基础讲座|精密泵技术 1-2. 膜片泵 经常发生的故障

与螺旋泵的区别

“使用控制阀进行pH控制,将注药泵从螺旋泵改为膜片泵后,膜片泵、配管破损了”

这一故障是表示螺旋泵与膜片泵的特性区别的最好例子。
那么,让我们来看一看区别。

螺旋泵的情形

分析对pH14的废水进行中和(pH7)控制的情形。

  1. 如果从pH计发出表示pH14的信号20mA,控制阀全开,螺旋泵的流量变成最大。
  2. 如果pH值降低,pH计发出的信号电流也逐渐减小,相应地控制阀的开度变窄。结果使压力损失增大,因此输送液从螺旋泵的套管与叶片之间的间隙倒流,吐出量减小。
  3. 如果pH变成7,信号将变成4mA,控制阀完全关闭。如此一来,吐出量与倒流量相等,结果使流量变成零。
    因此,即使泵动作,压力也不会升到泵的扬程以上,泵部、配管几乎不会破损(破裂)。(水锤等引起的破损是另外的问题)

在相同管路上将螺旋泵改成膜片泵时

(假设没有设置溢流阀)

  1. 如果从pH计发出表示pH14的信号20mA,控制阀全开。
    因此,对膜片泵几乎没有影响。(只有阀门的压力损失)
  2. 如果pH值降低,pH计发出的信号电流也逐渐减小,相应地控制阀的开度变窄。

到此为止是与螺旋泵的情形相同的方面……
下面是重大区别。请大家回忆逆止阀的功能。

“一旦进入缸(泵头)内的液体在逆止阀的运动下被强行从吐出侧排出”

因此,无论试图以多大的力压住阀球,缸内的压力也会增大,直到某处损坏。
也就是说,尽管控制阀的开度变窄,依然会从膜片泵吐出恒量的液体。此时发生非常大的压力,对泵、配管等带来重大影响。
因此,如果试图用控制阀控制膜片泵的吐出量,可以说是大错特错。
膜片泵的吐出量不能通过控制阀改变。

综上所述,通过控制阀时,结果使压力损失增大。
另外,膜片泵的吐出波形通常呈现(图3)所示的正弦曲线。这意味着吐出速度(流速:瞬间流量)不是恒定的,而是周期性地变快或变慢。

用数字来表示,流速最快时是平均流速的π倍(约3.14倍)。
大致说来,控制阀(喷嘴部)的压力损失与开口部的直径的二次方成反比地增大。例如,如果管径变成原来的一半,压力损失将是原来的4倍。
由此,如果试图用控制阀控制膜片泵的吐出量,压力有显著增大的可能性,可以说非常危险。

控制膜片泵的吐出量的方法

为了不使用控制阀控制吐出量,应该怎么做呢?

答案:
“拆掉控制阀,改为控制膜片泵的转速(冲程个数)的方法”

此方法不改变膜片泵的1个冲程的量,而改变冲程的快慢,结果使总量(例如1分钟的量)增减。
因此,来自pH计的信号被送到以下的控制部。

  1. 变频器转速控制方式
  2. 可控硅转速控制方式
  3. 无级变速机转速控制方式

等等,采用哪种方式因液质、控制目的、预算等而变。
例如,如(图4)所示。

如果在某个现场将螺旋泵改成了膜片泵,请充分留意前面讲述的内容进行处置。
另外,在膜片泵的膜片损坏或者吐出侧的配管破裂的现场,修理时也需要确认配管中是否设置了控制阀。

膜片泵的扬程与膜片泵的最高允许压力

与之相对,膜片泵的最高允许压力0.3MPa是指压力达到0.3MPa以上泵有损坏的可能性,绝非泵的吐出口有0.3MPa的压力。
施加在膜片泵上的压力遵照吐出侧的压力(包括配管阻力)。
也就是说,如果吐出侧压力为0.01MPa,则施加在泵上的压力为0.01MPa;如果吐出侧压力为10MPa,则施加在泵上的压力为10MPa。
按照惯例,可能将膜片泵的最高允许压力称作扬程,但是这与螺旋泵的扬程的含义不同,请理解。

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