弗爾德 工業(yè)軟管泵中脈動的影響、計算和解決方法
來源：Verder 閱讀：5229 更新時間：2010-11-12 11:45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)現由于脈動而對軟管泵在輸送過程中產生的一系列的問題。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生的原因，計算以及切實有效的解決方法。
脈動產生的原因
在于討論脈動產生之前，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生回吸和排擠的現象叫做脈動。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。
如何降低脈動
為了保證軟管泵能夠連續(xù)的輸出介質，降低脈動就軟管的影響，延長其使用壽命，我們在安裝軟管泵時必須考慮脈動的問題。 以下簡單介紹一下如何降低脈動的有效措施。
一，加大泵進出口管路的內徑。保證充分的介質能夠吸入和順利的被排出泵腔，降低脈動損失。通常進出口管路的直徑應是軟管內徑的1.5倍。
二，在泵的進出口處分別安裝一定長度的彈性軟管，建議請勿使用具有鋼絲包裹和加強的軟管。幾乎將近一米長的軟管可降低1bar的脈動。
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通常，在食品生產企業(yè)因考慮彈性軟管沒有死角，便于清洗和消毒，使用彈性軟管來降低脈動對管路的影響，延長軟管壽命。
三，安裝脈動緩沖器，自認為該方法效果也是最為明顯。通常，對于長距離輸送時且介質比重比較大時，必須安裝脈動緩沖器，比如污泥的輸送。
當我們安裝了脈動緩沖器后需要引入新的名詞—凈脈動損失。凈脈動損失就是安裝脈動緩沖器后而對泵的進出口產生的實際脈動影響的大小。因考慮到脈動緩沖器的作用，凈脈動損失即為計算脈動損失乘以緩沖器的緩沖效率。
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我們通過測試后做出安裝前后比較，請見下圖。
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脈動緩沖器安裝場合
一，管路受外界撞擊嚴重，嚴重的撞擊使得系統(tǒng)管路容易松動，從而導致滲漏現象。從上圖中可以看出安裝脈動阻尼器，可以消除近90％的脈動。
二，在工藝生產過程中有明確要求不能有脈動。比如在噴涂設備中要求液料能夠均勻的被輸送出去。
三，流量較低，流量損失因為在吸入端產生過高的沖動力。
四，軟管壽命短和泵的使用性能低。軟管破裂處靠近軟管泵的出口端，即為凸塊離開軟管瞬間的位置。安裝脈動阻尼器可延長軟管壽命和提高泵的使用性能。
五，需要保護管路中的閥門，接頭，流量計以及其他儀表免受沖擊、振動、熱膨脹以及水錘的破壞。
六，確保在線測量儀表的準確性、重復精度以及使用壽命。
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脈動阻尼器安裝注意要點
（1）脈沖阻尼器應該盡可能的垂直安裝在靠近泵出口的位置，建議離泵口有效距離為50cm處；
（2）脈動阻尼器中的需要充有一定壓力的壓縮空氣，壓縮空氣壓力為50％～60％泵的出口壓力；
（3）泵出口盡量不要先接彎頭然后在安裝脈動阻尼起；
（4）建議脈動緩沖器上安裝壓力表，隨時檢測脈動緩沖器的工作狀況。
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