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計量泵系統(tǒng)附件介紹

計量泵是化學(xué)藥劑投加系統(tǒng)的核心設(shè)備，為了計量泵的穩(wěn)定運行，并達(dá)到設(shè)備的承諾精度（穩(wěn)態(tài)精度、重復(fù)精度和線性精度），有必要在投加系統(tǒng)中配置必要的系統(tǒng)附件。如何配置附件，并充分發(fā)揮這些附件的作用是系統(tǒng)工程師的重要工作。在此，小編將系統(tǒng)附件信息做一個匯總介紹，分上下兩部分，上部分介紹過濾器、安全閥、背壓閥；下部分介紹緩沖器、標(biāo)定柱，供業(yè)內(nèi)人士參考。

1. 過濾器

過濾器是所有投加系統(tǒng)的進(jìn)口管路中必需的附件之一。在計量泵投加系統(tǒng)中所使用的過濾器主要是用于液體過濾的過濾器，以保護(hù)設(shè)備不受顆粒影響，其孔徑基本是幾十目以上。形式以Y型過濾器居多，對于一些特殊介質(zhì)，如濃硫酸，會建議采用筒式或籃式過濾器，以提高過濾效果和效率。

過濾器需要進(jìn)行定期清洗或更換，保證過濾器的流通面積。濾網(wǎng)堵塞會直接影響計量泵的吸入和工作性能，從而影響系統(tǒng)的整體性能和穩(wěn)定性。如果濾網(wǎng)破損，會失去過濾和清潔作用，會影響計量泵進(jìn)出口單向閥的正常工作，或者雜質(zhì)進(jìn)入系統(tǒng)會影響系統(tǒng)的產(chǎn)品性能和品質(zhì)。

過濾器的材質(zhì)可以是PVC、不銹鋼、碳鋼、碳鋼襯膠（襯塑）或者其他合金等等。材質(zhì)的選擇與材質(zhì)的耐腐性能直接相關(guān)。

    2. 安全閥

安全閥也被稱為壓力釋放閥。是對投加系統(tǒng)進(jìn)行超壓保護(hù)的附件。安全閥根據(jù)結(jié)構(gòu)可以分為彈簧式安全閥和杠桿式安全閥；根據(jù)安全閥開啟方式可以分為微啟式和全啟式；根據(jù)閥體構(gòu)造可以分為：全封閉、半封閉和敞開式。

在計量泵投加系統(tǒng)中所使用的安全閥主要是全封閉微啟式彈簧安全閥為主。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)超壓，在壓力達(dá)到安全閥的設(shè)定壓力后，安全閥將開啟并釋放系統(tǒng)內(nèi)介質(zhì)，使系統(tǒng)壓力降低，在壓力降低到安全閥關(guān)閉壓力時，安全閥將自動關(guān)閉。

通常，安全閥的安裝方式為垂直安裝，可以避免工作時安全閥釋放閥頭出現(xiàn)偏離，導(dǎo)致閥頭回座不嚴(yán)。安全閥的安裝位置是盡可能靠近計量泵的出口，在安全閥與泵出口之間不應(yīng)有截止類閥門，可避免閥門誤操作導(dǎo)致安全閥失效。

安全閥的設(shè)定壓力一般為系統(tǒng)壓力的1.1~1.2倍。在確定設(shè)定壓力時必須考慮系統(tǒng)中所有設(shè)備的最低承壓能力。

要避免在安全閥的入口處產(chǎn)生氣體集聚。氣體集聚會直接影響安全閥的正常起跳和釋放。

安全閥的選型可以通過計算方法或者參照安全閥工作曲線的方法進(jìn)行。對于苛刻工藝環(huán)境，建議由廠家進(jìn)行計算，并提供計算書。對于非苛刻工藝環(huán)境，可以自己參照安全閥的壓力與流量曲線確定閥門的規(guī)格。

對于機(jī)械隔膜計量泵和柱塞式計量泵，投加系統(tǒng)必需配置安全閥，作為系統(tǒng)保護(hù)設(shè)備。對于液壓隔膜計量泵，建議安裝管路安全閥，計量泵的內(nèi)置安全閥設(shè)定壓力較高，主要用于泵自身的過載保護(hù)。

3. 背壓閥

背壓閥被較多地使用在低壓投加系統(tǒng)中，尤其是在一些水處理的低壓系統(tǒng)中。在很多低壓投加系統(tǒng)中，系統(tǒng)加注點的壓力幾乎與大氣壓力一致，表壓接近為零；有些化學(xué)反應(yīng)釜內(nèi)的壓力是負(fù)壓，而儲存溶液的儲槽或儲罐是在地面以上，并保持了一定高度的液位，所以計量泵工作過程中會出現(xiàn)系統(tǒng)投加的實際流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于計量泵設(shè)定的投加量的現(xiàn)象。究其原因是系統(tǒng)出現(xiàn)了虹吸現(xiàn)象。

為了防止虹吸現(xiàn)象的產(chǎn)生，必須在投加系統(tǒng)的出口管路中人為的建立一個系統(tǒng)背壓，防止虹吸現(xiàn)象的產(chǎn)生。人為建立系統(tǒng)背壓的方法有很多，但是采用背壓閥是最簡單和便捷的方法，并且背壓閥的壓力是可以根據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)整。通常，背壓閥的缺省設(shè)定壓力是3bar。3bar壓力不僅是幫助建立了系統(tǒng)背壓，同時也保證了計量泵投加精度的要求。要保證計量泵的精度，必須在計量泵的出口與進(jìn)口之間有不低于2bar的壓差。3bar壓力可以滿足壓差的要求。

背壓閥的壓力是通過壓縮閥內(nèi)部的彈簧建立背壓的，所以過程介質(zhì)在頂開背壓閥的閥頭時，閥門的開度直接會影響彈簧的壓縮量，也會影響背壓的壓力。所以，在一定流量前提下調(diào)整的背壓，在改變流量以后，背壓會隨之發(fā)生變化。流量降低，背壓下降；流量增加，背壓升高。

背壓閥的通流能力與系統(tǒng)中的流量脈動直接相關(guān)。流量脈動大時，背壓閥的閥頭在反復(fù)不斷地開關(guān)，既磨損過流件，也限制閥門的通過能力。當(dāng)流量脈動小的時候，背壓閥的閥頭始終處于浮動開啟狀態(tài)，只隨脈動變化有輕微浮動，此時閥門的通過能力也大大提高。所以，背壓閥的最佳使用是與緩沖器配合使用。

4.緩沖器

緩沖器也被稱為蓄能器或阻尼器。絕大部分的緩沖器是安裝在投加系統(tǒng)的出口管路系統(tǒng)中，是對計量泵的脈動流量特性進(jìn)行平滑緩沖的附件，可以減少流量的脈動沖擊對管路系統(tǒng)的影響，增加系統(tǒng)出口流量的穩(wěn)定性。也有部分緩沖器被安裝在計量泵投加系統(tǒng)的進(jìn)口管路中，此時緩沖器的作用相當(dāng)于進(jìn)口管路中的一個平衡罐，主要是用于提高管路系統(tǒng)的NPSH性能。在一些易于汽化介質(zhì)的管路系統(tǒng)中會用到。

緩沖器分為接觸式和非接觸式兩類。

1.接觸式緩沖器是過程介質(zhì)與緩沖器中的氣相部分是直接接觸。通常氣 相部分的氣體是空氣或者氮氣。接觸式緩沖器中的氣體會逐步溶解到過程介質(zhì)中。（1）如果接觸式緩沖器是不能進(jìn)行預(yù)充氣的，所以在使用過程中，需要定期對緩沖器經(jīng)常排液，保持緩沖器內(nèi)氣相部分足夠的容積，以便保持緩沖器的作用。（2）如果接觸式緩沖器是可以進(jìn)行預(yù)充氣的，那么緩沖器必須有充氣閥，并且需要與充氣裝置長期相連，以便維持緩沖器內(nèi)恒定的氣相壓力。

由于要兼顧氣體在過程介質(zhì)中的溶解，所以接觸式緩沖器的容積會比較大。通常會選用50倍以上的沖程排量，容積越大緩沖效果越好。

2.非接觸式緩沖器是采用隔膜或者氣囊將氣相與過程介質(zhì)進(jìn)行隔離。緩沖器是需要進(jìn)行預(yù)充氣的。在使用過程中需要定期檢查系統(tǒng)的壓力表指針擺動幅度，以確認(rèn)緩沖器的緩沖效果。一旦緩沖效果減弱，需要及時進(jìn)行補(bǔ)氣。

緩沖器隔膜的材質(zhì)可以是乙丙橡膠、丁腈橡膠、氟橡膠或者是PTFE/復(fù)合橡膠、純PTFE，氣囊只能是乙丙橡膠、丁腈橡膠、氟橡膠等橡膠類材質(zhì)。

通常，緩沖器的預(yù)充氣壓力在工作壓力的60%~80%，容積為12~15倍沖程排量，脈動幅度可以保持在±10%以下

當(dāng)計量泵的額定流量較大時、系統(tǒng)出口管路的長度較長時、計量泵的沖程速度較高時，建議考慮安裝緩沖器。如果過程介質(zhì)含有較多的顆粒物質(zhì)時，需要慎重選擇緩沖器。

5.標(biāo)定柱

標(biāo)定柱也被稱為校正柱。用于在計量泵初次投用前在實際系統(tǒng)中使用實際介質(zhì)進(jìn)行流量與壓力，流量與沖程之間變化關(guān)系的標(biāo)定。

計量泵在出廠前都會進(jìn)行性能試驗，該試驗可以是單點的流量vs壓力試驗，也可以是恒定壓力下，流量vs沖程的多點測試，所有測試的介質(zhì)均為清水。但是，在用戶的實際應(yīng)用中，過程介質(zhì)是多種多樣的，介質(zhì)的物理性質(zhì)也是各不相同的。介質(zhì)物性的變化會對計量泵的出口流量產(chǎn)生影響。同時，用戶的實際投加系統(tǒng)與工廠的設(shè)備測試系統(tǒng)也存在條件的變化，該變化也會對計量泵的出口流量產(chǎn)生影響。

如何在實際應(yīng)用的系統(tǒng)中使用真實的過程介質(zhì)得到計量泵流量與沖程之間的變化關(guān)系，以及計量泵流量與系統(tǒng)壓力之間的變化關(guān)系，包括各種精度的驗證。標(biāo)定柱就可以在驗證過程中提供幫助。

1.改變系統(tǒng)壓力，使用標(biāo)定柱在一定時間內(nèi)記錄計量泵的泵送流量，可以得出計量泵在不同系統(tǒng)壓力下的流量，從而得到壓力與流量之間的關(guān)系曲線

2.在系統(tǒng)壓力不變的前提下，改變計量泵的沖程比例（如：100%，75%，50%，25%，10%等），使用標(biāo)定柱在一定時間內(nèi)記錄計量泵的泵送流量，就可以折算出計量泵在不同沖程下的流量，從而得出計量泵的線性變化曲線，驗證計量泵的線性精度。

3.在系統(tǒng)壓力和計量泵沖程不做變化的前提下，使用標(biāo)定柱在不同的時間點對計量泵進(jìn)行流量測試，驗證計量泵的穩(wěn)態(tài)精度。

4.在系統(tǒng)壓力和計量泵沖程固定的前提下，使用標(biāo)定柱在一定時間內(nèi)記錄計量泵的泵送流量；然后改變計量泵的沖程比例并運行一段時間，再次將計量泵的沖程比例回到變化前的刻度；使用標(biāo)定柱在一定時間內(nèi)記錄計量泵的泵送流量，可以驗證計量泵的重復(fù)性精度

標(biāo)定柱容積的選擇應(yīng)盡可能大一些，可以保證計量泵的測試時間盡可能長，減少時間累積導(dǎo)致的偏差。如果計量泵的額定流量較大，導(dǎo)致標(biāo)定柱容積過大，那么最低限度需要保證30秒的測試時間。

標(biāo)定值的材質(zhì)可以是PVC，不銹鋼/PVC，不銹鋼/石英玻璃。具體選擇與材料對介質(zhì)的耐腐要求直接相關(guān)。