什么是脉动?
隔膜泵通过膜片的往复运动来实现液体的吸入和排出。这种往复运动导致液体的流动速度在吸入和排出过程中不断变化,从而产生了脉动现象。常见的驱动方式包括支撑弹簧式和曲轴式等。以支撑弹簧式为例,电机通过减速机将高速旋转传递给旋转轴,利用偏心轴与旋转轴的偏心关系使活塞(或膜片)往复运动。由于偏心凸轮的运动轨迹和旋转轴的旋转速度不是恒定的,因此活塞(或膜片)的往复运动速度也会时快时慢,导致液体的流动速度呈现正弦曲线特性,从而产生脉动。
如果理解了脉动,膜片泵的故障就会骤减。
前面已经讲过(图1)的正弦曲线表示膜片泵的吐出波形,那么为什么出现这样的波形呢?
膜片泵的驱动方式一般有支撑弹簧式和曲轴式,在此说明支撑弹簧式。
膜片泵的驱动源一般使用电机。
通过减速机将电机的高速旋转传递给旋转轴,利用偏心轴与旋转轴的偏心关系,使活塞往复运动。
(图2)表示旋转轴的中心与偏心凸轮的中心一致,也就是偏心量为零的情形。此时,偏心凸轮根本不参与活塞的运动,活塞完全不动。
接下来如(图3)和(图4)所示,让我们分析旋转轴的中心与偏心凸轮的中心错位的情形。(ε: 艾普西隆)
此时,偏心凸轮的中心O随着旋转轴的旋转在圆周S上运动。
因此,偏心凸轮一边大幅摆动一边旋转。
从(图3)和(图4)可以看出,活塞结果只在前后方向上移动了从点O1到点O2的距离。
具体数字为2×ε,也就是说,往复运动只移动了偏心量的二倍。例如,如果偏心量为4mm,则往复运动距离(冲程长度)为8mm。
在此需要注意的是,由于点O在圆周S上运动,冲程长度从0达到Max.的速度不是恒定的。
如果用曲线表示此时的活塞的速度,可得到正弦曲线。
活塞的速度逐渐变快,然后逐渐变慢。
因此,液体根据活塞的运动被吸入、吐出,液体的速度基本表现出正弦曲线特性。(实际上由于液体与配管等的摩擦力,波形略微变形。)
在配管中、泵内部流动的液体的速度时快时慢,反复进行。
在这里,让我们再看一次(图5)的波形。
实线表示的曲线是吐出波形,虚线表示的曲线是吸入波形。这意味着在往复动作泵上,吐出侧、吸入侧都发生正弦曲线特性的流动。
另外,此曲线也表示液体的吐出和吸入交替进行。
这就是膜片泵的重大特征——脉动
到此为止,我们已经理解了传统隔膜泵存在脉动的原理。
针对传统隔膜泵产生的脉动问题,Tacmina泰克米纳等厂商通过技术创 新和结构优化提供了有效的解决方案。例如:
SmoothFlow泵技术:采用高精密等速凸轮等先进技术,通过精 确控制膜片的往复运动速度和频率,实现无脉动、连续的液体输送。这种技术能够显著降低脉动对设备和工艺的影响,提高生产效率和产品质量。
多泵组合技术:通过将多个隔膜泵组合使用,并精 确控制各泵的驱动时机和相位差,可以实现各泵吐出液体的合成波形近似为直线,从而进一步降低脉动现象。
综上所述,传统隔膜泵产生脉动的原因主要与其工作原理和结构设计有关。而Tacmina泰克米纳等厂商通过技术* 新和结构优化提供了有效的解决方案来降低脉动对设备和工艺的影响。