论文部分内容阅读
介绍了隔膜液压式化学计量泵的应用现状、结构和工作原理以及常见故障，针对故障提出了解决办法，并提出了减少故障的几点建议。
【关键词】
隔膜液压式，计量泵 ， 故障分析， 建议
【 abstract 】
Introduces the diaphragm hydraulic chemical metering pump, the present situation of the application of the structure and working principle and common fault, in view of the fault puts forward the solutions, and puts forward some Suggestions to reduce fault.
【 key words 】
The diaphragm hydraulic, metering pump, failure analysis, Suggestions
中图分类号：U226.8+1文献标识码：A 文章编号：
【前言】
化学计量泵被广泛应用于石化，化工，电力，水处理，制药等各类工业过程中用于定量输送各类化学添加剂。化学计量泵在长期使用过程中，由于老化、磨损、化学添加剂的腐蚀、疲劳等原因在不同阶段会出现不同程度的失效，容易造成化学计量泵的经常性维修，影响生产。因此，对化学计量泵的安全运行和维护在加药处理过程中占有重要地位。本文就对目前较先进的隔膜液压式化学计量泵的工作原理、常见故障和减少故障进行系统阐述。
【正文】
一、隔膜液压式化学计量泵的应用现状
目前在火力发电厂的水处理过程中总少不了加药过程，使用的混凝剂及助凝剂品种较多，化学计量泵等设备也不尽相同。但所加的药品都有共同的特性：高腐蚀性、加药量需准确控制。这样就要求所使用的化学计量泵适应药液的物理性质和化学性质，具有耐腐蚀性，且能实现自动控制，能够有效的根据原水水质变化控制加药量，为节能降耗、保证水质提供保障。
隔膜液压式化学计量泵是一种容积式、机械操作的往复式隔膜液压泵，该泵结合了柱塞泵的高效性和隔膜密封不泄漏的优点，采用了液力平衡原理，隔膜不承受剪切力，并设有内置安全泄压阀，大大提高了化学计量泵运行的安全性和可靠性。所以，隔膜液压式化学计量泵的投加精度高、可干运转、耐腐蚀、不泄漏、易实现自动控制、功能齐全等优点逐渐成为化学水处理药液投加的主流设备。
二、隔膜液压式化学计量泵的工作原理和结构
2.1工作原理
在预先设定的冲程长度下，柱塞在精确量值的泵体内往复运动，抽吸指定体积药液。柱塞并不抽吸各种化学物质，它只能抽吸润滑性能良好的油品。柱塞和其相关的机构被封装在偏心的箱内，此箱也被用作液压油的储存箱。隔膜将液压油与被泵抽吸的化学物质分开。隔膜的运动完全响应柱塞的位移，其本身并不工作，只起到隔离作用。因此，油的抽吸量被相等地传输至介质。柱塞的往复动作使得被抽吸的产品进入吸入止回阀。图1
在柱塞作出向前的冲程时，相同量的介质通过出口逆止阀排出。见图1。
2.2结构组成
隔膜液压化学计量泵主要由化学液端组件、柱塞组件、控制组件以及齿轮比装置组成。
2.2.1 化学液端组件
标准的化学液端组件包括液端、隔膜、进出口逆止阀，液端装置用来固定液管并容纳化学液剂，隔膜把被抽吸的化学液体和液压系统隔离开来，该装置只是泵各部件中与被抽吸的液体接触的唯一部件。因此，正确保养该部件是保证泵高效运转的关键。
2.2.2 柱塞组件
泵头柱塞组件安装在液力油贮槽（齿轮盒）一端。该组件包括泵液压系统，由泵头、泵筒体、柱塞、隔膜支承板和液力补充阀（HPV）、自动泄放阀（PTP）和液力旁路阀（HBV）组成。自动泄放阀（PTP）位于泵头的顶端，在正常的工作中自从液压系统中泄放气体。HPV阀自动维持要求的液压油量以补充任何油通过柱塞或PTP阀的损失。HBV 阀保护泵防止过压，过压时释放泵内液压系统过压压力。见图3。
2.2.3 控制组件
隔膜液压式化学计量泵通过改變泵中柱塞冲程的长度，可以增加或减少每次置换的液体的量。该机构包括一个振荡盒，一个插于该盒的滑块和一个附着于该块的连接棒。该盒座以水平轴承枢为枢轴转动，通过偏心驱动的后连接棒的运动而以因定弧度振荡。盒座内该滑块的位置可调（通过手动或自动控制方式）。当手轮被转动时，该轴承通过螺纹来举高或降低该块。当滑块被置于转动点的中心时，它就保持静止。当它被降到中心点以下时，它就产生不断增大的往复运动。通过连接棒进行转换。柱塞上取消了侧向推力，使用一个在连接棒和柱塞装置之间腔内运动的十字滑块。
2.2.4 齿轮比装置
隔膜液压式化学计量泵一般使用标准电机驱动。电机驱动一组蜗轮，把转速转化成转矩。它们相应地启动偏心轴装置，把转动转化为往复运动。通过一个驱动装置可以驱动不止一个泵。这被称为复合组合。这些泵被安装在一个共同的底座上，使用两个驱动设备中的一个。在第一个配置中，一个泵作为驱动装置，通过延伸的偏心轴承来驱动另一个泵。被驱动的泵不包含蜗轮。在第二个配置中，使用一个外部齿轮减速器来驱动所有的泵，也是通过偏心轴承来连接。此时没有一个泵包含有蜗轮。只要泵被复合组合，它们就按一定的顺序循环运作，以便对驱动装置施加一个额定的荷载。在拆卸偏心轴承连接之前，一定要留意各轴承的相关位置，以便重新安装时保持其在同一位置不变。
三、隔膜液压式化学计量泵的常见故障及维修方法
四、关于减少常见故障的几点建议
针对上述出现的各种常见故障，隔膜液压式化学计量泵在下列过程中应多作考虑，以避免和减少维修工作，延长泵的使用寿命。
4.1安装过程中
4.1.1 选择安装地点或设计滑动机件时必须考虑有足够的空间留给维护，使维修方便。
4.1.2 化学计量泵可在室内或室外工作，但在室外工作时推荐加装遮板或遮挡物。如果环境温度低于所设计的使用温度，就需要选择适宜的油品或者采取外部加热的方式，要检查实地的操作运行环境是否适宜。
4.1.3 泵必须牢固地用螺栓固定在固体和平面基础上防止可能引起连接松动的振动。泵往基础上固定时，要小心操作，以免损坏基座，影响对准。当泵的螺栓脱离，必须小心避免发生倾斜或歪离基础。
4.1.4 进行工艺连接时，安装用于保护管道和工艺设备（包括泵）的单独系统安全阀，避免超过操作压力，需要使用外部安全阀。
4.2泵启动前
4.2.1 新装或重新安装的泵在启动前都必须进行油润滑，注意：
无油时，禁止运行泵。
泵运行时不要取下主齿轮盒盖。
连接器罩取下时，不要运行泵。
泵运转时，不要把手或手指伸进齿轮盒或贮槽中。
4.2.2 建议保持定量的油品库存以备定期更换或应急使用。在通常情况下每2年更换一次油品，在环境恶劣的情况下每1年更换一次油品。
4.3 使用过程中
4.3.1 泵启用后选用最大行程排液。打开放空阀使液缸体内的空气彻底排净。
4.3.2 旋转调节手柄，对泵的排量进行标定。待调至设定排量后，应将调节手柄锁紧螺钉拧紧。
4.3.3 泵在常压状态下运行正常后再逐渐升高排出压力至额定值。
4.3.4 在输送某些易气化的液体时，应在进口管道上安装一个气液分离装置。
4.4维修过程中
在要求进行拆卸泵头液端或液端阀门的维护前，必须释放管路系统的压力。如果泵处理的是危险有害介质，将泵放置在对人安全的地方同时易于清洗和化学品的中和，穿戴适当的保护服及劳防用品。
五、结语
以上介绍了在实践中总结的关于隔膜液压式化学计量泵的工作原理和结构、常见故障的分析及减少故障的建议，对隔膜液压式化学计量泵现场使用和维护具有一定指导意义。
【参考文献】
[1] 王晓强《隔膜式计量泵的使用和维修方法》.《化工装备技术》[J]第29卷第5期2008年P61-63 .
[2] 往复泵设计编写组．往复泵设计[M]．北京：机械工业出版社，1987．
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
【关键词】
隔膜液压式，计量泵 ， 故障分析， 建议
【 abstract 】
Introduces the diaphragm hydraulic chemical metering pump, the present situation of the application of the structure and working principle and common fault, in view of the fault puts forward the solutions, and puts forward some Suggestions to reduce fault.
【 key words 】
The diaphragm hydraulic, metering pump, failure analysis, Suggestions
中图分类号：U226.8+1文献标识码：A 文章编号：
【前言】
化学计量泵被广泛应用于石化，化工，电力，水处理，制药等各类工业过程中用于定量输送各类化学添加剂。化学计量泵在长期使用过程中，由于老化、磨损、化学添加剂的腐蚀、疲劳等原因在不同阶段会出现不同程度的失效，容易造成化学计量泵的经常性维修，影响生产。因此，对化学计量泵的安全运行和维护在加药处理过程中占有重要地位。本文就对目前较先进的隔膜液压式化学计量泵的工作原理、常见故障和减少故障进行系统阐述。
【正文】
一、隔膜液压式化学计量泵的应用现状
目前在火力发电厂的水处理过程中总少不了加药过程，使用的混凝剂及助凝剂品种较多，化学计量泵等设备也不尽相同。但所加的药品都有共同的特性：高腐蚀性、加药量需准确控制。这样就要求所使用的化学计量泵适应药液的物理性质和化学性质，具有耐腐蚀性，且能实现自动控制，能够有效的根据原水水质变化控制加药量，为节能降耗、保证水质提供保障。
隔膜液压式化学计量泵是一种容积式、机械操作的往复式隔膜液压泵，该泵结合了柱塞泵的高效性和隔膜密封不泄漏的优点，采用了液力平衡原理，隔膜不承受剪切力，并设有内置安全泄压阀，大大提高了化学计量泵运行的安全性和可靠性。所以，隔膜液压式化学计量泵的投加精度高、可干运转、耐腐蚀、不泄漏、易实现自动控制、功能齐全等优点逐渐成为化学水处理药液投加的主流设备。
二、隔膜液压式化学计量泵的工作原理和结构
2.1工作原理
在预先设定的冲程长度下，柱塞在精确量值的泵体内往复运动，抽吸指定体积药液。柱塞并不抽吸各种化学物质，它只能抽吸润滑性能良好的油品。柱塞和其相关的机构被封装在偏心的箱内，此箱也被用作液压油的储存箱。隔膜将液压油与被泵抽吸的化学物质分开。隔膜的运动完全响应柱塞的位移，其本身并不工作，只起到隔离作用。因此，油的抽吸量被相等地传输至介质。柱塞的往复动作使得被抽吸的产品进入吸入止回阀。图1
在柱塞作出向前的冲程时，相同量的介质通过出口逆止阀排出。见图1。
2.2结构组成
隔膜液压化学计量泵主要由化学液端组件、柱塞组件、控制组件以及齿轮比装置组成。
2.2.1 化学液端组件
标准的化学液端组件包括液端、隔膜、进出口逆止阀，液端装置用来固定液管并容纳化学液剂，隔膜把被抽吸的化学液体和液压系统隔离开来，该装置只是泵各部件中与被抽吸的液体接触的唯一部件。因此，正确保养该部件是保证泵高效运转的关键。
2.2.2 柱塞组件
泵头柱塞组件安装在液力油贮槽（齿轮盒）一端。该组件包括泵液压系统，由泵头、泵筒体、柱塞、隔膜支承板和液力补充阀（HPV）、自动泄放阀（PTP）和液力旁路阀（HBV）组成。自动泄放阀（PTP）位于泵头的顶端，在正常的工作中自从液压系统中泄放气体。HPV阀自动维持要求的液压油量以补充任何油通过柱塞或PTP阀的损失。HBV 阀保护泵防止过压，过压时释放泵内液压系统过压压力。见图3。
2.2.3 控制组件
隔膜液压式化学计量泵通过改變泵中柱塞冲程的长度，可以增加或减少每次置换的液体的量。该机构包括一个振荡盒，一个插于该盒的滑块和一个附着于该块的连接棒。该盒座以水平轴承枢为枢轴转动，通过偏心驱动的后连接棒的运动而以因定弧度振荡。盒座内该滑块的位置可调（通过手动或自动控制方式）。当手轮被转动时，该轴承通过螺纹来举高或降低该块。当滑块被置于转动点的中心时，它就保持静止。当它被降到中心点以下时，它就产生不断增大的往复运动。通过连接棒进行转换。柱塞上取消了侧向推力，使用一个在连接棒和柱塞装置之间腔内运动的十字滑块。
2.2.4 齿轮比装置
隔膜液压式化学计量泵一般使用标准电机驱动。电机驱动一组蜗轮，把转速转化成转矩。它们相应地启动偏心轴装置，把转动转化为往复运动。通过一个驱动装置可以驱动不止一个泵。这被称为复合组合。这些泵被安装在一个共同的底座上，使用两个驱动设备中的一个。在第一个配置中，一个泵作为驱动装置，通过延伸的偏心轴承来驱动另一个泵。被驱动的泵不包含蜗轮。在第二个配置中，使用一个外部齿轮减速器来驱动所有的泵，也是通过偏心轴承来连接。此时没有一个泵包含有蜗轮。只要泵被复合组合，它们就按一定的顺序循环运作，以便对驱动装置施加一个额定的荷载。在拆卸偏心轴承连接之前，一定要留意各轴承的相关位置，以便重新安装时保持其在同一位置不变。
三、隔膜液压式化学计量泵的常见故障及维修方法
四、关于减少常见故障的几点建议
针对上述出现的各种常见故障，隔膜液压式化学计量泵在下列过程中应多作考虑，以避免和减少维修工作，延长泵的使用寿命。
4.1安装过程中
4.1.1 选择安装地点或设计滑动机件时必须考虑有足够的空间留给维护，使维修方便。
4.1.2 化学计量泵可在室内或室外工作，但在室外工作时推荐加装遮板或遮挡物。如果环境温度低于所设计的使用温度，就需要选择适宜的油品或者采取外部加热的方式，要检查实地的操作运行环境是否适宜。
4.1.3 泵必须牢固地用螺栓固定在固体和平面基础上防止可能引起连接松动的振动。泵往基础上固定时，要小心操作，以免损坏基座，影响对准。当泵的螺栓脱离，必须小心避免发生倾斜或歪离基础。
4.1.4 进行工艺连接时，安装用于保护管道和工艺设备（包括泵）的单独系统安全阀，避免超过操作压力，需要使用外部安全阀。
4.2泵启动前
4.2.1 新装或重新安装的泵在启动前都必须进行油润滑，注意：
无油时，禁止运行泵。
泵运行时不要取下主齿轮盒盖。
连接器罩取下时，不要运行泵。
泵运转时，不要把手或手指伸进齿轮盒或贮槽中。
4.2.2 建议保持定量的油品库存以备定期更换或应急使用。在通常情况下每2年更换一次油品，在环境恶劣的情况下每1年更换一次油品。
4.3 使用过程中
4.3.1 泵启用后选用最大行程排液。打开放空阀使液缸体内的空气彻底排净。
4.3.2 旋转调节手柄，对泵的排量进行标定。待调至设定排量后，应将调节手柄锁紧螺钉拧紧。
4.3.3 泵在常压状态下运行正常后再逐渐升高排出压力至额定值。
4.3.4 在输送某些易气化的液体时，应在进口管道上安装一个气液分离装置。
4.4维修过程中
在要求进行拆卸泵头液端或液端阀门的维护前，必须释放管路系统的压力。如果泵处理的是危险有害介质，将泵放置在对人安全的地方同时易于清洗和化学品的中和，穿戴适当的保护服及劳防用品。
五、结语
以上介绍了在实践中总结的关于隔膜液压式化学计量泵的工作原理和结构、常见故障的分析及减少故障的建议，对隔膜液压式化学计量泵现场使用和维护具有一定指导意义。
【参考文献】
[1] 王晓强《隔膜式计量泵的使用和维修方法》.《化工装备技术》[J]第29卷第5期2008年P61-63 .
[2] 往复泵设计编写组．往复泵设计[M]．北京：机械工业出版社，1987．
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。