柱塞泵压力曲线出现大波纹,是什么原因

Question

如题所述

Answer 1

这是由于振动引起的。
一、柱塞泵振动原因分析
　　柱塞泵的振动是由于供液不平稳，柱塞泵的压力变化所引起的，通常表现为进出口管线的振动，而管线的振动是由压力的波动引起的，压力的波动又是由流量波动引起的。其关系表现为：流量波动→压力波动→管线振动。
　　1、供液不平稳
　　通常，在没有灌注泵（喂水泵或喂油泵）时，柱塞泵主要依靠与大罐 内液体的压力差来实现供液。因此，当罐内液面逐渐下降时，柱塞泵会随之出现供液不足，引起不同程度的振动。特别是大排量柱塞泵只有单一进口时，如果进口管线过长，且闸门及弯头过多时，会增大液体的局部水头损失，从而降低了泵的吸入能力，造成供液不平稳，引起振动。
　　2、柱塞泵的压力变化对振动的影响
　　柱塞泵工作过程中，伴随着流量周期性的变化，液体在流动过程中就有加速度和减速度，泵的吸入管线和排出管线就会产生周期性的振动。这就说明，柱塞泵液缸内的压力是不断变化的，从而产生惯性力，引起泵内及管线内液体的压力波动。为此，必须弄清楚压力变化规律，以便采取必要的措施。由于柱塞泵的吸入过程和排出过程是交替进行的，两个过程压力变化也就完全不同，故分别进行研究。
　　（1）吸入过程中吸入压力的变化 液体在从大罐经吸入总管到达柱塞端面的过程中，吸入压力受罐内液面压力或灌注泵出口压力、吸入流道内液流阻力及惯性水头、吸入阀阻力等因素的影响。在吸入总管安装吸入畜能器后，吸入压力变化的曲线趋 于平滑，即意味着吸入压力的波动幅度大大降低，这将利于泵的正常工作。
　　（2）排出过程中排出压力的变化 排出过程中，柱塞挤压泵内液体，使压力提高，以克服液体在排出流道中的流动阻力和惯性力，以及排出阀的阻力和惯性力，增加液体的高度，并使液体具有一定的流动速度。在排出总管安装吸入畜能器后，排出压力变化的曲线趋于平滑，即意味着排出压力的波动幅度大大降低，这也利于泵的正常工作。
　　二、柱塞泵减振措施
　　1、安装进口灌注泵或采用双进口供液 一般情况下，液体在大气压力作用下，是可以保证正常吸入的。如果有特殊需要，如吸入管线较长，或在高原地区，则应采用离心泵进行灌注，提高吸入池液面的压力。现场实践表明，柱塞泵在安装进口灌注泵后，通过离心泵向柱塞泵内灌注液体，能使柱塞泵获得较平稳的液流，从而减小压力波动和管线的振动。但是，灌注泵的安装运转，又增加了设备损耗及电能的消耗，从而增加了成本。因此，在设计安装柱塞泵时，应充分结合现场实际，尽可能的利用液面压差来实现自动吸入，并且尝试采用双进口向柱塞泵供液，改善吸入条件，也能缓解和减小柱塞泵的振动。
　　2、确定合理的畜能器参数
　　（1）畜能器工作原理
　　畜能器是一个内部充以一定压力氮气或空气的密闭容器，其基本功能是利用气体的可压缩性，随着吸入压力和排出压力的变化，自动地向泵（吸入时）或排出管（排出时）供给液体，或者贮存一部分来自吸入管（吸入时）或泵（排出时）的液体，使吸入总管内或排出总管内液流均匀，惯性力减小，从而降低压力的波动。
　　（2）畜能器气囊内预压力的确定 合理确定畜能器气囊中的预压力（畜能器未工作时的气体压力）是消除柱塞泵振动的根源。目前国内排出畜能器的预压力一般在3.5～6MPa之间，也说明了这一点。从大量的实际情况来看，排出畜能器的预压力大约是极限压力的60％左右；吸入畜能器的预压力大约是吸入法兰处（即进口压力表安装处）平均压力的80％左右。
　　3、安装金属波纹软管 柱塞泵安装畜能器后，压力波动幅度大大减小，剩余的压力波动则直接作用到管线上，管线长期处在振动环境中，就会产生疲劳应力，导致管线出现裂纹。为了避免压力波动直接作用与管线上，我们在进出口管线上安装金属波纹软管来消除压力波动，从而达到减振目的。
　　三、 通过对柱塞泵振动原因的分析，我们可以通过以下措施来减小柱塞泵的振动。
　　1、改善泵的吸入条件，采取双进口供液；
　　2、在柱塞泵进口安装灌注泵（喂水泵或喂油泵）；
　　3、调节畜能器（畜能器）预压力，根据泵的额定压力及管线运行压力确定合理的畜能器参数；
　　4、在柱塞泵的进出口安装金属波纹软管，消除压力波动