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装置运行中的 HODD 泵泵头

技术

液压驱动双隔膜泵如何工作——以及这对固体、自吸、气蚀、脉动和能耗意味着什么。我们最常被问到的问题,在此完整解答。

工作原理

HODD 代表 Hydraulic Operated Double Diaphragm(液压驱动双隔膜)。隔膜将驱动侧(泵缸)与湿端(泵头)分隔开。它既非机械驱动,也非压缩空气驱动,而是由液压油驱动。

这带来了决定性的差异:隔膜位置在每种运行工况下都由液压控制。隔膜本身几乎保持无受力状态——它分隔两个腔室,而无需承受压差。因此固含量和排出压力对其使用寿命没有直接影响。

隔膜的运动将压力导入泵头,止回阀在此赋予介质方向。由于隔膜始终受控,那些会损坏其他泵型的运行工况在此变得可控:空罐干运行、堵塞或关闭的吸入管路、自吸以及低吸入压力下的运行。高压下的小流量也能高效产生,而不损害使用寿命。

关键参数

该系列能提供什么

以下数据适用于两个系列和所有机型规格。您那台泵的具体设计——流量、接口尺寸、材料——将随我们回复您咨询时寄出的技术数据表一并提供。

固含量
最高 50 %
取决于固体的大小和形状。本泵可处理携带固体的液体。
颗粒尺寸
最高为管径的 30 %
在 DN 100 时约相当于 30 mm。
阀的平均速度
最高 3–4 km/h
由设计所限。相对较低的速度使阀座和阀笼的磨损保持在低水平。
工作压力
最高 16 bar
不影响隔膜寿命:隔膜由液压导向,几乎保持无受力状态。
残余脉动
低于 10 %
在带缓冲器的标准配置下。如需更低,缓冲器可设计为低于 1 %。
缓冲器建议使用阈值
约 6 bar
在此之下,大多数应用无需脉动缓冲器即可运行。
总效率
高于 90 %
在最佳效率点——大机型规格、高压、泵充分利用。计算时已计入机械损失,而不仅是泵头内部。
隔膜破裂检测
标准配置
模拟式指示器属于标准供货范围;电子监测可作为选配。

所有数据描述的是设计能力,而非单一工作点。您的工艺能达到哪些数值,取决于介质、固含量和运行工况。

常见问题

每次选型前都会遇到的五个话题

详尽解答——让您在第一次通话之前,就能判断该设计是否适合您的工艺。

固体处理

泵能承受多少固体含量、在哪里磨损,以及堵塞时该怎么办。

泵能处理多少固体含量?

最高 50 %,取决于固体的大小和形状。值得记住:泵是用于液体的设备。其中携带的固体没有问题。

泵能处理多大的颗粒?

最高为管径的 30 %。在 DN 100 时约相当于 30 mm。

如果止回阀被卡住会怎样?

泵将停止输送液体,因为只要有一个阀被顶开,就无法建立压力。通常不会发生损坏——只是输送停止。

如何清除被卡住的阀?

按此顺序:从吸入侧用洁净流体冲洗;打开泵上的排放接口以检查并清除堵塞物;如果仍不够,则拆下受影响的横担并清洁。

应预期怎样的磨损,发生在哪些部件上?

阀的平均速度由设计限定为最高 3 至 4 km/h。这一相对较低的速度使磨损保持在低水平。在长时间运行后,磨损首先出现在阀笼和阀座上——两者都是易于更换的部件。

在处理固体方面,与软管泵有何区别?

软管泵的软管并非无受力:它在每一转都被挤压,而这种持续的变形限制了其使用寿命。固含量和排出压力直接作用于它,且软管张力必须根据排出压力进行调整。在 HODD 泵中,隔膜由液压导向,几乎保持无受力状态。HODD 泵可实现明显更高的效率。

与螺杆泵及其他旋转泵有何区别?

在那些泵中,固体被夹在静止元件和旋转元件之间。固含量和压力直接作用于恰恰产生泵送作用的那些部件的使用寿命——而更换它们要求很高,因为它们是泵的核心。

与采用机械密封的泵有何区别?

采用机械密封的泵存在固体侵入密封间隙、盐分结晶析出或发生干运行的风险。HODD 泵通过隔膜实现全密封——运行机械密封所带来的所有挑战和风险都不复存在。

试验台上的透明泵头,充满磨蚀性喷砂料
配透明泵头的试验台:泵正在处理高度磨蚀性的喷砂料。
固体聚集在泵头下部的止回阀处
被刻意过载直至吸入阀卡住。冲洗后,泵继续运行——毫发无损。

自吸

真正限制吸程的是什么——以及为何通常不是泵本身。

泵自身能吸多少米?

泵能产生少有其他技术能及的吸程。在实践中,设定极限的是吸入管路,而非泵:在高吸升时,即使法兰或阀处有一个小泄漏也会吸入空气——而这正是限制结果的因素。

如果空气进入吸入管路会怎样?

一旦空气进入吸入管路,无论是通过泄漏还是通过液体析气,输送量都会下降。不会发生损坏。

粘度起什么作用?

粘度更高的液体会增大吸入侧的损失。临界工况会比水更早出现,输送量也相应下降。

吸入管路的容积起什么作用?

在自吸时,泵首先必须将吸入管路中的空气排至排出侧,液柱才会随后跟上。如果吸入管路包含水平段,或其公称直径大于泵的公称直径,则应预先充满。

气蚀

为何一种会摧毁其他隔膜泵的工况,在这里只损失流量。

气蚀在 HODD 泵上是什么样子?

在低压下,泵内会积聚蒸气泡。它们的形成和溃灭跟随活塞速度——因而两者都以适中的速度发生。

如何从外部识别它?

通过输送量的减少。

对泵有什么风险?

在气蚀中运行对 HODD 技术没有风险。

为什么传统隔膜泵在气蚀下会失效,而这款不会?

HODD 技术在气蚀等临界运行工况下始终保持对隔膜的控制。

我的应用能从中获得什么?

装置很少在恒定条件下运行。例如在排空罐体时,初始条件并不苛刻,但随着液位下降而持续变化。传统泵在此会遇到麻烦。HODD 泵则可以径直穿过临界区间——虽有一些流量损失,但不会损坏。

如果吸入管路完全关闭呢?

泵同样能挺过去:无论是被固体意外堵塞的吸入管路,还是被错误操作的阀关闭的吸入管路。

正常运行中的透明泵头,介质平静地留在腔室中
正常运行。
同一泵头在强烈气蚀下,介质中充满蒸气泡
同一台泵在强烈气蚀下:输送量下降,泵不受损。

脉动

何时需要缓冲器、残余脉动还剩多少,以及管道为何会震动。

脉动有多大?

在不缓冲的情况下,压力表上显示的波动与排出压力一样大。这是容积式泵的固有特性。

当容积式泵运行时我的管道会震动。为什么?

通常是因为管道设计。有帮助的做法:在泵出口处设一段直管,泵后不要紧接弯头,不使用软管——并将管道在各个方向上妥善固定。

我需要脉动缓冲器吗?

这取决于应用。到约 6 bar 为止我们通常不使用缓冲器;在更高压力下,缓冲器变得越来越可取。

缓冲后还剩多少残余脉动?

标准情况下低于 10 %。如需更低,则取决于缓冲器如何设计——低于 1 % 是可实现的。

何时使用主动缓冲,何时使用被动缓冲?

当排出压力恒定时采用带隔膜缓冲器的主动缓冲。当其变化剧烈时采用带气罐的被动缓冲。最好的例子是压滤机进料:起始压力约 1 bar,终压最高 16 bar。这需要一个能在每一刻自我适应的系统。

被动缓冲如何工作,是否消耗大量空气?

我们在吸入侧、即低压处注入少量空气。这些空气聚集在排出侧的气罐中,形成一个将脉动衰减到最小的气垫。如果泵是自吸的,空气可以从大气中吸取。

能效

为什么总效率才是关键数值,以及它与其他泵型相比如何。

泵能达到什么效率?

总效率最高可达 90 % 以上——在合适的工作点、于最佳效率点可达到。通常,在较高压力下,我们的技术比如旋转泵要高效得多,因为几乎没有内部摩擦。

其他供应商也标称 90 % 以上。区别在哪里?

他们通常指的是在泵头内部产生的液压效率。对电费而言重要的是总效率:液压效率加上齿轮箱、皮带和驱动中的机械损失。我们计的是总效率,预期能耗也在我们的数据表中给出。

为什么效率随压力上升?

因为我们泵的机械损失几乎与工作点无关。压力越高,液压的杠杆作用越大——总效率也越好。

泵与其他容积式泵相比如何?

明显更好。在凸轮泵、螺杆泵和软管泵中,工作原理基于摩擦,而摩擦就是损失的能量。

与离心泵相比呢?

当流量决定工作点时,离心泵非常高效——大流量是它们的强项。当压力决定工作点时,离心泵就在部分负荷下运行。而这恰恰是 HODD 泵占优之处。

压滤机泵上的流量调节器起什么作用?

进料速率随压滤机的需求液压式地自适应——在每种运行工况下。这以理想的方式为压滤机供料:节能、低磨损,并以最佳的滤饼为成果。

何时离心泵是更好的选择,何时选 HODD 泵?

在需要低压大流量的地方离心泵表现出色——那是它们经济上的最佳点。一旦压力决定工作点,即高压小流量,或涉及高吸升、干运行、磨蚀性或腐蚀性介质及苛刻的吸入条件时,HODD 泵便发挥所长。告诉我们您的工作点,我们会坦率地告诉您哪种设计更经济。

为大型压滤机供料最高效的方式是什么?

在大型压滤机上,可将两种设计的优势结合起来。在充填阶段,离心泵迅速将体积送入压滤机——低压大流量,正是其经济区间。随着背压上升、离心泵达到其最小流量时,HODD 泵接手:即使压力在压榨阶段末端显著上升,它仍保持流量恒定。这样每台泵都工作在其最佳区间——在大型装置上可显著降低投资和运行成本。

结构对比

AODD、EODD、HODD——差异何在

双隔膜泵的差异首先在于隔膜的驱动方式。使用寿命、能耗以及在极限工况下的表现,都由此而来。

AODD

气动双隔膜泵

工作原理

  1. 01供入压缩空气。
  2. 02气阀控制腔室之间的切换。
  3. 03压缩空气直接移动隔膜。
  4. 04工艺液体被泵送。
  • 优势: 成熟的技术,结构简单。泵上无电气部件,也可用于存在爆炸风险的区域。
  • 局限: 隔膜自身承受压差。因此固含量和排出压力直接作用于其使用寿命。
  • 局限: 压缩空气是驱动泵最昂贵的方式之一:它必须以相当大的代价生成,很大一部分能量在压缩机与用气点之间损失,而泵本身又消耗大量压缩空气。

EODD

电动双隔膜泵

工作原理

  1. 01电机驱动一套偏心机构。
  2. 02该机构以机械方式移动隔膜。
  3. 03工艺液体被泵送。
  • 优势: 比气动驱动节能得多,因为能量的传递无需绕经压缩空气管网。
  • 局限: 作用力以机械方式作用于隔膜。随着所需压力上升,隔膜寿命显著下降——这在高端限制了合理的运行范围。
  • 局限: 在吸升工况下输送量下降。
  • 局限: 驱动与泵构成一个结构单元。如果泵置于腐蚀性气氛中,例如紧邻酸罐,电子部件就会与湿端暴露于相同的烟气中。

HODD

液压驱动双隔膜泵

工作原理

  1. 01液压缸产生隔膜的位移。
  2. 02液压油移动隔膜并在每种运行工况下控制其位置。
  3. 03工艺液体被泵送。
  • 优势: 隔膜几乎保持无受力状态。固含量和排出压力对其使用寿命没有直接影响。
  • 优势: 工作压力最高 16 bar,且不损害隔膜寿命。
  • 优势: 即使在吸入运行中,流量也保持恒定。
  • 优势: 干运行、堵塞或关闭的吸入管路以及在气蚀中运行都能挺过而不受损——泵在这些工况下输送量可能减少,但不会受到损害。
  • 优势: 电机与湿端彼此分开。电机的损坏仍只是电机的问题,而不会报废整台泵。
  • 优势: 在最佳效率点总效率高于 90 %——计算时已计入机械损失,而不仅是泵头内部。
  • 优势: 带监测的双隔膜技术:在发生任何泄漏之前即可检测到损坏。

本对比描述的是泵型,而非个别品牌。某台具体泵的表现还取决于其设计、材料和工作点。

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