隨著工業(yè)軟管泵越來越被普及應用,客戶從當初的陌生到了解,最后到熟悉,它的出現(xiàn)解決了許多客戶關于高難度流體輸送的問題。但是與此同時,人們也會發(fā)現(xiàn)由于脈動而對軟管泵在輸送過程中產(chǎn)生的一系列的問題。比如,不能連續(xù)的輸送介質,無法計量,對管路的影響,噪音等等。以下我們著重討論一下脈動產(chǎn)生的原因,計算以及切實有效的解決方法。
脈動產(chǎn)生的原因
在于討論脈動產(chǎn)生之前,我們首先了解軟管泵的結構。如下圖所示:
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工業(yè)軟管泵主要是由以下四個部件組成:泵殼,轉盤,凸塊,軟管組成。
軟管被盤旋在泵腔內(nèi)部,轉盤與電機相連,隨著電機的旋動,轉盤上的凸塊會旋轉并擠壓軟管從而將介質從進口輸送到泵的出口處。
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凸塊擠壓著軟管占用軟管一部分體積,當它在泵的出口處脫離軟管時,軟管恢復原型,會產(chǎn)生真空,需要物質補充這部分空間,因此會將出口管路中的介質回吸到軟管中。而在泵的進口處,由于自吸力的作用介質不斷的吸入到泵腔中,當下一個凸塊擠壓軟管時,位于被擠壓軟管中的的介質會被壓回到進口管路中。這種每轉一圈都會產(chǎn)生回吸和排擠的現(xiàn)象叫做脈動。如上圖所示。因此在使用軟管泵輸送介質時是不連續(xù)的。
脈動的影響
脈動對軟管泵的影響很大,具體表現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)軟管泵出口的脈動較大,瞬間對軟管的沖擊較高,極大的影響了軟管的壽命。
(2)脈動不僅對軟管泵的效率有極大的影響,同時也增大了泵的工作噪音。
(3)脈動的影響同時也會產(chǎn)生流量的降低。
脈動的計算
軟管泵的出口壓力Pd 與管路中設備的壓降Pe,靜壓Ps ,摩擦損失Pf 和脈動損失Pi有關,其公式為:
Pd= Pe + Ps + √(Pf2 + Pi2)
其中,公式中脈動損失Pi 就是我們所說的因脈動而產(chǎn)生對流體介質的阻力。而對于Verderflex軟管泵來說,為保證足夠的介質流入泵入口處,必須同時滿足如下條件:
(1)泵進口端脈動損失必須小于40kpa
(2)泵出口端最大脈動損失不能超過750 - 1200 kPa,這個值主要取決于泵的大小。
(3)進口壓力必須小于20kpa
而脈動損失是由實際管長度、流量、轉速、液體比重和管內(nèi)徑相關
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Pi = 脈動損失Impulse loss [kPa]
La = 實際管長Actual line length [m]
F = 流量Flow [l/hr]
n = 轉速Pump speed [rpm]
s.g.= 比重Specific gravity
D = 管內(nèi)徑Diameter of suction or discharge line [mm]
比如一臺VF50泵,進口管路長度為4米,管路尺寸為DN25,輸送介質比重SG 0.9 ,設計流量為3500 l/h,泵的運轉速度為21.8rpm。
根據(jù)上列公式可得出:
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計算出進口管路損失為70.3kpa, 而對于Verderflex軟管泵進口端脈動損失應 40kpa。根據(jù)公式,為達到設計流量可通過如下幾種方法來降低進口脈動損失:
(1)減少進口管路長度
(2)降低泵的運轉速度
(3)增大進口管路直徑
下圖中顯示管路直徑與脈動損失的變化關系:
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顯然,我們必須增大進口管路的直徑至35mm,保證進口脈動損失小于40kpa時,流量才能夠達到所希望的3500 l/h。
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