脉冲（动）阻尼器

1. 概念

脉冲（动）阻尼器是计量泵必须配备的附件，它是一种用于消除管道内液体压力脉冲或者流量脉冲的压力容器，可起到稳定流体压力和流量、消除管道振动、保护下游仪表和设备、增加泵容积效率等作用。

2. 原理

根据玻意耳定律P₁V₁=P₂V₂，通过改过气体的体积来平滑管路脉冲，对于流速有正弦曲线特性的系统，波峰时，气室体积变小，脉冲（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，从而达到平滑脉冲的效果。

以膜片式脉冲（动）阻尼器为例：阻尼器内装有弹性隔膜，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。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，隔膜被气体压回其原始的位置，并将物料压回管路中。

3. 分类

1）膜片式脉冲（动）阻尼器：分为上下壳体，中间有层氟塑料材质的膜片分隔，其缓冲效果相对于空气室式的要好很多，最大优点就是预充的气体和管路中的液体是分开的，比较方便维护，该类型阻尼器PVC材质的最大耐压是1.0MPa，不锈钢材质的最大耐压是5MPa。

2）气囊式脉冲（动）阻尼器：最大优点在于其能够承受较高的压力（最大耐压30MPa），其结构是在空气罐内加一个气囊，气囊内充入一定压力的气体，在管路中，管路中的液体压缩气囊，气囊收缩，然后扩张，从而起到缓冲效果，但是该类型阻尼器一般成本偏高，特殊材质的气囊生产周期比较长。

3）空气式脉冲（动）阻尼器：就像在管路上加一个带压力表的可乐罐一样，液体靠直接压缩里面的空气而起到一个缓冲的效果，但是其最大的缺点就是阻尼器里的空气会渐渐的溶解到介质中，从而导致可压缩的空气容积越来越少，能起到缓冲的作用也越来越小，需要把阻尼器从设备上拆下来后重新与大气连通才可以保证里面的气体容积，所以在使用过程中维护起来稍微麻烦一些，不过其成本比较低廉，所以适合一些对缓冲要求不是太高的系统使用。

       通常采用最多的是膜片式脉冲（动）阻尼器，压力1.0MPa。

4. 选型

       脉冲阻尼器的储气容积可根据下式进行计算：

       式中：V_阻尼器为储气容积，L；V_计量泵为每冲程的排量，L；K为泵的类型参数；P为平均工作压力，MPa；D为允许的压力波动百分比，一般为5%；N为气体膨胀系数，氮气为0.714，空气为1.0；P_min为最小压力，MPa；P_max为最大压力，MPa。

       对于计量泵的冲程排量V_计量泵，一般通过下式计算：

       式中：V_计量泵为每冲程的排量，L；Q为计量泵流量，L/h；f为冲程频率，次/min。

单台泵单泵头：一台泵，一个电机带动一个泵头；单台泵双泵头：同样是一台泵，但是是一个电机带动两个泵头，左右对称，一杆两轮，一个蜗杆带动左右两个蜗轮，其实相当于两台泵。对于污水处理而言，一般都会选用单台泵，并配套一个阻尼器。在几台计量泵并联运行时，出口管路会合并为一根管道，但是阻尼器一般各用各的，不合并设置一个大规格的。

以单台泵单泵头的计量泵为例，流量Q为500L/h，冲程频率f为180次/min，K值取值0.6，D值取值5%，预充气体为氮气，N取值0.714，计算V_阻尼器：

大多数厂家在其产品上是这么注明关于如何选型的：用计量泵每一冲程的计量能力乘以26，就可以得出减少90%脉动所需要的脉冲阻尼器的最小容积。同样上式按照厂家推荐的方法计算，所需容积为1.2L，结果偏大，但是基于我们设计而言，越大越保守，越安全。

5. 其它

1）安装位置：

由于计量泵的流动是间歇的脉冲流，与通常的稳定流动相比，管路中流速变化大，摩擦损失和局部损失也是周期性变化的。类似正弦波的流动方式导致了流速变化，从而引起了加速度损失的产生，因此在计算计量泵入口装置能提供的气蚀余量（NPSH_A）时，除了考虑管路损失以外，还必须考虑加速度损失对NPSH_A的影响（相对于普通离心泵而言，这部分加速度的损失是多出来的，需要考虑）。

对于计量泵进口，设置脉冲（动）阻尼器的目的主要是为了改善NPSH_A，防止抽吸时液体汽化，有的时候也可以看到没有设置的情况。对于计量泵出口，通常情况下都要设置，目的在于脉冲（动）流转化为类似于层流的状态，当然了还有其它各种好处。

2）附件：

为了使脉冲（动）阻尼器最有效，应尽可能靠近泵出口。靠近阻尼器设置一个截止阀可方便维修或更换隔膜，并缩短停机时间。上面的压力表用来显示充气压力和管路工作压力，需要注意的是，当管路工作压力小于预充气的压力时，压力表显示的是预充气压力，当管路压力大于充气压力时，介质压缩膜片，膜片压缩上壳体内的气体，阻尼器上的压力表读数会慢慢升高到跟管路压力一致，这时显示的则是管路工作时的压力。这个压力表的存在很重要，隔膜里到底有没有气，有没有泄露，可以通过压力表观察出来。

3）充气

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。阻尼器膜片材质为聚四氟烯衬橡胶，最好不要预充氧化性气体（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。