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技術(shù)文章

用微型氣泵向儲(chǔ)氣罐充氣的計(jì)算

閱讀:4675發(fā)布時(shí)間:2012-6-21

  (ZX20120621)為了提高向下游裝置供氣的可靠性,我們選用市場(chǎng)上的“氣海”FAY6003型長(zhǎng)壽命調(diào)速氣泵與儲(chǔ)氣罐等組成了供氣組件。該泵是一種薄膜泵,使用直流電機(jī),體積小,重量輕。FAY6003型配置了長(zhǎng)壽命的進(jìn)口無刷電機(jī),不干擾控制電路。通過脈沖寬度調(diào)制(PWM)線能方便地改變電機(jī)轉(zhuǎn)速和流量。能輸出轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)。泵無需維護(hù),不污染介質(zhì),允許介質(zhì)含水汽。
  
  此類氣泵的結(jié)構(gòu)決定了輸出的流量、壓力存在一定波動(dòng),選擇合適的儲(chǔ)氣罐可以很好地平滑壓力的脈動(dòng),保證穩(wěn)定供氣,減少泵的啟停頻率。當(dāng)泵意外停機(jī)、停電時(shí),可以利用罐內(nèi)儲(chǔ)存的壓縮氣體應(yīng)急處理。儲(chǔ)氣罐采用不銹鋼材質(zhì)。普通碳鋼的儲(chǔ)氣罐內(nèi)部只是一層防腐蝕的涂層,雖然價(jià)格低,由于壓縮氣體中難以避免地帶有水分,時(shí)間長(zhǎng)了涂層可能會(huì)腐蝕掉,存在安全隱患。氣泵和儲(chǔ)氣罐關(guān)乎系統(tǒng)安全問題和可靠性,應(yīng)慎重選擇。
  
  供氣組件還有安全閥、壓力表、單向閥、排水閥、氣管路等。當(dāng)儲(chǔ)氣罐內(nèi)的壓力超過允許限度,安全閥可自動(dòng)將壓縮氣體排出。單向閥只允許氣體從氣泵進(jìn)入儲(chǔ)氣罐,當(dāng)氣泵停止工作時(shí),阻止儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體反方向流動(dòng)。典型的城市空氣中含有4000萬單位的微小固體顆粒,如各種灰塵、油份、花粉等。如果這些固體顆粒不經(jīng)過濾進(jìn)入氣泵,雖然是可靠性較高的氣泵,也會(huì)縮短其使用壽命。在入口安裝了使用尼龍濾網(wǎng)的“氣海”過濾器,有效防止了堵塞管路。壓力開關(guān)用來控制氣泵的運(yùn)轉(zhuǎn),它被設(shè)定了zui高和zui低壓力,儲(chǔ)氣罐內(nèi)達(dá)到zui高壓力時(shí)氣泵就停止運(yùn)轉(zhuǎn)。壓力跌到zui低壓力值時(shí),就重新啟動(dòng)氣泵。要定期打開儲(chǔ)氣罐排水閥排水,以避免儲(chǔ)氣罐實(shí)際容積減少,氣泵啟動(dòng)運(yùn)行頻繁,壓縮氣體含水量增大,影響使用效果。
  
  儲(chǔ)氣罐的容積愈大,氣泵運(yùn)行時(shí)間間隔就愈長(zhǎng)。但儲(chǔ)氣罐的容積也不是越大越好,根據(jù)系統(tǒng)工作時(shí)間、流量、壓力等合理選擇。儲(chǔ)氣罐的容積從以下兩方面計(jì)算確定。
  
  當(dāng)泵停止供氣時(shí),氣罐內(nèi)的壓縮氣體能保證供氣的時(shí)間為t,所需氣罐容積V為:
  
  V>Paqmaxt/(p1-p2)
  
  當(dāng)系統(tǒng)耗氣量大于氣泵的排量時(shí),所需氣罐容積V為:
  
  V>Pa(qmax-qv)t/(p1-p2)
  
  式中Pa—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)大氣壓力(MPa);
  
  p1—氣罐內(nèi)壓力或泵停止供氣時(shí)氣罐的初始?jí)毫Γ∕Pa);
  
  p2—系統(tǒng)允許的zui低壓力(MPa);
  
  t—系統(tǒng)工作周期或泵停止供氣后系統(tǒng)應(yīng)維持的供氣時(shí)間(min);
  
  qmax—系統(tǒng)zui大耗氣量(m3/min);
  
  qv—泵供應(yīng)的流量(m3/min)。

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