隔膜泵的泵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。隔膜泵的泵体选择及相关因素
(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。隔膜泵的泵体选择及相关因素.
气动隔膜泵的设计
气动隔膜泵是气动隔膜泵中隔开输送介质和润滑介质,实现无泄漏输送介质的关键零件,其设计不同于片状隔膜,我们从结构上保证其承受低压状态,通过预定伸长量使之工作状态下附加变形极小,设计中遵循以下原则: 1)气动隔膜泵内外表面均无相对滑动摩擦; 2)控制隔膜内外表面压差在0.1MPa以内; 3)采用浮动承压环形成浮动支承; 4)提高隔膜抗拉和抗疲劳性能; 5)合理选择隔膜硬度; 6)保证隔膜装拆方便; 7)给定隔膜预伸长值△L。
若气动隔膜泵工作变形段尺寸为L,而安装尺寸为L,那么环形隔膜设计长度值则为: L=△L+L\' 其中△L=e/sin(arctge/L)-L 通常△L=0.5-2.Omm,考虑气动隔膜泵虽承压较低,但接触腐蚀性介质且工作中循环挠动加上结构尺寸要求严格,我们和有关制造厂和科研院校研制了丁腊橡胶、聚氨醋橡胶和夭然橡胶等多种隔膜,经对比试验,聚氨醋隔膜物化性能和疲劳性能较优。
刚性支承环设计 气动隔膜泵中刚性支承环有别于普通转子泵和往复式隔膜泵。
它的设置不仅使轴向和径向密封容易形成,而且可以保护隔膜,保证泵具有较高排出压力和良好的自吸性能。
刚性支承环上任意质点的运动为垂直轴线截面内的往复运动和回转运动合成的平面运动即平面蠕动。刚性支承环的设计应考虑采用轻质材料或中空结构,以减轻重量,减小惯性力。 其工作状态下外表面承受不平衡液压力作用,使传动轴上承受径向力F,当径向密封点在远离组合隔离机构最低点时有下式:式中△P-压差,MPa B-刚性支承环宽度,cm r-刚性支承环半径,cm 由上式可知,刚性支承环承受较大的径向力,因此在设计中不仅应保证其足够的刚度和强度,同时还应考虑传动轴可能产生挠度,通过结构设计确保泵径向间隙在设计范围内。 气动隔膜泵性能特点 。
1、性能特点 气动隔膜泵以独特的结构、优化的设计、参数的合理匹配及高质量的隔膜而具备优良的性能,主要在如下: 1)无泄漏。
由于泵中环形隔膜将输送介质与润滑介质隔开,输送介质无法外泄。
2)自吸性能强。因是回转式容积泵,故具有较好的自吸能力,可油、气、水混合输送,泵无需灌引,直接启动。
3)适应范围广。
可输送一般液体亦可输送粘稠性介质,应用参数范围大。 4)效率高。传动结构紧凑简单,和同参数叶片泵相比,效率高5%以上,且高效区宽广。
该产品易于系列化、通用化;同一机座产品可更换过流部件、调整泵速和间隙来适应不同工况和介质。目前环形隔膜泵已形成Q=1~50m3/h,P1.OMPa的系列产品,可广泛用于输送强腐蚀性、易燃爆、剧毒和放射性的以及高纯度或高粘度的介质等。此外,依不同用户要求可采用调速传动方式,还可配用隔膜报警自动执行器。 。
2、产品实刚性能 据"军工舰船用气动隔膜泵的研制"课题鉴定要求,两种产品经500h型式试验后,经检测其性能见表1。 由此可见,产品实测性能均达到机械部课题攻关指标,具有良好的自吸性能及气液混输、高效率等特性。
此外,我们用HM-2.0/0.4型环形隔膜泵进行了对比试验,其输送不同介质和不同压差下的性能见表2。 然,粘度和压差不同时,相同的密封间隙下,所产生的内泄漏量不同,使得容积系数不同。
高温工况下阀门材料如何选择
高温工况主要包括亚高温、高温Ⅰ级、高温Ⅱ级、高温Ⅲ级、高温Ⅳ级、高温Ⅴ级,水泵下面分别做介绍。
1、 亚高温 亚高温是指阀门的工作温度在325~425℃区域。
如果介质是水和蒸汽时,主要用WCB、WCC、A105、WC6和WC9。如果介质是含硫油品时,主要用具有抗硫化物腐蚀的C5、CF8、CF3、CF8M和CF3M等。它们多用在炼油厂的常减压装置和延迟焦化装置上,此时CF8、CF8M、CF3及CF3M材质的阀门不是用于抗酸溶液腐蚀,而是用于含硫油品及油气管路上。
在此工况中,CF8、CF8M、CF3和CF3M的最高工作温度上限为450℃。
2、 高温Ⅰ级 阀门的工作温度为425~550℃时为高温Ⅰ级(简称PI级)。PI级阀门的主体材料为ASTMA351标准中的CF8为基形的“高温Ⅰ级中碳铬镍稀土钛优质耐热钢”。因PI级是特定的称呼,在这里包含了高温不锈钢(P)的概念。
因此,如果工作介质为水或蒸汽时,虽然也可用高温钢WC6(t≤540℃)或WC9(t≤570℃),在含硫油品时虽然也可用高温钢C5(ZG1Cr5Mo),但在这里不能称它们为PI级。
3、 高温Ⅱ级 阀门的工作温度为550~650℃,定为高温Ⅱ级(简称为PⅡ级)。PⅡ级高温阀门主要用于炼油厂的重油催化裂化装置,它包含用在三旋喷嘴等部位的高温衬里耐磨闸阀。PⅡ级阀门的主体材料为ASTMA351标准中的CF8为基形的“高温Ⅱ级中碳铬镍稀土钛钽强化型耐热钢”。
4、 高温Ⅲ级 阀门的工作温度为650~730℃,定为高温Ⅲ级(简称为PⅢ级)。PⅢ级高温阀门主要是用在炼油厂的大型重油催化裂化装置上。PⅢ级高温阀门主体材料为ASTMA351标准中的CF8M为基形的“高温Ⅲ级中碳铬镍钼稀土钛钽强化型耐热钢”。
5、 高温Ⅳ级 阀门的工作温度为730~816℃,定为高温Ⅳ级(简称为PⅣ级)。将PⅣ级阀门的工作温度上限定为816℃是因为阀门设计选用的标准ASMEB16134压力-温度等级中提供的最高温度为816℃(1500υ)。
另外,工作温度超过816℃以后,钢就接近进入了锻造温度区域,此时金属处于塑性变形区间,金属的可塑性好,难以承受高的工作压力和冲击力而保持不变形。PⅣ级阀门的主体材料为ASTMA351标准中的CF8M为基形“高温Ⅳ级中碳铬镍钼稀土钛钽强化型耐热钢”。CK-20及ASTMA182标准中F310(其中C含量≥01050%)及F310H等耐热不锈钢。
6、 高温Ⅴ级 阀门的工作温度>816℃以上,简称为PⅤ级,PⅤ级高温阀门(作切断用阀门,而非调节型蝶阀类的阀门)必须采用特殊的设计手段,如衬隔热衬里或通水或气冷却等,方能保证阀门的正常工作。所以,对PⅤ级高温阀门的工作温度上限不作规定,这是因为控制阀门的工作温度不是仅靠材料,而是用特殊的设计手段来解决的,而设计手段的基本原理是一样的。
PⅤ级高温阀门可根据其工作介质和工作压力及采用的特殊设计方法等,选用合理的、能满足该阀门的材料。在PⅤ级高温阀门中,通常烟道插板阀或蝶阀的插板或蝶板常选用ASTMA297标准中的HK-30,HK-40高温合金,它们能在1150℃以下抗氧化和还原性气体中耐蚀,但不能承受冲击和高压载荷。