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气泡水泵输出特征的影响

[ 时间:2018-03-10 来源:http://www.kenflor.com/ 作者:佛山肯富来水泵厂 点击: ]

在柔性隔膜压电泵工作过程中,泵腔内气泡对压电泵的输出性能有很大影响,当柔性隔膜压电泵存在气泡时,柔性隔膜压电泵流量降低、输出压力下降、自吸高度下降,甚至气泡将阀片卡主导致压电泵无输出特性,近年来很多学者将排气泡能力作为佛山肯富来水泵设计的重要指标,在提高压缩比、改变单向阀的密封性及优化流道结构方面作了大量尝试,通过液力放大机构、改变腔体结构提高压缩比来增强排气泡能力,得到了很好地效果。

 

柔性隔膜压电泵主要分为两部分液体,一部分是液压系统的纯净水,另一部分是输送的流体。对于液压系统,气泡主要来自于三部分:一是纯净水中本身存在溶解在纯净水的气体,当压力和温度发生变化时,有一部分溶解在纯净水中的气体稀释出来,形成气泡。二是对泵体材料的表面特性导致的,当纯净水首次充满储液腔时,由于泵壳的粗糙度的缘故,储液腔不能对储液腔和压电振子表面完全覆盖,有大量的微气泡存在,当压电泵工作一段时间时,总会有一定量的气泡析出。三是,在纯净水充满过程中,我们总是无法完全保证纯净水充满储液腔。

 

对于泵腔,气泡主要来源于一般分为三部分,一是输入管路混入的空气,如添加、更换流体或者流体与空气接触时有震动。二是当柔性隔膜压电泵在工作时,由于压电振子的往复振动,泵腔内的温度和压力会发生改变,此时液体中溶解的气体会有一部分析出。三是压电泵在高频工作时产生的空化泡。对于这三类气泡,可以通过对液体抽真空、加热处理减少气泡的产生,但这加大了对压电泵使用的限制,而且当流体暴露在空气中时,这种现象无法避免。

 

1、气泡对液压系统影响

第一,在一般的液压系统中,可以认为纯净水是非压缩性流体,但当纯净水混入空气时,其压缩率便会大幅度增加,纯净水本身具有相当高的刚度或是大的体积弹性系数则大大降低,影响着系统振动模型的参数,影响振动频率,并且由于压缩率大大增加,降低了柔性隔膜压电泵的压缩比,也会降低压电泵的输出流量、输出压力和自吸高度。第二,气泡在瞬间压缩后,其温度会急剧上升,造成能量损失。

 

2、气泡对流体的影响

第一,当气泡不断析出,融合发展为较大的气泡,肯富来水泵不断工作时,气泡不断收缩和扩张吸收腔内容积和压力的变化,从而导致压电泵的输出压力降低、输出流量减小、自吸高度减小,此时若负载稍有增大,则压电泵无输出。此外,如果水中含气,若压电振子的振动频率较高,则易发生空化现象,表现为泵腔内的液体呈沸腾状,不断有气泡产生和崩溃,腐蚀泵腔内壁和压电振子。第三,当进入泵腔的气泡体积较大时,除了吸收泵腔的体积变化,还有可能将整个阀包围,导致阀片开启需要很大的开启压力,此时较大群气泡若无法排出,有可能使泵失去工作。

 

通过对普通压电泵和柔性隔膜压电泵对比试验,说明柔性隔膜压电泵在排气泡能力的优势,两种规格的压电泵均采用相同压电振子,在电压-150V—150V方波测试条件下,两种泵输出性能如表1。对10分钟内气泡卡住次数做出统计,当气泡卡住时,采用注射器吸出。实验结果如表2所示,发现柔性隔膜压电泵在排气泡能力上与普通泵相比有很大提升。

表1:两种泵参数

  压力(kPa) 自吸(mm) 流量(ml/min)
普通型 18 420 23.13
柔性隔膜压电泵 22 1200 21.18

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