計(jì)量泵振動(dòng)機(jī)理分析和減振措施
1、前言
作為往復(fù)泵的一個(gè)重要分支,就振動(dòng)機(jī)理而言,計(jì)量泵的機(jī)械傳動(dòng)部件承受的載荷是交變的;瞬時(shí)流量是脈動(dòng)的;由于管內(nèi)流動(dòng)液體的加速和減速,引起了管路內(nèi)液體壓力的脈動(dòng);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(dòng)和沖擊不僅引起振動(dòng)并造成管路附件的疲勞損壞、降低流量精度,而且會(huì)引發(fā)安全事故。在大流量或長(zhǎng)管線場(chǎng)合,計(jì)量泵所引起的振動(dòng)甚至?xí)斐晒に囅到y(tǒng)無(wú)法運(yùn)行。
本文對(duì)引起計(jì)量泵振動(dòng)的主要因素(即振源)加以分析,在此基礎(chǔ)上提出一些主動(dòng)減振和被動(dòng)減振的方法或措施。
2、計(jì)量泵的結(jié)構(gòu)及原理
典型的柱塞計(jì)量泵結(jié)構(gòu)如圖1所示,電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)蝸桿- 蝸桿副,經(jīng)蝸輪蝸桿副換向并減速后帶動(dòng)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(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槭诸^的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。
圖1 柱塞計(jì)量泵結(jié)構(gòu)示意
計(jì)量泵傳動(dòng)原理如圖2所示,曲柄每旋轉(zhuǎn)一圈,滑塊在連桿的帶動(dòng)下,經(jīng)缸體內(nèi)孔導(dǎo)向完成直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次。
5.4、實(shí)例分析
中石化某公司資源化重組項(xiàng)目中采用了甲酮計(jì)量泵(型號(hào)為J6-DMF3000/10.0-BY-IV)及丙酮計(jì)量泵(型號(hào)為J6-DMF2500/10.0-BY-IV) ,均為單缸單作用隔膜計(jì)量泵,出口管線約有80多米長(zhǎng)。裝置建成試車時(shí),泵及管線的振動(dòng)很大。雖然該公司采取措施對(duì)管線經(jīng)過(guò)了數(shù)次加固,但其出口管線最大振幅仍在10mm左右,無(wú)法投料生產(chǎn)。
由于計(jì)量泵型號(hào)已經(jīng)選定,采用被動(dòng)減振方案比主動(dòng)減振方案經(jīng)濟(jì)合理。在采集了現(xiàn)場(chǎng)泵及管線系統(tǒng)的特征參數(shù)以后,對(duì)甲酮計(jì)量泵和丙酮計(jì)量泵分別進(jìn)行了動(dòng)態(tài)特性的匹配計(jì)算[1] ,設(shè)計(jì)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(yùn)行一次成功,流量脈動(dòng)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(yǔ)
要完全消除計(jì)量泵的流量脈動(dòng)和柱塞力的交變是不可能的,但通過(guò)理論分析和試驗(yàn)驗(yàn)證,采取主動(dòng)減振和被動(dòng)減振的措施,使振動(dòng)控制在規(guī)定的范圍內(nèi)是完全可行的。
從振源入手,實(shí)施主動(dòng)減振設(shè)計(jì),往往可以達(dá)到事半功倍的效果。從振動(dòng)傳播途徑入手,通過(guò)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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