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浅谈变频隔膜计量泵的设计

作者:admin发布时间:2019-03-13阅读次数:次

    油田对计量泵要求:结构简单、耐用、易于维护,特别是海上平台要求无泄漏、无污染根据油田要求,针对目前计量泵使用中存在的问题,研究决定采用变频方式,通过调节电机转速改变柱塞计量泵的冲次来调节泵的流量;动力端采用固定冲程柱塞计量泵的基本结构,省去复杂的冲程调节装置;液力端采用直接驱动式膜片,使柱塞直接推动膜片工作。

    新型柱塞计量泵不再使用工作液及其补偿装置,无需对柱塞进行密封。因而,其结构简单正常工作时维护少,彻底解决了柱塞的密封问题。

    柱塞计量泵的流量为:

    Q= Asnη

    式中A:柱塞截面面积s:柱塞冲程;n:柱塞冲次;η:泵速

    由此可见,调节流量的途径有两个:一是改变冲程,二是改变冲次,变频计量泵就是利用变频器,改变电源频率,从而改变电机转速,达到调节柱塞冲次和流量的目的。

    为了彻底解决柱塞密封、防止泄漏的药剂污染环境和腐蚀机件,采用直接驱动膜片代替柱塞工作,由曲轴连杆直接驱动膜片前后移动,实现无泄漏运行,且膜片更换简单、维修工作量小。

    变频隔膜计量泵结构由变频控制器、三相异步电动机、涡轮涡杆减速机构、固定偏心距曲轴、连杆、导向柱塞、膜片、单向阀和安全阀等组成,由于采用了固定偏心距曲轴,取消了冲程调节装置,其导向柱塞冲程不变。当电机通过连轴器带动涡轮涡杆转动时,偏心轴转动。通过连杆、导向柱塞式驱动膜片前后移动。驱动膜片由基层、聚四氟乙烯保护层、夹心钢网和硬芯等组成。

    左行程时,导向柱塞带动硬芯使膜片向左凸起,泵腔容积变小,被输送液体压力升高,顶开出口单向阀排出;右行程时,导向柱塞使膜片向右凸起,泵腔容积变大,呈负压状态,被输送液体顶开进口单向阀进入泵腔内。驱动膜片在工作时,两侧的压力不同,因而计量泵的工作是依靠膜片本身力作用驱动被输送液体的。导向柱塞在带动膜片工作时,不需要填料密封,也不需要工作液补偿装置,结构简单。当需要计量泵流量时,只需调节变频控制器,改变电源频率,即可改变电机转速与导向柱塞冲次,达到调节流量的目的。

    由于采用变频调速,计量泵的曲轴连杆装置为固定偏心距的曲轴,滑动轴承支撑,故强度大、承载大、结构简单、制造容易,流量可由变频器直接用数字显示。当调节流量过小时,电机负载电流大于变频器过载保护电流,变频器自动保护,切断电源。变频器输出频率最大为400Hz,在电机温升允许的情况下,电机转速略高于额定转速,其流量可在5%-100%流量范围内调节。

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