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提高隔膜泵的隔膜寿命选择隔膜泵的执行机构

时间:2022-08-03 13:43:19 来源:上海立申水泵制造有限公司

     隔膜泵中的隔膜不仅起着密封作用,可以将泵的轴密封,使液压油和输送液体分离开来,而且作为泵的排放膜,还与泵的排量有着密切关系。当隔膜向左运动时隔膜腔下端的进料阀打开而吸入输送介质;当隔膜向右运动时,隔膜腔上部的出料阀打开而排出输送介质。由此可见,隔膜寿命的长短是影响隔膜泵正常工作时间和工作效率的关键因素之一。

  一、选取合适的几何形状尺寸:

  隔膜凹凸变形过程中只有弯曲变形,而没有拉伸变形,按弹性薄壳无矩理论,这种弯曲变形产生的内力极小,甚至可以忽略不计,这就是隔膜长寿命的根本原因。在目前使用的隔膜泵中,一般采用锥台形状、韧性好、厚度薄的隔膜,这样可尽量满足弹性薄壳无矩理论的适用条件。这样从理论上可以实现隔膜的长寿命,但是其缺点是自动补偿能力很差。由于实际的输送介质在输送过程中随机波动时有发生,而自动控制反馈系统往往滞后,这就容易使隔膜因超载而被鼓破。为此,将隔膜变为预变形隔膜,即隔膜的形状不是一块平板形隔膜,而是预先制成波纹曲面,设计采用耐油、耐磨又具有良好弹性的橡胶,经模具压制成设计给定的波纹曲面。这样一来,隔膜在往复凹凸运动中自动补偿能力提高,不再易被鼓破。

  二、隔膜的材质:

  隔膜材质的改进一般以改善配方为主。如:以丁腈胶为主体,加入碳黑及其它防老化剂等。根据输送介质条件选择以定应力为主,按温度、耐碱、耐油等确定的配方,或以定应变为主,按温度、耐碱、耐油等确定的配方等。从结构角度看,可在系统中考虑于输送介质与隔膜之间建立温度缓冲段,使高温的输送介质不直接接触隔膜,而从缓冲段上方排出,以彻底解决耐高温问题。同时还可在流程设计中考虑增加料罐及降低温度梯度的可控冷却装置来解决耐高温的问题。

  三、隔膜受力状态的改进:

  1、通过设置隔膜行程控制系统,调整活塞与隔膜之间的油量,保证隔膜运动过程中不出现拉伸。因为隔膜的拉伸变形无法检测,可以设置探杆来检测探杆行程,从而检测隔膜位移状态,再通过控制单元来调整油箱中的油量,以防止隔膜拉伸。

  2、采用预变形橡胶双层复合隔膜。一般的隔膜只有一层,在实际工作中因存在随机振动,其受力状态不好控制。可采用将两层预变形橡胶隔膜很好地吻合在一起的方法,构成一块完整的隔膜,且具有一定的厚度以保证有足够的磨损周期,使得当隔膜从中心平衡位置向两侧挠曲变形到最大允许挠度时,正好使隔膜的曲面伸展成盆状,不产生附加的拉伸应力,使挠曲变形所产生的内应力几乎等于零。这样一来,虽然隔膜在工作状态下不断地从中心平衡位置向两侧做反复挠曲位移,但因内应力近于零,就可大大地延长隔。

  四、隔膜腔腔形设计的改进

  对于不同的隔膜泵可以根据泵的具体要求来改进隔膜腔。如果固定冲程隔膜泵的隔膜在启动前置于前支撑面,泵启动后,活塞驱动液压油作用在隔膜上,使隔膜继续往前运动,对其产生过大应力,很易造成破裂。

  隔膜泵执行机构的选择

  1输出力的考虑

  执行机构不论是何种类型,其输出力都是用于克服负荷的有效力(主要是指不平衡力和不平衡力矩加上摩擦力、密封力、重力等有关力的作用)。因此,为了使隔膜泵正常工作,配用的执行机构要能产生足够的输出力来克服各种阻力,保证高度密封和阀门的开启。

  对于双作用的气动、液动、电动执行机构,一般都没有复位弹簧。作用力的大小与它的运行方向无关,因此,选择执行机构的关键在于弄清最大的输出力和电机的转动力矩。对于单作用的气动执行机构,输出力与阀门的开度有关,隔膜泵上的出现的力也将影响运动特性,因此要求在整个隔膜泵的开度范围建立力平衡。

  2执行机构类型的确定

  对执行机构输出力确定后,根据工艺使用环境要求,选择相应的执行机构。对于现场有防爆要求时,应选用气动执行机构,且接线盒为防爆型,不能选择电动执行机构。如果没有防爆要求,则气动、电动执行机构都可选用,但从节能方面考虑,应尽量选用电动执行机构。对于液动执行机构,其使用不如气动、电动执行机构广泛,但具有调节精度高、动作速度快和平稳的特点,因此,在某些情况下,为了达到较好调节效果,必须选用液动执行机构,如发电厂透明机的速度调节、炼油厂的催化装置反应器的温度调节控制等。

 

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