Демпфер пульсаций: установка и эксплуатация

У объемных насосов есть множество преимуществ, но помимо них есть и ощутимые недостатки. Один из них – пульсации в потоке, которые делают его неоднородным, что влияет на характеристики перекачиваемой среды. Для компенсации таких вибраций используют демпфер пульсаций.

Демпферы являются сосудами под давлением с установленной внутри гибкой диафрагмой, которая отделяет инертный сжатый газ (воздух или азот) в верхней части корпуса от проточной части, расположенной снизу. В зависимости от того, как установлен или настроен демпфер, он может использоваться как демпфер пульсации на выходе из насоса, стабилизатор жидкости на входе в насос или демпфер от гидроудара в трубопроводе, при установке около запорной арматуры. Демпферы работают по принципу: объем обратно пропорционален давлению (P1V1=P2V2). Сжатый воздух или азот подается в пневматическую камеру демпфера. Когда модель демпфера подобрана правильно, произведена правильная зарядка и установка в соответствии с инструкциями, демпфер значительно снижает пульсацию жидкости и предотвращает повреждение трубопроводов и другого оборудования, установленного в системе (насосы, фильтры и т.п.). Все демпферы, изготовленные компанией JX готовы к использованию, и проходят сертификацию в России.

Перед отправкой каждый демпфер проходит заводские испытания на расчётное давление или выше, для обеспечения правильной работы и исключения протечек жидкости и газа

Что такое пульсации и чем они опасны

Когда рабочая среда поступает в насос неравномерно, она перекачивается отдельными толчками, из-за чего в гидравлической системе возникают резкие перепады давления – пульсации. Из-за пульсаций жидкость перекачивается неравномерно, нарушается ее структура, а оборудование начинает вибрировать и издавать шум при работе, что приводит к сбоям технологического процесса.

Опасность пульсаций состоит в том, что даже при довольно небольшой амплитуде колебаний во время вибраций они могут входить в резонанс с частотой колебаний отдельных узлов оборудования. В результате постепенно возрастающие циклические напряжения провоцируют усталостные разрушения, из-за которых опорные конструкции теряют устойчивость, уменьшается срок службы контрольно-измерительных приборов. Когда пульсации жидкости на выходе из насоса превышают определенные значения, необходимо использовать демпферы пульсаций.

Что такое демпферы пульсаций

Демпфер пульсаций – устройство, которое минимизирует пульсации давления в системах перекачивания жидкостей. Он выравнивает давление, в результате снижаются пульсации, пропадают шумы и вибрации, оборудование меньше подвергается повреждениям и износу, в том числе из-за циклических напряжений, что положительно влияет на срок его службы, а также может свести к минимуму затраты на обслуживание и ремонт.

Выравнивающие давление приборы используют в нефтегазовой и химической отраслях, в пищевой промышленности, фармакологии и других сферах, где используют пневматические мембранные насосы. В зависимости от требований оборудования, технологического процесса и условий эксплуатации, демпферы имеют разную конструкцию.

Подходящий по типу и размеру демпфер успешно гасит пульсации в мембранных пневматических насосах, в результате скачки давления пропадают и теряют актуальность сопутствующие пульсациям риски.

Результаты установки демпфера:

• стабилизация потока жидкости;
• уменьшение амплитуды пульсаций до 90%;
• снижение шума и вибраций в гидравлической системе;
• минимальный риск возникновения неисправностей в гидравлических линиях;
• эффективная защита контрольно-измерительной аппаратуры.

Использование демпферов пульсаций увеличивает безремонтный период работы оборудования. Устройства устанавливают на входе или на выходе насоса, а также других узлах, на которых возникают пульсации.

Принцип работы и конструкция

Демпфер состоит из пневматического клапана, который размещен в корпусе, соединяется с мембраной и регулирует поток жидкости. Корпус с исполнительным механизмом, гасящим колебания, разделен мембраной на две камеры – жидкостную разделительную и воздушную. В зависимости от разновидности прибора, воздушная камера:

• присоединяется к пневматической линии – у активных демпферов;
• работает автономно, заканчивается сжатым воздухом от насоса либо компрессора, не имея подключения к пневмолинии – у пассивных.

Давление в пневматической камере можно регулировать двумя способами: в автоматическом режиме или вручную.

Вне зависимости от вида и конструкции демпфера, у них один принцип работы. Разделительная мембрана внутри устройства используется как диафрагма, которая с одной стороны улавливает определенный объем жидкости, а с другой – воздух под давлением, после чего:

• когда давление в напорной линии, по которой перемещается жидкость, возрастает, устройство забирает часть жидкости из линии;
• когда давление между тактами подачи перекачиваемой жидкости падает, демпфер обеспечивает дополнительное давление и вытесняет мембраной накопленную жидкость из расширительной камеры в напорную линию.

За счет таких действий сглаживается разница между величиной давления в трубе на разных фазах работы мембранного пневматического насоса. Положение мембраны регулируется исходя из давления жидкости, которая подается в нагнетательную линию насосом.

Степень гашения пульсация напрямую зависит от объема жидкости, который демпфер способен запасти, а потом вернуть в нагнетательную линию. Минимальный объем для нормальной работы устройства должен быть равен тому количеству жидкости, который подается насосом в напорную линию за один такт.