhǔ）要根据（jù）所选择的流量特（tè）性和（hé）不（bú）平衡力等因素考虑。
(2)耐磨损性当流体介质是含（hán）有高浓（nóng）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（dào）严重摩擦。因此阀门的流路要光滑，阀的内部（bù）材料要坚硬（yìng）。
(3)耐腐蚀由于介质具有腐蚀性，在能满足调节功能的（de）情况（kuàng）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（dà）时，应选用阀芯和阀座（zuò）的材料（liào）受温度、压力变化小的阀（fá）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（shǎn）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（yòng）寿命变短，因（yīn）此在选择阀门时应（yīng）防止阀门产生闪蒸和空化。

2、隔（gé）膜泵执行机（jī）构的（de）选择

(1)输出力的考虑
执行（háng）机（jī）构不论（lùn）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（yīn）此，为了使隔膜泵正常工作，配用的执行机构要能（néng）产生足够的输（shū）出力来克服各种阻（zǔ）力，保证高度密封和阀门的开启（qǐ）。
对于双作用的气动、液动、电动执（zhí）行机构，一般都没有（yǒu）复位弹（dàn）簧。作用力的大小与它的运行方向无关，因（yīn）此，选择执行机构的关键在（zài）于弄清（qīng）大的输出力和电机的转动力矩。对（duì）于单作用的气动执行机构，输出力（lì）与阀门的开度有关，隔膜泵上的（de）出现的力（lì）也将（jiāng）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（duì）执行（háng）机构输出力确定后，根据工艺使用环（huán）境要求，选择相应的执行机构。对于现场有防爆要求时（shí），应选用气动执行机构，且接线盒为防（fáng）爆型，不（bú）能选择电动（dòng）执行机（jī）构。如果没（méi）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（dòng）执行机构广泛，但具（jù）有调节精度高、动作速度快（kuài）和平（píng）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（yòng）液动执行机构，如发电厂透（tòu）明机的速度调节、炼油厂的催化装（zhuāng）置反应器的温度调节控制等。

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隔膜（mó）泵的作用方式（shì）选择

隔膜泵的（de）作用方式只是在选用气动（dòng）执行机构时才有，其作（zuò）用方式通过执行机构正反作用（yòng）和阀门的正反作用组合形成。组（zǔ）合形式有4种即正正(气关型)、正反(气开型)、反正（zhèng）(气开型)、反（fǎn）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（hé）气关两种。对于隔膜（mó）泵作用方式的选择，主（zhǔ）要从（cóng）三（sān）方（fāng）面考（kǎo）虑:a)工艺生产（chǎn）安全（quán）;b)介质的特性;c)保（bǎo）证产品质量（liàng），经济损失小。

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（xiàng）对流量与位移(阀门（mén）的（de）相对（duì）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（liàng）特性只有直线、等百分比(对数)、快开三种。抛物线（xiàn）流量特性（xìng）介于直线（xiàn）和等百（bǎi）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（xù）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（bèng）流（liú）量特性（xìng）的选择（zé）可（kě）以通（tōng）过理论计算，但所（suǒ）用的方法和方程都很复杂。目前多采（cǎi）用经验准则（zé），具体从下几方面考虑:①从（cóng）调节（jiē）系统的调节质量分析并选（xuǎn）择;②从工艺配管（guǎn）情况（kuàng）考虑;③从负荷变化（huà）情（qíng）况分析。选择好隔膜泵的流量特性，就（jiù）可以根据其流量特性确定阀门阀芯的形状（zhuàng）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（néng）用改变阀芯的（de）曲面形（xíng）状来达到所（suǒ）需要的（de）流量（liàng）特性（xìng），这（zhè）时，可通过（guò）改变所配阀门定位器的反馈凸轮外形来（lái）实（shí）现。

隔膜泵口径的选择

隔（gé）膜泵（bèng）口径的选择和确定主要依据阀的流通能力即Cv。在各（gè）种工程的仪表设计和选型（xíng）时，都要对隔膜泵进行Cv计算，并提供隔膜泵设计说（shuō）明书。从隔膜泵的Cv计算到阀的口径确定，一（yī）般需经以下步骤（zhòu）:

1、计算流（liú）量（liàng）的确定（dìng）。现有的生产能力、设（shè）备负荷及介质的状况，决定计（jì）算流（liú）量的（de）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（diǎn）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（tú）表，求得Cmax和Cmin.
4、选用（yòng）Cv。根据Cmax,在所选择的产品标准系列中选取>Cmax且与其接近的一级（jí）C.
5、隔膜泵开度验算。一般要求大（dà）计算流量时的开度≯90%，小计算流量时的开度≮10%。
6、隔膜泵（bèng）实际可调比（bǐ）的验算。一般要求实际可调比≮10。

7、阀座（zuò）直径和公称直（zhí）径的确定。验证合适后，根据C确（què）定。

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隔膜泵的选择是非常细致（zhì）的工作，不仅要有扎实的专业理论知识，还要有丰富（fù）实践经验。选择得好不仅有（yǒu）利于调节控制回路（lù）PID参数的整（zhěng）定，使被调参数得（dé）到较好地（dì）控制效果，也使隔膜泵的使用（yòng）寿（shòu）命大大增长。隔（gé）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（suí）着机电一体化技术、计算机和数字（zì）信息（xī）技术（shù）的应用，隔（gé）膜泵的结构功能（néng）变得更好、更全面，为选择隔膜泵提供了极（jí）大的（de）方（fāng）便。