蠕动泵流量的理论计算与试验验证

蠕动泵是一种通过转辊子使泵管蠕动从而传送流体的输送泵,因其输送流体的无污染性以及气液两相流体的适应性等特点,是空间站流体输送的重要元件之一。蠕动泵工作时,被输送的流体只能在泵管里流动,不与泵体其他零件接触,因而能够避免流体被泵体污染或流体污染泵体。除
 
空间站环境外,蠕动泵还广泛应用于制药、食品加
 
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工、化学工业、农业及水处理等行业 。
 
流量是蠕动泵的关键性能指标之一,其理论计算值与试验值存在差值,有经验的蠕动泵设计师可根据丰富的经验在其初期设计时考虑这一差值并进行修正,使其实际流量达到预期要求。笔
 
者对蠕动泵流量的理论值和试验值进行了对比分析,并得出两者的相差系数,为以后的设计奠定良好的基础。
 
1 蠕动泵的工作原理
 
蠕动泵主要由驱动器、泵头、泵管和控制器组成2( 图 1a) ,泵头主要由泵壳和转辊子组成( 图
 
1b) 。驱动器在控制器的控制下带动泵头内的转辊子转动反复碾压和释放泵管,这种碾压作用使泵管内产生真空,将被输送的流体吸入泵管,泵管内的流体在转辊子作用下排出,完成流体的输送
行,即备用泵转为运行泵,运行泵中运行时间**长的泵优先转为备用泵。因此,每台泵运行时间比较平均,出力也比较均衡,泵出故障的机率会降低,可靠性会相应提高。
 
c.  单台或多台泵出现故障的可能性是随机
 
事件,泵出故障的机率随台数的增加而降低。自
 
动控制要求同一时刻只能有不大于两台潜水泵出故障,如果有多于两台泵出故障,则改为手动控制。一台或两台泵发生故障时,通过设定故障泵为备用泵来保证生产过程的正常进行。因此维护人员能够利用间隔时间维修故障泵,排除故障。
 
4 存在的问题与不足
 
系统运行的可靠性除了与系统本身有关外,
 
还与外围设备有关。投产运行结果表明: 该项目设计中大部分一次仪表都安装在合理位置,但油气水三相分离器上用于测量混合液界面的带远传磁浮子液位计,安装在进液口方向三相分离器罐体长度的 1 /3 处,由于安装位置离进液口太近,使得进入分离器的混合液波动较大,导致液位计测量值变化频繁,测量精度较差,这在进行闭环控制时极大地降低了系统的可靠性。因此,将三相分离器的安装位置适当往后调整,改进后的液位计

测量准确性和闭环控制的可靠性均得到了提高。
 
设计中所有被控变量仍然采用传统方法,即通过电缆逐个送往中控室。但各生产装置分散,离中控室较远,因此,项目所需的材料费和人工成本比较高。目前可扩展的现场总线技术比较成熟,因此将来可以考虑将现行的就地总线形式改进为可扩展的现场总线,缩减项目成本。
 
5 结束语
 
在乍得共和国 Great Baobab 及周边 2. 1 期建设项目 DCS 应用中,采用 I /A Series 系统顺利地完成了工程的设计、施工、调试及开车等几个阶段,控制系统经过短时间的调试,全部一次性投入自动运行,控制精度完全符合生产要求。