先進的馬達技術(shù)讓隔膜泵應(yīng)用更廣泛
“敲打維護”通常用于維護失效泵,顧名思義,就是技術(shù)工人在泵出現(xiàn)停轉(zhuǎn)故 障時需要用榔頭或橡皮錘打擊泵的馬達使其恢復(fù)運轉(zhuǎn),而這種故障常常預(yù)示著隔膜泵馬達本身存在著缺陷。維護部門不可能預(yù)測到泵何時會停轉(zhuǎn),但借助這樣的手段進行維護通常都是由糟糕的馬達設(shè)計造成的。
隔膜泵的性能對工廠的運行至關(guān)重要。然而,許多工廠僅將隔膜泵視為普通商品,看重初次購買價,但因其運作不佳而花錢(更換維修)卻成了家常便飯。盡管隔膜泵的采購價僅占工廠設(shè)備總成本的5%,但因為沒有正確選用最佳的泵設(shè)備常常會增加使用后的經(jīng)濟損失。
隔膜泵運行成本比例
導(dǎo)致泵性能低于標(biāo)準(zhǔn)的因素有幾種,其中包括:應(yīng)用需求、流體成分、泵的規(guī)格、壓縮空氣的污染、空氣泄漏、碎片和常規(guī)磨損。而三個主要問題——結(jié)冰、停轉(zhuǎn)和低能效——通常是由隔膜泵的馬達設(shè)計不良造成的。
結(jié)冰問題
結(jié)冰是一個長期困擾用戶的問題,會導(dǎo)致馬達在許多應(yīng)用場合卡殼和失效。壓縮空氣膨脹造成壓力急劇下降,從而導(dǎo)致結(jié)冰。當(dāng)空氣回復(fù)到大氣壓力,溫度變得極低,使供給空氣中的水汽凝結(jié)。
冷空氣的溫度可低至零下30攝氏度,這使冰粒積聚并堵塞馬達和消音器上。堆積的冰粒使泵停轉(zhuǎn),而這種狀態(tài)要持續(xù)到溫度恢復(fù)室溫或借用其他加熱設(shè)備將冰融化。許多工廠改進了工作場所,通過安裝外圍設(shè)備如加熱器、熱水龍頭和其他化冰裝置來解決這個問題。然而,這些做法將占用維護團隊的人力投入和額外的資源。
最行之有效的方法是,采用能盡快將濕冷空氣排出腔體的泵。隔膜泵不應(yīng)把這個排氣過程通過其馬達的核心部件,例如快排閥。否則一旦排放口被冰堵塞,就會導(dǎo)致馬達減速或完全停轉(zhuǎn)。
如今市場上最有效的馬達設(shè)計已成功消除了泵的結(jié)冰問題,即避免主氣閥接觸到濕冷的空氣。其內(nèi)部元件能使空氣繞過氣閥進入膨脹腔,顯著增加了泵的穩(wěn)定性,且無需安裝加熱設(shè)備。
停轉(zhuǎn)問題
雖然隔膜泵聲稱“永不停機”,但很多這種類型的泵并不能很好地控制空氣閥上的壓力。要判斷一臺泵是否會出現(xiàn)停轉(zhuǎn),最好的方法就是觀察其空氣閥的設(shè)計。
傳統(tǒng)空氣閥采用“平衡式”設(shè)計,閥門兩端受力過于平均。這種形式的空氣閥產(chǎn)生的偏移信號比較微弱,時間一長,閥門會因為兩側(cè)無壓差而居中。兩側(cè)的壓力互相抵消,空氣閥靜止,從而導(dǎo)致泵的停轉(zhuǎn)現(xiàn)象。有些泵有可能會在重新啟動后出現(xiàn)停轉(zhuǎn),因為當(dāng)關(guān)閉流體閥時,泵內(nèi)的壓力將趨于相等,此時要再次移動空氣閥就會變得困難。
紅點指出的是不平衡主氣閥。即使在很低的進氣壓力條件下,不平衡閥也可避免閥門居中和泵的停轉(zhuǎn)現(xiàn)象
采用“不平衡閥”設(shè)計的隔膜泵就可以避免空氣閥居中問題。該空氣閥一端直徑較大,而另一端直徑相對較小,這樣便可以創(chuàng)造有利的壓差條件。由于閥門總是偏向一邊,不會出現(xiàn)居中和使泵停轉(zhuǎn)的情況,甚至在較低的進氣壓力情況下也不受影響。不平衡閥可產(chǎn)生更顯著的動作信號,在較大的流量下移動更快, 從而減小生產(chǎn)損失和停工問題。
能效降低問題
拙劣的馬達設(shè)計還會導(dǎo)致能效降低。而對隔膜泵來說,這意味著泵的密封性和閥門性能不佳。許多制造商在閥門上配置O型圈來防止空氣泄漏,但這經(jīng)常會導(dǎo)致密封圈磨損,影響密封效果,造成空氣的竄漏,從而降低了效率。
空氣竄漏也可能是由閥門設(shè)計中采用了金屬及金屬件之間的配合而引起的。這種閥的線軸直徑略小于與其配合的孔徑,壓縮空氣從而通過間隙逸出。泵在密封不嚴(yán)的狀態(tài)下運轉(zhuǎn)時,泄漏的空氣會經(jīng)過閥門并排放到大氣,從而大大降低能效。
在隔膜來回運動時,冷空氣(藍色)和熱空氣(紅色)的運動情況。請注意,濕冷空氣總是繞開氣閥
若要追求能效的最高利用,用戶在選擇和采購泵產(chǎn)品時就必須格外謹(jǐn)慎。市場上眾多品牌的隔膜泵在能效上的差別可達40%之多。
隔膜泵馬達在閥上設(shè)計了U型圈并采用正壓密封,保證了能源的最大化利用。同時,在氣閥移動時還可防止空氣泄漏。此外,在一定場合,密封點需采用固體材料制造(通常陶瓷性能最佳),以延長使用壽命。另外,應(yīng)使用一些特殊材料(例如模壓的閥套)來增加潤滑效果,以減少或消除閥組的磨損。
碳纖維和玻璃纖維經(jīng)常被添加到成型模具中以增加氣閥外殼的強度。然而,這些具備研磨特性的材料可能會移出到表面并和密封件發(fā)生摩擦,從而縮短密封件壽命。另一種結(jié)構(gòu)采用模壓的不摻雜材料、不添加任何磨蝕性填料。使用這種材料的話每臺隔膜泵可以為用戶每年節(jié)省數(shù)百美元。
未來的馬達技術(shù)
過去在隔膜泵使用中,我們主要關(guān)注的是流量,而5年前這些發(fā)生了變化。由于工廠越來越關(guān)心能耗問題,更多用戶在泵的生產(chǎn)能力和空氣消耗量之間找到了平衡點。同時,制造商不斷優(yōu)化馬達的設(shè)計,以求用最少的空氣獲得最高的產(chǎn)量。
隔膜泵將不斷涌現(xiàn)新的類型,成為一種連續(xù)穩(wěn)定工作的泵,尤其對流程行業(yè)來說。新材料,新科技和更合理的結(jié)構(gòu)已經(jīng)消除了人們的“隔膜泵不如其他泵有效”的觀念。創(chuàng)新的設(shè)計和新材料的應(yīng)用已經(jīng)顯著提升了泵的可靠性、高效率和耐久性,并且增加了更廣泛的化學(xué)相容性和耐磨損性。