脉动阻尼器/吸入稳定器

安装在管道系统中的一种装置,用于抑制由于流体速度变化而产生的压力峰值和脉动。

压力脉动的原因和影响

根据惯性定律,运动的物体除非受到外力的作用,否则将保持运动状态。有时这些力量是硬的,比如一个鸡蛋撞到人行道上,有时它们是软的,比如跳到你的床上。当力量是硬的或突然的,损坏更可能发生。流体具有相同的性质。当它们运动时,它们有惯性。需要外力来改变流体的方向。

想象一段管子,液体流过。在一端,阀门突然关闭。当阀门关闭时,移动的液体突然需要完全停止。由于大多数液体可以被认为是不可压缩的,因此对阀门的作用力是一种剧烈的冲击。就像一个鸡蛋撞在人行道上。动量的突然变化会对阀门施加一个力。由于液体无处流动,因此会产生压力峰值。

排放阻尼器设计并安装在管道中,以帮助吸收这种压力峰值。阻尼器由一个充满气体或可压缩材料的容器组成。当流动发生突然变化时,可压缩物质能够压缩和膨胀,就像跳到你的床上一样。下面的视频演示了使用和不使用阻尼器的效果。

流量变化引起的压力峰值可能会对系统内的管道和设备造成损害。压力的变化导致管道和材料的内壁迅速膨胀和收缩。随着时间的推移,这些变化可能会在管道和设备墙壁上产生裂缝。如果压力尖峰足够大,产生的尖峰可能有足够的压力导致管道爆炸。

通过安装一个脉动阻尼器,这些峰值的强度被降低到可控水平。所有可能出现有害压力峰值的管道上都应该安装一个阻尼器。

脉动阻尼器的类型

可以购买各种形状、尺寸和设计的脉动阻尼器。为特定应用确定脉动阻尼器的尺寸非常重要。不正确的尺寸或不兼容的材料可能会对设备、系统和人员造成危险。

膜式减震器:一种膜式减震器提供了泵送流体和可压缩气体之间的固体分离。膜驻留在阻尼器内,允许压力转移到气体中,而没有任何气体混合到流体中。

气囊式脉动阻尼器:气囊式阻尼器将可压缩气体完全封闭在气囊内。此设置可确保气体不会泄漏到泵送流体中。当气囊膨胀和收缩时,压力脉动被转移到气体中。

波纹管脉动阻尼器:波纹管式阻尼器的工作原理与内胆式阻尼器相同。然而,通过使用波纹管设计,它可以与其他类型的材料,如聚四氟乙烯或不锈钢。这种类型的阻尼系统用于泵送腐蚀性材料,可能会恶化更常见的材料。

压力容器类型:压力容器减震器,有时称为“零维护”类型减震器,不使用任何移动部件。它们仅在非常高的压力下有效。流体,包括水,确实有一定程度的可压缩性。压力容器式阻尼器允许通过泵送流体中的少量压缩性在容器内消散流体压力。在超高压应用中,压力容器式减振器可能是唯一可用的减振器类型。需要注意的是,这种类型的减振器的工作效率不如其他类型的减振器。

挠性管道:尽管不建议使用,但挠性管道或软管可在紧急情况下充当脉动阻尼器。随着流体流量的变化,柔性管道能够“移动”,并允许对流体产生阻尼效果。挠性管道仍然需要适当的尺寸,以减少压力峰值。不当使用可能导致设备损坏,危及设备操作员。

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设备压力脉动的原因

建议快速改变流量的设备配置脉动阻尼器。例如,柱塞泵的流量变化很大。可以准确地预测柱塞泵的平均流量。然而,曲轴的每一次旋转都产生几次流动速度的变化。

让我们以单柱塞为例。

柱塞泵脉动实例

在步骤1中,柱塞向后移动并将流体吸入空腔。流体正从入口流过。

柱塞泵脉动实例

在步骤2中,停止柱塞。它正在从后退向前进过渡。流体已经停止通过入口移动,并且已经完全停止,导致从入口开始的压力尖峰,然后通过吸入管道。流体动量的最终变化是从线速度形式的动能,到压力形式的势能的变化。

柱塞泵脉动实例

在步骤3,柱塞已经开始向前移动。当流体开始通过出口时。出口的静止流体也突然需要移动。一个压力尖峰在排放中产生,从出口开始,然后通过排放管道。

柱塞泵脉动实例

在步骤4中,柱塞再次完全停止。液体不再流过任何一个端口。当它开始向后移动时,流体将突然需要开始通过入口移动。

当柱塞泵缓慢运行时,可以忽略这些压力峰值。在大多数情况下,它们不会产生足够的刺造成伤害。当泵以全速运行时,整个循环每秒发生多次。这些突然变化引起的压力峰值可能需要一个脉动阻尼器。

橡胶软管中出现的压力脉动

上图显示了往复五联泵产生的可见脉动。在入口和出口使用挠性软管,可以很容易地看到通过软管的压力波动。由于钢管更为坚硬,在管道和周围系统发生损坏之前,可能更难目视看到压力振动。在操作泵系统之前,必须正确确定是否需要减震器,并正确安装所需尺寸。

需要注意的是,压力脉动不是压力的函数。系统的工作压力对产生的压力脉动影响很小。往复泵的吸入侧和排出侧都容易受到脉动和由此造成的损坏。吸入和排出阻尼器彼此独立运行。为正确保护泵送设备和系统,需要适当的吸入和排出阻尼器的尺寸和安装。

Power Zone不为任何没有安装足够阻尼系统的泵提供保修。

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