计量泵脉动阻尼器与背压阀

计量泵脉冲阻尼器与背压阀

1 脉冲阻尼器

⑴概述

脉动阻尼器也叫均流器或缓冲器，是消除管路脉动的常用元件，是计量泵必须配备的附件。脉动阻尼器能够平滑由柱塞泵、隔膜泵等容积泵引起的管路脉动和系统的水锤现象。用于往复式计量泵的投加系统中，以吸收泵产生的脉动峰值。脉动阻尼器能有效改善泵的工作性能，并可使用较小口径的管路。安装适当的脉动阻尼器，能延长往复式计量泵及系统设备的寿命，减少系统的造价。

⑵主要功能

①减小除去水锤对系统的危害；

②减小流速波动的峰值；

③保护管路、弯头、接头不受压力波动的冲击；

④为计量泵创造良好的工作环境并改善泵的工作性能；

⑤允许系统使用更小的管径，降低成本；

⑥和背压阀等配合使用可以使管路的压力波动接近为零；

⑦降低系统的能耗。

⑶工作原理

脉动阻尼器的工作原理是遵循波义尔定律：即在恒定温度下一定量的气体的绝对压力与体积成反比：P1×V1=P2×V2。通过改变气体的体积可以平滑管路脉动，对于流速有正弦曲线特性的系统，波峰时，气室体积变小，脉动阻尼器吸收多余的流量的液体，波谷时，气室体

积变大，释放存储的液体，从而达到平滑脉动的效果。

膜片式脉动阻尼器内装有弹性隔膜，参见右图。隔膜将上部内

腔中的压缩气体和下部外腔中的被输送流体隔开，通过气室容积的

变化平滑管路脉动。当计量泵进入排出行程，液体被压入管路，使

得管路压力不断升高，当此压力超过脉动阻尼器的预充压力，隔膜

被物料顶着向上运动，部分液体将会进入阻尼器。直到隔膜两侧压

力平衡。

当泵排出行程结束，管路压力下降，阻尼器内气体腔中的压力

大于管路的压力，于是，隔膜被气体压回其原始的位置，并将物料

压回管路中。

在泵的每个循环冲程中，计量泵与脉动阻尼器产生两个脉冲

波，并进行叠加。脉动阻尼器起到了“消峰填谷”作用，从而有效

地消除了被输送流体的脉动。

⑷脉动阻尼器的选用

膜片式脉动阻尼器的特点：可以预充气体，充气后平滑脉动的

效果比空气室式脉动阻尼器的效果好；气体不与管路液体接触，气体不会因溶解到液体里而损失；设有限位装置，防止膜片过度变形。

空气式脉动阻尼器的特点：容积大，耐高压，无需充气，竖直安装，结构简单，气体易流失，单位容积平滑脉动的效果不如膜片式脉动阻尼器。

脉动阻尼器的选型应根据液压管路的波动量来选定，对于容积泵，可根据冲程流量来选定。脉动阻尼器的容积越大平滑脉动效果越好。

考虑到气体压力会随温度的变化而变化。对液体温度超过50℃的系统，预充气体时应考虑预充压力随温度的变化。

膜片式脉动阻尼器最高使用压力为：塑料材质的为1.0MPa，金属材质的为2.5MPa，禁止超压使用，以免壳体破裂发生危险。最高使用温度75℃。最低使用温度5℃，最佳使用温度10~45℃。

一般情况下，脉动阻尼器充气压力控制在管路压力的50-80%间（管路压力小于1.5bar时，需加装背压阀），残余脉动控制在5%左右，脉动阻尼器体积V0选择为泵的每个脉冲排出体积Vb的15-20倍，此值越大效果越好。

某些场合，由于泵型较大，可选择多个阻尼器并联使用。

⑸安装使用

安装过程中，应避免发生碰撞，以防壳体破裂。安装时应在脉动阻尼器周围预留足够的空间，便于脉动阻尼器预充气体及日后的维护、调整。脉动阻尼器与固定支架间应垫有减震材料，以吸收脉动阻尼器壳体的震动能量，同时防止产生共震。

使用前预充氮气或氩气，压力为系统平均压力的50%-80%。若安装在泵出口处，推荐预充50%的压力，若安装在泵入口处，推荐预充70%-80%。若长期不用应放掉预充气体，以延长膜片寿命。脉动阻尼器膜片材质为聚四氟乙烯衬橡胶(PTFE)，不能预充氧化性气体（如氧气、空气），否则会加快橡胶的氧化速度，减少膜片的使用寿命。

使用时压力表指针应小幅摆动，摆动过大则说明预充气体压力偏小或者选型偏小，不摆动说明预充气体压力过大或者管路不通。

⑹脉动阻尼器的保存

清洗脉动阻尼器内的被输送物的残留物；排空气室内的氧化性气体；释放气室内的气体，使内外压强相同；干燥脉动阻尼器；密封在塑料薄膜内。

由于膜片会老化等原因，脉动阻尼器不易长时间保存（最好不要超过两个月）。结束保存期后，需重新测试脉动阻尼器的密封状况及检查膜片是否损坏。

⑺注意事项

①安装在离泵距离近的位置平滑脉动的效果会更好；

②竖直安装比水平安装效果更好；

③预充气体压力并非越大越好；

④避免与系统发生共振；

⑤与背压阀同时使用时，应安在泵与背压阀间，以吸收泵与背压阀间的流量峰值。减缓背压阀的磨损速度；

⑥脉动阻尼器应在室内使用，避免阳光直射，远离火源、热源。室外使用应加防护棚或防护罩；

⑦若管路液体为危险品，应为脉动阻尼器加防护罩，防止壳体破裂后溢出的物料伤害人体或者污染环境；

⑧每天检查预充气体压力，塑料材质的每月检查壳体有无破裂,每2500小时或六个月检查一次隔膜片，根据实际情况决定是否更换；

⑨膜片式脉动阻尼器不是传热元件，使用过程中不得对脉动阻尼器加热或冷却；

⑩对脉动阻尼器进行任何维护以前，应停止运转设备，释放压力，关闭脉动阻尼器与系统相联的阀门，确认脉动阻尼器内没有压力。维修时注意防止被输送液体伤害人体。

○11运转中发现隔膜破裂应及时切断电源。

警告：对脉动阻尼器进行任何维护以前，应停止运转设备，释放压力，关闭脉动阻尼器与系统相联的阀门，确认脉动阻尼器内没有压力。维修时注意防止被输送液体伤害人体。

2 背压阀

⑴概述

计量泵等容积泵在低系统压力下工作时，都会出现过量输

送。为防止类似问题，计量泵的进出口必须至少有0.7Bar的

背压。通过在计量泵出口管道中安装背压阀就能达到目的。

⑵主要功能

①为背压阀两端管路提供压力差；

②在要求不是很严格的系统中可作为安全阀使用；

③和脉动阻尼器配合使用减小水锤对系统的危害，减小

流速波动的峰值，保护管路、弯头、接头不受压力波动的冲击；

④为计量泵创造良好的工作环境并改善泵的工作性能。

⑶工作原理

背压阀是通过弹簧的弹力来工作的。当系统压力比设定压

力小时，膜片在弹簧弹力的作用下堵塞管路；当系统压力比设

定压力大时，膜片压缩弹簧，管路接通，液体通过背压阀。

⑷背压阀的使用

在出口管路中，背压阀应和脉动阻尼器同时使用，用脉动阻尼器吸收泵和背压阀之间的流量峰值。没有脉动阻尼器时，背压阀将随着每次泵冲程的进行而快速打开和关闭。有脉动阻尼器时，背压阀将在半开