計量泵振動機(jī)理分析和減振措施
1、前言
作為往復(fù)泵的一個重要分支,就振動機(jī)理而言,計量泵的機(jī)械傳動部件承受的載荷是交變的;瞬時流量是脈動的;由于管內(nèi)流動液體的加速和減速,引起了管路內(nèi)液體壓力的脈動;在節(jié)流部位以及彎頭處,由于能力損失,不可避免的產(chǎn)生了液體的沖擊。
壓力脈動和沖擊不僅引起振動并造成管路附件的疲勞損壞、降低流量精度,而且會引發(fā)安全事故。在大流量或長管線場合,計量泵所引起的振動甚至?xí)斐晒に囅到y(tǒng)無法運行。
本文對引起計量泵振動的主要因素(即振源)加以分析,在此基礎(chǔ)上提出一些主動減振和被動減振的方法或措施。
2、計量泵的結(jié)構(gòu)及原理
典型的柱塞計量泵結(jié)構(gòu)如圖1所示,電機(jī)通過聯(lián)軸器驅(qū)動蝸桿- 蝸桿副,經(jīng)蝸輪蝸桿副換向并減速后帶動與蝸輪剛性連接的偏心輪一起旋轉(zhuǎn)。偏心輪與連桿和十字頭組成的曲柄連桿滑塊機(jī)構(gòu)將偏心輪的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)槭诸^的往復(fù)直線運動。
圖1 柱塞計量泵結(jié)構(gòu)示意
計量泵傳動原理如圖2所示,曲柄每旋轉(zhuǎn)一圈,滑塊在連桿的帶動下,經(jīng)缸體內(nèi)孔導(dǎo)向完成直線往復(fù)運動一次。
5.4、實例分析
中石化某公司資源化重組項目中采用了甲酮計量泵(型號為J6-DMF3000/10.0-BY-IV)及丙酮計量泵(型號為J6-DMF2500/10.0-BY-IV) ,均為單缸單作用隔膜計量泵,出口管線約有80多米長。裝置建成試車時,泵及管線的振動很大。雖然該公司采取措施對管線經(jīng)過了數(shù)次加固,但其出口管線最大振幅仍在10mm左右,無法投料生產(chǎn)。
由于計量泵型號已經(jīng)選定,采用被動減振方案比主動減振方案經(jīng)濟(jì)合理。在采集了現(xiàn)場泵及管線系統(tǒng)的特征參數(shù)以后,對甲酮計量泵和丙酮計量泵分別進(jìn)行了動態(tài)特性的匹配計算[1] ,設(shè)計了出口緩沖系統(tǒng),配置可充氣的囊式緩沖罐,設(shè)定其充氣壓力、緩沖罐入口與泵出口的距離等重要參數(shù)。2007年9月投入運行一次成功,流量脈動率約為5% ,出口管線最大振幅在1mm 以內(nèi),完全滿足了工藝要求。
6、結(jié)語
要完全消除計量泵的流量脈動和柱塞力的交變是不可能的,但通過理論分析和試驗驗證,采取主動減振和被動減振的措施,使振動控制在規(guī)定的范圍內(nèi)是完全可行的。
從振源入手,實施主動減振設(shè)計,往往可以達(dá)到事半功倍的效果。從振動傳播途徑入手,通過緩沖系統(tǒng)的配置以及泵與管路特性之間良好的匹配也能達(dá)到減振的目的。
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