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计量泵技术知识详解以及在水处理行业中的应用剖析
发布时间:2018-9-25
计量泵技术知识详解
    计量泵是一种可以满足各种严格的工艺流程需要,流量可以在0-100%范围内无级调节,用来输送液体(特别是腐蚀性液体)一种特殊容积泵。众所周知,计量泵主要由动力驱动、流体输送和调节控制三部分组成。动力驱动装置经由机械联杆系统带动流体输送隔膜(活塞)实现往复运动,隔膜(活塞)于冲程的前半周将被输送流体吸入并于后半周将流体排出泵头。


 
1、定义
    计量泵也叫定量泵或比例泵,属于往复式容积泵,主要应用在一些要求精确输送液体或将几种液体按精确比例来输送的应用场合中,在这些应用场合通常要求计量泵可在0-100%额定流量范围内调节,并且在10-100%的调节范围内,计量泵的精度不应超过±1%。

2、计量泵的工作原理
    计量泵传动机座部件、泵头部件、电机三部份组成。传动机座部件由电机带动蜗杆旋转,通过蜗轮、下套筒,将动力传递给N形轴。N形轴与偏心块带动曲柄连杆机构和十字头,驱动柱塞作往复运动;通过N形轴和行程调节机构调节回转偏心来调节柱塞的行程,从而调节流量大小;随着柱塞在液缸内的往复运动,吸、排阀组交替地启闭,液体被不断吸入和排出液力端;泵在吸入行程中,泵头液腔体中形成负压,使吸入阀打开,液体流入缸腔;在排出行程中,柱塞的移动在液体上增加了压力,使排出阀打开将液体排出。


 
    根据过流部分可以分为柱塞式、活塞式、机械隔膜式、液压隔膜式四种类型。根据其驱动方式可以分为电机驱动式、电磁驱动式、气动式三种类型。根据其工作方式可以分为往复式、回转式、齿轮式三种类型。其他分类还有电控型、气控型、保温型、加热型、高黏度型等。


 
3、计量泵的计量精度
    计量泵的精度:是衡量计量泵计量准确性和优劣的重要参数,我们常说的计量泵的计量精度是指稳态精度。

    在实际使用中,由于机械损失和容积使用寿命等的影响,计量泵在10%以下额定流量下运行时,计量精度误差比较大。一般建议计量泵在额定流量10%以上工作,在选型时,固定在泵的额定流量的30%以上。

4、计量泵的流量调节方式及性能曲线
    流量调节:计量泵的流量可通过调节冲程频率、冲程长度、冲程频率+冲程长度、调节旁路等方式进行调节。通过调节冲程长度调节流量时,可分为手动调节、电动调节和气动调节三种。


 
5、计量泵典型安装图


 
    入口管路常见附件:Y型过滤器
    出口管路常见附件:安装安全阀和脉冲阻尼器,必要时安装背压阀。

6、品牌介绍

进口品牌:
赛高(SEKO)、米顿罗、帕斯菲达、海王星、里瓦、普罗名特......
国产品牌:爱力浦、力高、南方、newdose(新道茨)、rdose......

电磁驱动计量泵有哪些优势?

    电磁驱动计量泵只有一个运动部件——电枢轴,运动部件越少则计量泵工作越可靠。非常适合于低流量、低压力工作场合,并且在供电电压波动时有良好的补偿作用。


 
电磁隔膜计量泵的介绍:


 
    电磁隔膜计量泵是由电磁铁为驱动,为输送小流量低压力管路液体而设计的一种,以结构简单、能耗小、计量准确及调节方便而在行业内受到欢迎。设计简单实用,缺点是计量流量小(一般90L/h以下),对管路压力要求比较低。

与固定频率、改变冲程长度的计量泵相比较,固定冲程长度、改变频率的计量泵有哪些优势?

    通过校正,每一个冲程的投加量是已知的。因此总的投加量可以通过计算得出(投加量=每冲程投加量*频率)。总投加量与频率成线性关系(50%频率=50%投加量)。通过外部的脉冲或模拟量控制,投加量可以在一秒钟之内从最小调到最大,比电机驱动的冲程长度调节成本低。

计量泵如何选型

1、确定压力
    所选取计量泵的额定压力要略高于所需要的实际最高压力,一般高出10~20%;不要选择过高,压力过高会浪费能源,增加设备的投资和运行费用。

2、确定流量
    所选取的计量泵流量应等于或略大于工艺所需流量。计量泵流量的使用范围在计量泵额定流量范围的30~100%较好,此时计量泵的重复再现精度高。考虑到经济实用,建议计量泵的实际需要流量选择为计量泵额定流量的70~90%。

3、确定泵头(液力端)材质
    计量泵的具体型号规格确定后,再根据过流介质的属性选择过流部分的材质,这一步非常重要,若选择不当,将会造成介质腐蚀损坏过流部件或介质泄露污染系统等。严重时还可能造成重大事故。

4、精度级别
    在选择计量泵时,还需要考虑所需计量泵的精度级别,精度级别越高投入越大。计量泵一般工作温度在-30~100℃,特殊计量泵其工作温度范围更宽(如带保温夹套的高温液体计量泵,其输送温度可达500℃)。对于介质的粒度,要求应小于0.1mm,对于大于0.1mm的介质,可针对性地对泵的过流结构进行改变,以满足需要。对于介质的粘度,一般应在0~1000mm/s,特殊的计量泵可达6000mm2/s。

计量泵常见故障维修方法

隔膜计量泵常见故障及维修方法


 
1、驱动装置损坏

    一般是两个地方损坏:电机损坏和变速箱损坏。电机损坏原因可能是缺相、电压不足或过高或因变速箱损坏影响电机正常转动,维修方法只能更换或维修。变速箱损坏有可能是没有定期更换机油(主要原因)或者电机长时间反转造成,维修货更换。

2、膜片损坏

    由于隔膜计量泵膜片属于易损件,原因有老化、磨损、高温、高压等因素,维修方法只有更换。

3、进出口阀损坏

    由于隔膜计量泵进出口阀属于易损件,原因有老化、磨损、高温、高压、堵塞(常见原因)等因素。维修方法:如果是堵塞办法则首先拆卸下来清洗,再组装回去即可使用,如果是老化磨损影响其密封需更换。

常见故障处理


 
★ 当计量泵出口为大气压时,如何提高泵的重复计量精度?
    在计量泵排出阀安装阀弹簧可以改善重复计量精度,最有效的改善办法是在管线的末端安装一个背压阀。

★ 采用自吸方式计量过氧化氢时,系统内产生气穴。
    计量泵安装自排气泵头,采用自灌式吸液。保持吸液管线尽可能短。

★ 计量泵安装、运行之后不计量药液。
1、是否安装了排泄管并且排泄阀闭合?在计量泵引液阶段排泄阀需要打开。注意:并不是所有的计量泵都有排泄阀。
2、在计量泵的吸入端可能有气体泄漏。液力端吸入侧连接件可能缺少O型圈或吸入阀连接松动;
3、计量泵底阀可能阻塞,计量的药液不能通过;
4、计量泵的冲程长度设定不合适;
5、计量的化学药品可能在液力端结晶,致使单向阀阀球和阀座不能正常工作。

★ 如何防止冲程定位马达烧毁?
    调节冲程位置时,确保计量泵的电机始终在运转。如果计量泵电机没有运转,冲程长度调节杆要抵抗压缩弹簧的张力,这样会导致冲程定位马达过早损坏。

★ 如何正确更换计量泵的隔膜?



1、取下固定泵头的4个螺丝。螺丝位置在计量泵的背面。
2、在泵头松动之后,取下泵头之前,调节冲程长度到0%位置。可以保证电磁轴有足够的压力,保持其连接稳固,这样就可以旋下隔膜。
3、向外拉液力端使螺丝从插孔内脱离。抓住液体端逆时针旋转。稍有些阻力,可以旋下隔膜。
4、一旦隔膜被取下,检查计量泵的安全隔膜,确保其是完好的,没有任何损坏。安装新的隔膜,顺时针旋转背板和隔膜直到贴紧。调节背板,使漏液排出孔位于泵的最底端。
5、在隔膜安装完毕、并且背板漏液排出孔置于垂直位置之后,安装泵头。确保吸液阀与漏液排出孔对齐,液力端的螺丝与相应的4个孔对齐。
6、旋转到冲程长度100%位置。这样可以使整套部件旋转至背板漏液排出孔与泵的最底端对齐。在泵运行过程中调整液力端和隔膜至合适的位置。
7、当液力端连同背板位置调好之后,4个螺栓以对角方式拧紧,直到合适为止。完成这项工作时应用力均匀。

计量泵应用及安装注意事项

怎么调节背压阀?
1、永远不要超过计量泵的最大工作压力。
2、当计量泵在吸液端有压力时,泵的排出端的压力至少要比吸入端的压力高1bar。


 
如何计选择合适的脉冲阻尼器容积?
    用计量泵每一冲程的计量能力(ml)乘以26,就可以得出减小90%脉动所需要的脉冲阻尼器的最小容积(ml)。

如何设定安全阀的压力?
    安全阀的压力可以在计量泵额定工作压力范围之内调整,不允许超过计量泵的最大工作压力。安全阀设计用来防止计量泵过压运行。

    例如,如果计量泵的最大工作压力为3bar,安全阀的压力就应该设定为3bar,或者更低一些以确保计量泵的正常工作。超压工作是导致计量泵损坏的主要原因之一。


 
当运行加药系统时应注意哪些重要事项?
1、投加点压力;
2、冲程频率;
3、吸升高度;
4、海拔高度;
5、化学品的腐蚀性。

计量泵的安装及管路敷设注意事项

防止管路震动
 
    排出端流体由于惯性阻力,在泵运行开始瞬间,会对管路产生脉动撞击力。这是往复式泵的特有现象,是由于管道内液体受到突然加速而引起的。
    为了防止产生这种现象出现,要求排出端惯性阻力(Pid)<1.0kgf/cm2,当Pid达到1.0kgf/cm2时,管路就会产生震动,会对泵及其外设造成不良影响。

解决办法:
1、安装脉动阻尼器(用于消除管道内液体压力脉动或者流量脉动的压力容器);
2、增大出口端管路直径并缩短出口管路的长度。

防止过量供给
 
    过量供给是由于管路中液体的流动惯性,影响止回阀的正常工作,使止回阀失效,从而导致泵的流量过大、不稳定。每当吸入端负压不足或者管路过长,都有可能产生这种现象。因此,要求:泵的压差>惯性阻力Pi(入口端或出口端中的较大者)。

解决办法:
1、安装脉动阻尼器;
2、安装背压阀;
3、尽量缩短进出口管路的长度。

防止气蚀发生
    若装置气蚀余量(NPSHa)不足,泵可能因断流或气蚀受到损坏。所以,要求装置气蚀余量,NPSHa>必需气蚀余量(NPSHr)。

计量泵维护及隔膜更换方法介绍

    使用计量泵时,应定期检查管线与阀的连接处是否有泄漏情况产生,而阀件应每3个月清洁一次,以免造成阻塞。当计量泵长期没有运作时,使用前也应进行清洁动作。

计量泵清洁步骤:
1、先施打清水约10分钟,再空打约5分钟后,确定管内的水都排出,才开始进行拆卸动作,以降低危险。
2、关闭计量泵电源,拆下所有阀件(拆卸时,仍须小心残余的药剂及水份,避免造成伤害或溅到电源等相关设备而造成损害)。
3、以清水冲洗阀及阀内零件。
4、检查零件是否有缺损、变形、龟裂等状况,若有则进行更换。
5、依原样装回所有阀件。
6、施打清水5分钟进行测试(若有结晶情况,可使用结晶稀释剂施打约10分钟,再换成清水施打约5分钟)。


 
计量泵隔膜更换方法:
1、取下固定泵头的4个螺丝。螺丝位置在隔膜计量泵的背面;
2、在泵头松动之后,取下泵头之前,调节冲程长度到0%位置。可以保证电磁轴有足够的压力,保持其连接稳固,这样就可以旋下隔膜;
3、向外拉液力端使螺丝从插孔内脱离。抓住液体端逆时针旋转。稍有些阻力,可以旋下隔膜;
4、一旦隔膜被取下,检查计量泵的安全隔膜,确保其是完好的,没有任何损坏。安装新的隔膜,顺时针旋转背板和隔膜直到贴紧。调节背板,使漏液排出孔位于泵的最底端;
5、在隔膜计量泵安装完毕、并且背板漏液排出孔置于垂直位置之后,安装泵头。确保吸液阀与漏液排出孔对齐,液力端的螺丝与相应的4个孔对齐;
6、旋转到冲程长度100%位置。这样可以使整套部件旋转至背板漏液排出孔与泵的最底端对齐。在泵运行过程中调整液力端和隔膜至合适的位置;
7、当液力端连同背板位置调好之后,4个螺栓以对角方式拧紧,直到合适为止,完成这项工作时应用力均匀。


 
市面上常用电磁计量泵的对比分析

意大利SEKO


 
● 泵头—每种型号均使用PVDF泵头,更耐酸碱。 几乎与所有工业,污水处理和饮用水领域使用的化学品兼容。
● 球阀—陶瓷球阀的使用提高了投药的可靠性以及整个触液端的化学兼容性。
● 膜片—隔膜由纯PTFE材料制成,可与大多数化学品兼容,使用寿命超过5年。
● 投药超强稳定性,在100-240伏电压范围内泵都能稳定工作,不受电压波动影响,提高了泵的工作效率。
● 其性能完全满足不同行业的需要。在同类产品中是最具竞争优势。并且低廉的价位,完全可以在竞争激烈的国内计量泵市场中立足脚跟。

米顿罗


 
● 原装进口,质量更稳定。
● 高性能隔膜泵头 使用米顿罗公司的专利 MARS技术(自动机械补油系统), 综合了各类传统泵头的优点。
● 泵头材料及隔膜材料----保证计量泵能输送各类化学物料
    米顿罗公司可提供PP、PVC、PVDF、316不锈钢、Alloy20合金、哈氏合金及铸铁等各类材料的泵头及不锈钢及合金等多种材料隔膜(含氟复合隔膜), 满足不同工艺过程要求。
● 可适用于防爆场合应用(此条特点为E系列防爆型)
● 四功能阀集压力释放、防虹吸、背压及帮助启动于一体。 各种型号的多种控制方式----手动、电动、调频、气动、可编程。
● 米顿罗计量泵可在运行过程中以手动、电动、调频、气动、可编程等多种形式正、反向调节流量。另外,可根据用户特殊要求设计提供应用于特殊过程的产品。

帕斯菲达


 
● 全部为美国原装进口,确保了优异的品质。
● 进出口阀均为双阀球,确保了流量的准确度。
● 标配的三功能阀为独立阀体,拆除后不影响泵的正常工作。并可选5功能(背压,安全,防虹吸,排气,停泵排液)阀。
● 先进的帕斯菲达电路板,准确的速度控制,不受热源及电磁干扰,内部完全密封,具防水性。

新道茨


 
● 数字电路控制:是由数字电路来实现控制而非普通的模拟信号控制电路。
● 液晶数字面板显示:调节流量更直观,准确!所调节流量就是面板显示的流量,不需要停机标定。
● 膜片:其他品牌的计量泵的膜片是由丁晴橡胶和PTFE复合的膜片,较易坏损,而我们产品中的膜片是全改良的PTFE优质膜片,终生免换,在很大程度上延长了泵的使用寿命。
● 金属包塑散热结构使电路板寿命更长。
● 配件更廉价、快捷。

计量泵技术介绍及应用市场分析

    计量泵是一种可以满足各种严格的工艺流程需要,流量可以在0-100%范围内无级调节,用来输送液体(特别是腐蚀性液体)一种特殊容积泵。作为化学品精密投加的理想设备,如今已被广泛的应用于石化、化工、油气田、电力、造纸、制药、环保、水处理等。

一、计量泵适用市场

1、石化
    约占15%左右的市场份额,此市场国际品牌占主导地位。用户在性能、可靠性、价格及服务等方面的综合指标要求较高。

2、油气田
    约占10%左右的计量泵市场份额,中国品牌和国际品牌各占半壁江山,对计量泵的整体需求呈上升趋势。

3、化工行业
    约占10%左右的市场份额,国产品牌占主导地位。用户对设备性能、可靠性及及服务的综合要求在逐渐上升。国际品牌国内生产的设备在各方面的综合优势越来越得到用户的追求和青睐。

4、电力行业
    约占10%左右的计量泵市场份额,此市场国际品牌占主导地位。

5、环保和水处理行业
    约占45%左右的计量泵市场份额,中国品牌和国际品牌平分秋色,这是目前比重最大的计量泵市场。经济水平的提高,人们的生活水平也相应提高,人们对赖以为生的饮用水纯净度和安全性要求越来越高。同时,由于自然环境的日益恶劣,国家更是加大对环保的监管和投入,因此未来几年环保和水处理市场必将快速增长。


 
6、其他
    其他如造纸、制药等行业约占10%左右的计量泵市场份额,在未来几年也将保持一定速度的增长。

二、计量泵在水处理中的应用

1、电镀废水处理

2、医院污水处理: 医院污水类型:生活污水、含菌污水、含汞污水等......

3、CIP (Clean in place在线清洗)

(1)应用领域:制药、血液、疫苗、果汁、乳品等行业的管道在线清洗;

(2)CIP特点:清洗过程中不需要对本身管道进行拆卸即可通过CIP清洁系统向管道内添加具有高温高浓度能起到杀菌、消毒作用的药剂来把内部的管道和药筒洗干净。

4、自动洗车机

(1)常规配制:一台洗车机一般配2~4台电磁计量泵。

(2)投加药剂:发泡剂、腊水(腊水含有硅油、蜡质等微粒,乳化后更易附着在车体表面的污物,更易清洗,更易干水,且清洗后能在清洁汽车表面的同时对汽车漆面起到增添光泽,养护等作用;发泡剂泡有很好的除油去污作用,对常规的油污能轻松清除,耐酸碱)。

5、中央空调加药系统

(1)应用领域:中央空调原水投加阻垢剂

(2)常规配制:一台电磁计量泵+一套加药箱,组成一组加药系统。

6、二氧化氯发生器制备系统

    常规配制:2台电磁计量泵+1个加药箱,计量泵分别添加盐酸和次氯酸钠。


 
7、其他常见应用:

(1)纯水/饮用水制备:
    a. pH 调节(加酸、氢氧化钠、石灰等);
    b. 混凝/絮凝过程(硫酸铝, 硫酸铁, PAC);
    c. 色味处理/除铁 & 锰 (加双氧水、高锰酸钾、次氯酸钠等)
    d. 反渗透膜原水预处理添加阻垢剂,保护反渗透膜、延长膜使用寿命;
(2) 泳池水处理:杀菌消毒剂、PH控制  过滤系统加絮凝剂;
(3)工业水处理:冷却塔及锅炉循环水处理添加阻垢剂、防腐剂等;
(4)工业废水处理: 絮凝、氧化剂、消泡、PH调节;
(5)电厂水处理:锅炉炉内水处理、炉外水处理。

    以上就是对计量泵相关的介绍,大家如果有不同看法,或者更好的建议,欢迎大家在下方评论留言!大家共同学习!共同进步!