什么是脈動(dòng)?
隔膜泵通過(guò)膜片的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)液體的吸入和排出。這種往復(fù)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致液體的流動(dòng)速度在吸入和排出過(guò)程中不斷變化,從而產(chǎn)生了脈動(dòng)現(xiàn)象。常見(jiàn)的驅(qū)動(dòng)方式包括支撐彈簧式和曲軸式等。以支撐彈簧式為例,電機(jī)通過(guò)減速機(jī)將高速旋轉(zhuǎn)傳遞給旋轉(zhuǎn)軸,利用偏心軸與旋轉(zhuǎn)軸的偏心關(guān)系使活塞(或膜片)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。由于偏心凸輪的運(yùn)動(dòng)軌跡和旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度不是恒定的,因此活塞(或膜片)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度也會(huì)時(shí)快時(shí)慢,導(dǎo)致液體的流動(dòng)速度呈現(xiàn)正弦曲線特性,從而產(chǎn)生脈動(dòng)。
如果理解了脈動(dòng),膜片泵的故障就會(huì)驟減。
前面已經(jīng)講過(guò)(圖1)的正弦曲線表示膜片泵的吐出波形,那么為什么出現(xiàn)這樣的波形呢?
膜片泵的驅(qū)動(dòng)方式一般有支撐彈簧式和曲軸式,在此說(shuō)明支撐彈簧式。
膜片泵的驅(qū)動(dòng)源一般使用電機(jī)。
通過(guò)減速機(jī)將電機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)傳遞給旋轉(zhuǎn)軸,利用偏心軸與旋轉(zhuǎn)軸的偏心關(guān)系,使活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
(圖2)表示旋轉(zhuǎn)軸的中心與偏心凸輪的中心一致,也就是偏心量為零的情形。此時(shí),偏心凸輪根本不參與活塞的運(yùn)動(dòng),活塞完全不動(dòng)。
接下來(lái)如(圖3)和(圖4)所示,讓我們分析旋轉(zhuǎn)軸的中心與偏心凸輪的中心錯(cuò)位的情形。(ε: 艾普西隆)
此時(shí),偏心凸輪的中心O隨著旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)在圓周S上運(yùn)動(dòng)。
因此,偏心凸輪一邊大幅擺動(dòng)一邊旋轉(zhuǎn)。
從(圖3)和(圖4)可以看出,活塞結(jié)果只在前后方向上移動(dòng)了從點(diǎn)O1到點(diǎn)O2的距離。
具體數(shù)字為2×ε,也就是說(shuō),往復(fù)運(yùn)動(dòng)只移動(dòng)了偏心量的二倍。例如,如果偏心量為4mm,則往復(fù)運(yùn)動(dòng)距離(沖程長(zhǎng)度)為8mm。
在此需要注意的是,由于點(diǎn)O在圓周S上運(yùn)動(dòng),沖程長(zhǎng)度從0達(dá)到Max.的速度不是恒定的。
如果用曲線表示此時(shí)的活塞的速度,可得到正弦曲線。
活塞的速度逐漸變快,然后逐漸變慢。
因此,液體根據(jù)活塞的運(yùn)動(dòng)被吸入、吐出,液體的速度基本表現(xiàn)出正弦曲線特性。(實(shí)際上由于液體與配管等的摩擦力,波形略微變形。)
在配管中、泵內(nèi)部流動(dòng)的液體的速度時(shí)快時(shí)慢,反復(fù)進(jìn)行。
在這里,讓我們?cè)倏匆淮危▓D5)的波形。
實(shí)線表示的曲線是吐出波形,虛線表示的曲線是吸入波形。這意味著在往復(fù)動(dòng)作泵上,吐出側(cè)、吸入側(cè)都發(fā)生正弦曲線特性的流動(dòng)。
另外,此曲線也表示液體的吐出和吸入交替進(jìn)行。
這就是膜片泵的重大特征——脈動(dòng)
到此為止,我們已經(jīng)理解了傳統(tǒng)隔膜泵存在脈動(dòng)的原理。
針對(duì)傳統(tǒng)隔膜泵產(chǎn)生的脈動(dòng)問(wèn)題,Tacmina泰克米納等廠商通過(guò)技術(shù)創(chuàng) 新和結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了有效的解決方案。例如:
SmoothFlow泵技術(shù):采用高精密等速凸輪等先進(jìn)技術(shù),通過(guò)精 確控制膜片的往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度和頻率,實(shí)現(xiàn)無(wú)脈動(dòng)、連續(xù)的液體輸送。這種技術(shù)能夠顯著降低脈動(dòng)對(duì)設(shè)備和工藝的影響,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
多泵組合技術(shù):通過(guò)將多個(gè)隔膜泵組合使用,并精 確控制各泵的驅(qū)動(dòng)時(shí)機(jī)和相位差,可以實(shí)現(xiàn)各泵吐出液體的合成波形近似為直線,從而進(jìn)一步降低脈動(dòng)現(xiàn)象。
綜上所述,傳統(tǒng)隔膜泵產(chǎn)生脈動(dòng)的原因主要與其工作原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)。而Tacmina泰克米納等廠商通過(guò)技術(shù)* 新和結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了有效的解決方案來(lái)降低脈動(dòng)對(duì)設(shè)備和工藝的影響。