泵的（de）知识

主要阐述了隔膜泵的组成和分类，以及调（diào）节间的类型、执行机构、作用方式、流量特性等选择原则和方法，并对调节阎选择的方法、原则进行了分析。隔膜泵在过程（chéng）控制中的作用是接受调节器（qì）或（huò）计算机的控制信号，改变被调介质的流量（liàng），使被调参（cān）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（jiē）系统与人工调节过（guò）程相比较，检测单元是人的眼睛，调节控制单（dān）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（mó）泵。因此正确选择隔膜泵在过程自动化中具有重要意义。

隔膜泵的组成与分类

隔膜泵又称控制泵，是执（zhí）行器的（de）主要类型，通过接受调节控制单（dān）元（yuán）输出的控制信号，借助动力操作去改变流体流量。隔（gé）膜泵一般由（yóu）执行机（jī）构和阀门组成。如果按其所配（pèi）执行机构使用的动力，隔（gé）膜泵（bèng）可以分为气动、电动（dòng）、液动三种，即以压缩空气为动（dòng）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（dòng）力的电液（yè）动隔膜泵，另外，按其功能和特性分，还有电磁阀、电子（zǐ）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（hái）在不断更新和变化。一般来说阀是通用的，既可以（yǐ）与（yǔ）气动执行机构匹配，也可以与电动执行机构（gòu）或其他执行机构（gòu）匹配。

隔膜泵类型的（de）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重要（yào）的环节。隔膜泵（bèng）阀体种类很多，常用的有（yǒu）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（yì）条（tiáo）件和参数进行细心的分析，收集足（zú）够的数据，了解系统对隔膜（mó）泵的要求，根据所收集的数据来确定所（suǒ）要使用（yòng）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（zé）的流量特性和不（bú）平衡力（lì）等因素（sù）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（zuò）接（jiē）合面每一次关（guān）闭都（dōu）会受到严重摩擦。因此（cǐ）阀门（mén）的流路要光滑，阀的内部（bù）材料要坚硬。

(3)耐腐蚀（shí）由于介质具有腐蚀性，在能满足调节（jiē）功能的情况下，尽量选择结构简单阀门（mén）。

(4)介质的温度、压力（lì）当（dāng）介质的温度、压力高且变化大时，应（yīng）选用阀芯和阀座的材料受（shòu）温度、压力变化小的阀门。

(5) 防止闪蒸和空化闪蒸和空（kōng）化只产生（shēng）在液体介质。在实际生产过程中，闪蒸和空化不仅影响流（liú）量（liàng）系数的（de）计算，还会形成振动和（hé）噪声，使阀（fá）门的使用寿命变短，因此在选择阀门时应防止（zhǐ）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（shū）出力的考（kǎo）虑

执行机构不（bú）论是何种（zhǒng）类型，其输出力都是用于克服（fú）负荷的有效力(主要是指（zhǐ）不平衡力（lì）和不平衡力矩加（jiā）上（shàng）摩擦力、密封力、重力（lì）等有关力的作用)。因此，为了使隔膜泵正常工作，配（pèi）用的执行机构（gòu）要能（néng）产生足够的输出力来克服各种阻力，保（bǎo）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（de）大小与（yǔ）它的运行方向无（wú）关，因此，选（xuǎn）择执行机构（gòu）的关键在于弄清（qīng）大（dà）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（guān），隔膜泵上的出现的力也（yě）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（zhí）行机构类型的确定
对执行机构（gòu）输出力（lì）确定后，根据工艺使用环境要求，选择（zé）相应的执行机构。对于现场有防爆要求时，应选用（yòng）气动执行机构，且接线盒为防爆（bào）型，不能选择电动执行机构（gòu）。如果没有防爆（bào）要求（qiú），则气动、电动执行机构都可选用，但从节能方面考（kǎo）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（zhí）行机构广泛，但具有调节精度高、动作速度（dù）快和平（píng）稳（wěn）的特点，因此，在某些情况（kuàng）下，为了达到（dào）较好调节效果，必（bì）须选用液动执行机构，如（rú）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（kòng）制等。

3、隔膜（mó）泵的作用方（fāng）式选择（zé）

隔膜泵的作用方式只（zhī）是在选用气动执（zhí）行机构时才有，其作用方式通（tōng）过执行机构正反作用和（hé）阀门的正反作用组合形成。组合形式有4种即正正(气关（guān）型)、正反(气（qì）开型)、反正(气开（kāi）型)、反反(气关型（xíng）)，通过这四种组合形成的隔膜泵作用（yòng）方式有气（qì）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，经济损失小。

4、隔膜泵流，特性的（de）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（wèi）移(阀门的相对开度)间（jiān）的关系，理想流（liú）量特性主（zhǔ）要有直线、等百分比(对数（shù）)、抛（pāo）物线和快（kuài）开等4种，特性曲线（xiàn）和阀芯形状如图（tú）1和图2所示。常用的理想流量特性只有直线（xiàn）、等百分比(对数)、快开三种。抛物线流量特性（xìng）介于直线和（hé）等（děng）百分比之间（jiān），一般可（kě）用等百分比特性来代替，而快开特（tè）性主要（yào）用于二（èr）位调节及程序控制中（zhōng），因此隔膜泵特性的选择实际上是（shì）直线和（hé）等（děng）百分比流量特性的选择（zé）。

隔膜泵流量特性的（de）选择可以通过（guò）理论计算，但所用（yòng）的方（fāng）法和方程都很复杂。目前多采用经验准则，具（jù）体从下几方面（miàn）考虑:①从调节系统（tǒng）的调节质量分（fèn）析（xī）并选择;②从工艺配管情况考虑;③从（cóng）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（liú）量特性确定阀门阀芯的形状和结（jié）构，但（dàn）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（fá）芯的曲面形状来（lái）达到所需（xū）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（yào）依据阀的流通能力即Cv。在各种工程的仪表（biǎo）设计和选型时，都要对隔膜泵进行Cv计（jì）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（jìng）确定（dìng），一（yī）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（jù）已选择的阀流量特性及系（xì）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（zé）合适的计算公式（shì）和图表，求得Cmax和Cmin.
4)选用Cv。根据Cmax,在所选择的（de）产品标准系列（liè）中选取>Cmax且与其接近（jìn）的一级C.
5)隔膜（mó）泵开度验算。一般要求大计算流（liú）量时的开度≯90%，小计算流量时的（de）开度≮10%。
6)隔膜泵实际可调比的验算。一般（bān）要求（qiú）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（dìng）。

综上所述隔膜泵的（de）选择是非常细致的（de）工作，不仅要有扎实的专业理论（lùn）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（huí）路PID参数的（de）整定（dìng），使被（bèi）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（bú）变（biàn），要在实践的过（guò）程中不断总结和创新，特别随着机电一体化技术、计（jì）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。