許小丹

摘要：隨著人類社會(huì)的發(fā)展以及工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，石油、天然氣等稀缺資源過度開采造成資源短缺，因此需要改進(jìn)技術(shù)提高開采資源的效率。而計(jì)量泵作為一種計(jì)量儀器，在石油、煤炭、化工等領(lǐng)域都有著廣泛的使用，市面上出現(xiàn)的計(jì)量泵由于壓力和流量控制精度低、穩(wěn)定性差不能滿足高效率開采的需要。

關(guān)鍵詞：水處理;計(jì)量泵;日常故障;檢修

前言

計(jì)量泵的特點(diǎn)在于它能夠精確地調(diào)節(jié)、計(jì)量流經(jīng)計(jì)量泵的各種流體，在精細(xì)化生產(chǎn)工藝中得到廣泛的應(yīng)用，是石油加工、精細(xì)化工、污水凈化、食品加工、醫(yī)藥生產(chǎn)、能源加工、有機(jī)化工、高分子合成等眾多技術(shù)領(lǐng)域中的核心設(shè)備。在這些工藝生產(chǎn)中，計(jì)量泵在物料計(jì)量、物料衡算、原料比例調(diào)整等方面發(fā)揮了重要作用。

1隔膜計(jì)量泵的結(jié)構(gòu)及原理

1.1隔膜計(jì)量泵的結(jié)構(gòu)及原理

（1）隔膜計(jì)量泵結(jié)構(gòu)。從結(jié)構(gòu)組成來看，隔膜計(jì)量泵由驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)備、隔膜組件、泵頭、內(nèi)循環(huán)壓力平衡系統(tǒng)、量程調(diào)節(jié)組件、減速組件等幾部分組成。其中，泵頭由泵頭、進(jìn)料管線閥門、卡套法蘭、出料管線閥門、護(hù)膜板等幾部分組成;減速組件采用蝸輪蝸桿減速方式，行程調(diào)節(jié)采用N形曲軸連桿方式，減速組件和行程調(diào)節(jié)組件安裝在統(tǒng)一箱體內(nèi);泄壓閥、排氣閥、補(bǔ)油閥、出油罐、缸體等組成隔膜計(jì)量泵的內(nèi)循環(huán)壓力平衡系統(tǒng);隔膜片安裝在缸體與泵頭之間，將輸送流體和液壓油隔離起來;臥式泵的驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)備安裝在箱體的側(cè)面，立式泵的驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)備安裝在箱體的上面，根據(jù)生產(chǎn)需求驅(qū)動(dòng)點(diǎn)擊設(shè)備可以選擇變頻電機(jī)也可選擇固定頻率電機(jī)。

（2）隔膜計(jì)量泵工作原理。隔膜計(jì)量泵的驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)備利用傳動(dòng)帶帶動(dòng)蝸桿選裝，蝸桿經(jīng)過渦輪、下套筒將動(dòng)量傳遞給系統(tǒng)的N型軸。通過N型軸的聯(lián)動(dòng)作用和行程調(diào)節(jié)作用，調(diào)節(jié)計(jì)量泵柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的形成，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)量泵流量的條件。另一個(gè)調(diào)節(jié)計(jì)量泵流量的方式，通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)備工作頻率調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)柱塞向后運(yùn)動(dòng)時(shí)，液壓腔體積增加，液壓腔內(nèi)壓力降低，使得彈性膜片向后彎曲。向后彎曲的膜片導(dǎo)致流體介質(zhì)腔內(nèi)體積增加，產(chǎn)生負(fù)壓。單次進(jìn)料結(jié)束后，柱塞泵開始向前運(yùn)動(dòng)，液壓腔體積降低，液壓腔內(nèi)壓力增加，使得彈性膜片向前彎曲。向前彎曲的膜片導(dǎo)致流體介質(zhì)腔內(nèi)體積降低，產(chǎn)生正壓。這時(shí)，計(jì)量泵的出口閥門打開，介質(zhì)在壓差的作用下從流體介質(zhì)腔進(jìn)入到計(jì)量泵后管線。

1.2技術(shù)特點(diǎn)

從隔膜計(jì)量泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作原理可以看出，隔膜計(jì)量泵使用柔性隔膜材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的活塞，在驅(qū)動(dòng)作用下不斷完成往復(fù)輸料過程。由于高效的隔膜效果，隔膜計(jì)量泵的設(shè)備密封性非常好、輸送物料與驅(qū)動(dòng)潤滑組件的隔離性非常好。因此，基于隔膜計(jì)量泵技術(shù)特點(diǎn)，其具有如下工作特點(diǎn)：

（1）可以實(shí)現(xiàn)高揮發(fā)性有機(jī)溶劑的輸送，如甲醇、石油醚、低碳烷烴、乙醇等;由于將物料和驅(qū)動(dòng)設(shè)備隔離，可以輸送腐蝕性較強(qiáng)的溶液;

（2）柱塞密封工作溫度低，不需要在泵頭處搭載輔助冷卻設(shè)備;

（3）隔膜計(jì)量泵運(yùn)行安全可靠，機(jī)器產(chǎn)生的震動(dòng)和噪音非常小，保障了員工現(xiàn)場工作環(huán)境;設(shè)備構(gòu)造、操作簡單，設(shè)備后期維護(hù)方便;

（4）采用內(nèi)循環(huán)壓力平衡系統(tǒng)保證設(shè)備內(nèi)部的壓力平衡，提高了隔膜計(jì)量泵的柱塞密封填充料和膜片的使用壽命。

2隔膜計(jì)量泵使用問題及對(duì)策

2.1隔膜零件故障及措施

從上一小節(jié)闡述的隔膜計(jì)量泵工作原理可以看出，在計(jì)量泵柱塞不斷往復(fù)運(yùn)動(dòng)輸送流體介質(zhì)過程中，受到體積變化的作用，隔膜的左右兩端常處于連續(xù)交替變換受力的狀態(tài)，導(dǎo)致計(jì)量泵的隔膜零件極容易開裂受損，影響計(jì)量泵正常工作。最常見兩種開裂原因有以下幾方面：（1）進(jìn)料溫度過高，到時(shí)隔膜材料老化嚴(yán)重;（2）輸送的料液中含有氣體或者汽化產(chǎn)生氣體，氣體進(jìn)入流體介質(zhì)腔后，導(dǎo)致隔膜承受的壓力不均勻，產(chǎn)生機(jī)械疲勞;（3）進(jìn)料不穩(wěn)定，導(dǎo)致進(jìn)料時(shí)計(jì)量泵內(nèi)流體介質(zhì)分離形成空隙，造成缺料、打空泵情況，導(dǎo)致隔膜成熟的應(yīng)變力增大，造成隔膜擊穿或者機(jī)械損傷。當(dāng)隔膜出現(xiàn)性能故障時(shí)需要隔膜進(jìn)行更換，關(guān)閉系統(tǒng)進(jìn)出口單向閥，打開放空閥，使得系統(tǒng)壓力與大氣壓力平衡，排出液壓油。松懈進(jìn)出口管線螺母，擰下泵頭前段緊固螺母，卸下泵頭，更換新舊隔膜片。

2.2泵不上量或上量不足

隔膜計(jì)量泵不上量或者上量不足的問題產(chǎn)生的原因有很多，可以從以下幾方面入手排查：

（1）隔膜損壞或單向閥堵塞。單向閥堵塞時(shí)導(dǎo)致計(jì)量泵無法工作的首要因素，發(fā)現(xiàn)上述問題后?，F(xiàn)場人員首先將泵前的單向閥拆除，調(diào)節(jié)柱塞沖程觀察隔膜運(yùn)動(dòng)情況。如果隔膜運(yùn)動(dòng)與柱塞沖程匹配，則可以排除隔膜損害問題。然后，利用清洗液體如水、有機(jī)溶劑等對(duì)單向閥盡心清理，可以適當(dāng)用軟毛刷刮蹭，重新裝回清洗過的單向閥觀察進(jìn)料情況。單向閥的堵塞通常是因?yàn)榱弦褐袡C(jī)械雜質(zhì)導(dǎo)致的，可以通過原料預(yù)處理或者前置過濾器進(jìn)行避免。

（2）補(bǔ)油閥堵塞。計(jì)量泵工作時(shí)液壓腔內(nèi)液壓油發(fā)揮重要作用，當(dāng)腔內(nèi)液壓油量不夠使，計(jì)量泵會(huì)打開附加儲(chǔ)油槽進(jìn)行液壓油補(bǔ)充。如果補(bǔ)油閥出現(xiàn)故障時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致液壓油無法及時(shí)供給，導(dǎo)致隔膜停止運(yùn)動(dòng)或者運(yùn)動(dòng)幅度不足。這種情況只能對(duì)補(bǔ)油閥進(jìn)行更換。

（3）減速組件失效。當(dāng)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)損壞時(shí)，N曲軸系統(tǒng)會(huì)癱瘓，導(dǎo)致泵缺少驅(qū)動(dòng)力而停轉(zhuǎn)發(fā)生不上量情況。

2.3計(jì)量精度不夠

計(jì)量精確時(shí)隔膜計(jì)量泵的一個(gè)重要特征，如果計(jì)量精度不夠，計(jì)量泵也會(huì)影響工藝的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

除此之外，根據(jù)現(xiàn)場工作經(jīng)驗(yàn)，隔膜計(jì)量泵還會(huì)出現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)中有沖擊聲、排液量不夠、機(jī)箱或液壓油池內(nèi)的油量非正常減少或增加等問題，需要根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行排查總結(jié)。

結(jié)束語

我國在20世紀(jì)70年代才開始在研發(fā)應(yīng)用計(jì)量泵，起步時(shí)間落后于國外發(fā)達(dá)國家，再加上技術(shù)水平的封鎖限制，我國當(dāng)前的隔膜計(jì)量泵技術(shù)水平仍落后于國外先進(jìn)科技公司。所以，相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)人員要基于扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，與特種材料、工程技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、計(jì)算機(jī)控制等領(lǐng)域結(jié)合，提升我國隔膜計(jì)量泵技術(shù)水平。

參考文獻(xiàn)：

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[2] ?劉靜越，孫艷.隔膜式計(jì)量泵在運(yùn)行維護(hù)中存在的問題淺析[J].大化科技（2）：33-36.

（作者單位：中國石油天然氣有限公司烏魯木齊石化公司）