摘要:主要闡述了隔膜泵的組成和分類，以及調(diào)節(jié)間的類型、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、作用方式、流量特性等選擇原則和方法，并對調(diào)節(jié)閻選擇的方法、原則進(jìn)行了分析。 

關(guān)鍵詞:控制閥;隔膜泵;分類;選擇;分析

      隔膜泵在過程控制中的作用是接受調(diào)節(jié)器或計(jì)算機(jī)的控制信號，改變被調(diào)介質(zhì)的流量，使被調(diào)參數(shù)維持在所要求的范圍內(nèi)，從而達(dá)到生產(chǎn)過程的自動化。如果把自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)與人工調(diào)節(jié)過程相比較，檢測單元是人的眼睛，調(diào)節(jié)控制單元是人的大腦，那么執(zhí)行單元—隔膜泵就是人的手和腳。要實(shí)現(xiàn)對工藝過程某一參數(shù)如溫度、壓力、流量、液位等的調(diào)節(jié)控制，都離不開隔膜泵。因此正確選擇隔膜泵在過程自動化中具有重要意義。

1 隔膜泵的組成與分類 

      隔膜泵又稱控制泵，是執(zhí)行器的主要類型，通過接受調(diào)節(jié)控制單元輸出的控制信號，借助動力操作去改變流體流量。隔膜泵一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門組成。如果按其所配執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用的動力，隔膜泵可以分為氣動、電動、液動三種，即以壓縮空氣為動力源的氣動隔膜泵，以電為動力源的電動隔膜泵，以液體介質(zhì)（如油等）壓力為動力的電液動隔膜泵，另外，按其功能和特性分，還有電磁閥、電子式、智能式、現(xiàn)場總線型隔膜泵等。隔膜泵的產(chǎn)品類型很多，結(jié)構(gòu)也多種多樣，而且還在不斷更新和變化。一般來說閥是通用的，既可以與氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)匹配，也可以與電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)或其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)匹配。  

2 隔膜泵類型的選擇 

      2.1隔膜泵的閥體類型選擇閥體的選擇是隔膜泵選擇中zui重要的環(huán)節(jié)。隔膜泵閥體種類很多，常用的有直通單座、直通雙座、角形、隔膜、小流量、三通、偏心旋轉(zhuǎn)、蝶形、套筒式、球形等10種。在選擇閥門之前，要對控制過程的介質(zhì)、工藝條件和參數(shù)進(jìn)行細(xì)心的分析，收集足夠的數(shù)據(jù)，了解系統(tǒng)對隔膜泵的要求，根據(jù)所收集的數(shù)據(jù)來確定所要使用的閥門類型。在具體選擇時，可從以下幾方面考慮: 

      1）閥芯形狀結(jié)構(gòu)主要根據(jù)所選擇的流量特性和不平衡力等因素考慮。 2）耐磨損性當(dāng)流體介質(zhì)是含有高濃度磨損性顆粒的懸浮液時，閥芯、閥座接合面每一次關(guān)閉都會受到嚴(yán)重摩擦。因此閥門的流路要光滑，閥的內(nèi)部材料要堅(jiān)硬。   3）耐腐蝕由于介質(zhì)具有腐蝕性，在能滿足調(diào)節(jié)功能的情況下，盡量選擇結(jié)構(gòu)簡單閥門。 4）介質(zhì)的溫度、壓力當(dāng)介質(zhì)的溫度、壓力高且變化大時，應(yīng)選用閥芯和閥座的材料受溫度、壓力變化小的閥門。   5） 防止閃蒸和空化閃蒸和空化只產(chǎn)生在液體介質(zhì)。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，閃蒸和空化不僅影響流量系數(shù)的計(jì)算，還會形成振動和噪聲，使閥門的使用壽命變短，因此在選擇閥門時應(yīng)防止閥門產(chǎn)生閃蒸和空化。 

     2.2 隔膜泵執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇 

      2.2.1 輸出力的考慮 

      執(zhí)行機(jī)構(gòu)不論是何種類型，其輸出力都是用于克服負(fù)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、重力等有關(guān)力的作用）。因此，為了使隔膜泵正常工作，配用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)要能產(chǎn)生足夠的輸出力來克服各種阻力，保證高度密封和閥門的開啟。 

      對于雙作用的氣動、液動、電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，一般都沒有復(fù)位彈簧。作用力的大小與它的運(yùn)行方向無關(guān)，因此，選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵在于弄清zui大的輸出力和電機(jī)的轉(zhuǎn)動力矩。對于單作用的氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，輸出力與閥門的開度有關(guān)，隔膜泵上的出現(xiàn)的力也將影響運(yùn)動特性，因此要求在整個隔膜泵的開度范圍建立力平衡。 

      2.2.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型的確定 

      對執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力確定后，根據(jù)工藝使用環(huán)境要求，選擇相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。對于現(xiàn)場有防爆要求時，應(yīng)選用氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，且接線盒為防爆型，不能選擇電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。如果沒有防爆要求，則氣動、電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)都可選用，但從節(jié)能方面考慮，應(yīng)盡量選用電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。對于液動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其使用不如氣動、電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)廣泛，但具有調(diào)節(jié)精度高、動作速度快和平穩(wěn)的特點(diǎn)，因此，在某些情況下，為了達(dá)到較好調(diào)節(jié)效果，必須選用液動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如發(fā)電廠透明機(jī)的速度調(diào)節(jié)、煉油廠的催化裝置反應(yīng)器的溫度調(diào)節(jié)控制等。 

3 隔膜泵的作用方式選擇 

      隔膜泵的作用方式只是在選用氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)時才有，其作用方式通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)正反作用和閥門的正反作用組合形成。組合形式有4種即正正（氣關(guān)型）、正反（氣開型）、反正（氣開型）、反反（氣關(guān)型），通過這四種組合形成的隔膜泵作用方式有氣開和氣關(guān)兩種。對于隔膜泵作用方式的選擇，主要從三方面考慮:a）工藝生產(chǎn)安全;b）介質(zhì)的特性;c）保證產(chǎn)品質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)損失zui小。 

4 隔膜泵流，特性的選擇 

      隔膜泵的流量特性是指介質(zhì)流過閥門的相對流量與位移（閥門的相對開度）間的關(guān)系，理想流量特性主要有直線、等百分比（對數(shù)）、拋物線和快開等4種，特性曲線和閥芯形狀如圖1和圖2所示。常用的理想流量特性只有直線、等百分比（對數(shù)）、快開三種。拋物線流量特性介于直線和等百分比之間，一般可用等百分比特性來代替，而快開特性主要用于二位調(diào)節(jié)及程序控制中，因此隔膜泵特性的選擇實(shí)際上是直線和等百分比流量特性的選擇。 

      隔膜泵流量特性的選擇可以通過理論計(jì)算，但所用的方法和方程都很復(fù)雜。目前多采用經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)則，具體從下幾方面考慮:①從調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)質(zhì)量分析并選擇;②從工藝配管情況考慮;③從負(fù)荷變化情況分析。 

      選擇好隔膜泵的流量特性，就可以根據(jù)其流量特性確定閥門閥芯的形狀和結(jié)構(gòu)，但對于像隔膜閥、蝶閥等，由于它們的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，不可能用改變閥芯的曲面形狀來達(dá)到所需要的流量特性，這時，可通過改變所配閥門定位器的反饋凸輪外形來實(shí)現(xiàn)。 

5 隔膜泵口徑的選擇 

      隔膜泵口徑的選擇和確定主要依據(jù)閥的流通能力即Cv。在各種工程的儀表設(shè)計(jì)和選型時，都要對隔膜泵進(jìn)行Cv計(jì)算，并提供隔膜泵設(shè)計(jì)說明書。從隔膜泵的Cv計(jì)算到閥的口徑確定，一般需經(jīng)以下步驟: 

      1）計(jì)算流量的確定。現(xiàn)有的生產(chǎn)能力、設(shè)備負(fù)荷及介質(zhì)的狀況，決定計(jì)算流量的Qmax和Qmin.  2）閥前后壓差的確定。根據(jù)已選擇的閥流量特性及系統(tǒng)特點(diǎn)選定S（阻力系數(shù)），再確定計(jì)算壓差。 3）計(jì)算Cv。根據(jù)所調(diào)節(jié)的介質(zhì)選擇合適的計(jì)算公式和圖表，求得Cmax和Cmin.  4）選用Cv。根據(jù)Cmax,在所選擇的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)系列中選取>Cmax且與其zui接近的一級C.  5）隔膜泵開度驗(yàn)算。一般要求zui大計(jì)算流量時的開度≯90%，zui小計(jì)算流量時的開度≮10%。 6）隔膜泵實(shí)際可調(diào)比的驗(yàn)算。一般要求實(shí)際可調(diào)比≮10。 7）閥座直徑和公稱直徑的確定。驗(yàn)證合適后，根據(jù)C確定。 

6 結(jié)束語 

      隔膜泵的選擇是非常細(xì)致的工作，不僅要有扎實(shí)的專業(yè)理論知識，還要有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。選擇得好不僅有利于調(diào)節(jié)控制回路PID參數(shù)的整定，使被調(diào)參數(shù)得到較好地控制效果，也使隔膜泵的使用壽命大大增長。隔膜泵的選擇要因地制宜，并非一成不變，要在實(shí)踐的過程中不斷總結(jié)和創(chuàng)新，特別隨著機(jī)電一體化技術(shù)、計(jì)算機(jī)和數(shù)字信息技術(shù)的應(yīng)用，隔膜泵的結(jié)構(gòu)功能變得更好、更全面，為選擇隔膜泵提供了極大的方便。  

      QBY氣動隔膜泵、DBY電動隔膜泵 　  

產(chǎn)品概述： 

      QBY系列氣動隔膜泵采用壓縮空氣、蒸汽、工業(yè)廢氣為動力源，對于各種腐蝕性液體，帶顆粒的液體，高粘度、易揮發(fā)、易燃、劇毒的液體，均能予以抽光吸盡，具有自吸泵、潛水泵、屏蔽泵、泥漿泵和雜質(zhì)泵等輸送機(jī)械的許多優(yōu)點(diǎn)，廣泛適用于石油、化工、電子、陶瓷、紡織等行業(yè)。 

      該系列泵安置在各種特殊場合，用來抽送各種常規(guī)泵不能抽吸的介質(zhì)，均取得了滿意的效果。   

      吸送介質(zhì)范圍：

- 隔膜泵花生醬、泡菜、土豆泥、小紅腸、果醬蘋果漿、巧克力等。
- 隔膜泵油漆、樹膠、顏料。
- 粘合劑和膠水、全部種類可用隔膜泵取。
- 各種瓦、瓷、磚器及陶器釉漿。
- 油井鉆好后，用隔膜泵沉積物及灌漿。
- 隔膜泵各種乳化劑和填料。
- 隔膜泵各種污水。
- 用泵為油輪，駁船清倉吸取倉內(nèi)污水。
- 啤酒花及發(fā)酵粉稀漿、糖漿、糖蜜。
- 隔膜泵礦井、坑道、隧道、選礦、礦渣中的積水。
- 隔膜泵水泥灌漿及灰漿，各種橡膠漿。
- 各種磨料、腐蝕劑、石油及泥漿、清洗油垢及一般容器。
- 各種劇毒、易燃、易揮發(fā)液體。
- 各種強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)腐蝕液體。