隔膜計(jì)量泵之固定沖程隔膜泵的結(jié)構(gòu)改進(jìn)

2011-08-04

    隔膜計(jì)量泵的缺點(diǎn)是膜片易破裂，特別是固定沖程隔膜泵，一旦膜片破裂，計(jì)量流體與液壓油系統(tǒng)互相污染，損失嚴(yán)重。通過(guò)增加輔助閥和采用帶報(bào)警的雙層膜片，使隔膜計(jì)量泵的運(yùn)行更加安全可靠。
    一、隔膜計(jì)量泵結(jié)構(gòu)原理：
    隔膜計(jì)量泵因其零泄漏，高計(jì)量精度，低噪聲，廣泛用于石油、化工、制藥、輕紡等各個(gè)行業(yè)。通常輸送易燃、易爆、劇毒、強(qiáng)腐蝕和有放射性的液體。
    隔膜計(jì)量泵由電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及泵頭組成。通過(guò)傳動(dòng)裝置把電機(jī)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。柱塞在泵缸兩端點(diǎn)間作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)液壓油帶動(dòng)隔膜交替地向兩邊彎曲，使其完成吸入和排出的工作過(guò)程。
    隔膜式泵頭實(shí)際上是輸送元件，它由操作室、液壓室和液壓油箱組成（圖1）。

    圖1 液壓隔膜泵頭示意圖
    操作室與計(jì)量流體接觸，靠隔膜與液壓室隔開(kāi)。液壓室與液壓油箱由柱塞、雙功能液壓閥和內(nèi)裝式補(bǔ)油閥隔開(kāi)。雙功能液壓閥由排氣閥和卸壓閥組成。排氣閥位于液壓室的高點(diǎn)，以消除由于氣體在液壓室聚集而造成計(jì)量誤差；卸壓閥用來(lái)保護(hù)泵。防止超壓。
    在吸入行程完成后，隔膜壓向控制推桿，并把它推到后止點(diǎn)。此時(shí)補(bǔ)油閥與液壓室連通。若液壓室形成的真空達(dá)到設(shè)定值，補(bǔ)油閥打開(kāi)，進(jìn)行機(jī)械補(bǔ)油。液壓油由油箱補(bǔ)入到液壓室，以平衡由排氣閥和柱塞密封排泄到油箱中的油。
    二、結(jié)構(gòu)改進(jìn)及效果：
    1、增加輔助閥：
    對(duì)于固定沖程隔膜泵，在啟動(dòng)前必須確保隔膜置于后支撐面。如果置于前支撐面。泵啟動(dòng)后，推桿驅(qū)動(dòng)液壓油作用在隔膜上，繼續(xù)往前運(yùn)動(dòng)，對(duì)隔膜產(chǎn)生過(guò)大應(yīng)力，很易造成破裂。為保證泵啟動(dòng)前隔膜置于后支撐面，德國(guó)勒瓦公司在隔膜泵型號(hào)為G3F／M514ZS的泵頭上增加一個(gè)輔助閥（圖2），該閥安裝在液壓室的殼體上。輔助閥使0．3～0．7MPa的空氣進(jìn)入輔助閥活塞的下面，活塞克服彈簧力向上運(yùn)動(dòng)，頂開(kāi)球閥，使液壓室和液壓油箱之間連通。泵體引液后，靠操作室中計(jì)量流體的壓力推動(dòng)隔膜向后運(yùn)動(dòng)，使隔膜置于后支撐面，實(shí)現(xiàn)隔膜定位。同時(shí)液壓室中的液壓油通過(guò)輔助閥回流到液壓油箱。

    該輔助閥除有隔膜定位的作用外，還有啟動(dòng)輔助的功能。其操作程序?yàn)椋海?）泵體引液，（2）電磁閥送電，輔助閥打開(kāi)，（3）隔膜定位，60s后隔膜泵才允許啟動(dòng)，（4）隔膜泵啟動(dòng)后，延時(shí)60s輔助閥關(guān)閉。這樣，在輔助閥不關(guān)閉的情況下啟動(dòng)泵，使隔膜泵空載啟動(dòng)，減小了啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。60s后開(kāi)始加載。隔膜泵增加輔助閥后，保證了膜片在啟動(dòng)泵時(shí)位于后支撐面，使膜片受力均勻，避免隔膜因應(yīng)力過(guò)大而破裂，有效地保護(hù)隔膜，隔膜使用壽命延長(zhǎng)一倍。通過(guò)增加輔助閥，實(shí)現(xiàn)了隔膜泵低負(fù)荷啟動(dòng)，降低了啟動(dòng)電流，保護(hù)了電機(jī)。
    2、隔膜改為帶報(bào)警的雙層隔膜：
    如果隔膜破裂，高壓的計(jì)量流體會(huì)很快進(jìn)入液壓油箱，進(jìn)而損壞油封進(jìn)入傳動(dòng)裝置的減速箱，后果非常嚴(yán)重。為了及早發(fā)現(xiàn)隔膜破裂，把損失降到低，德國(guó)勒瓦公司將隔膜改為帶報(bào)警的雙層隔膜。其隔膜為聚四氟乙烯塑料制成的雙層隔膜，兩張隔膜靠液壓油貼在一起。隔膜夾層裝有隔膜破損檢測(cè)系統(tǒng)，如果有一張膜片破裂，計(jì)量流體或液壓油將進(jìn)入隔膜夾層，使壓力升高，壓力開(kāi)關(guān)動(dòng)作，通過(guò)傳感器把信號(hào)遠(yuǎn)傳到中央控制室，發(fā)出報(bào)警。
   當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警時(shí)，打開(kāi)檢測(cè)用排放接頭（圖1），如果有液壓油排出，說(shuō)明靠近液壓室側(cè)的隔膜破裂；如果有計(jì)量流體排出，說(shuō)明工藝側(cè)的膜片破裂。
    隔膜改為雙層隔膜后，如果其中一張膜片損壞，隔膜檢漏系統(tǒng)馬上報(bào)警，另一張膜片仍能維持運(yùn)行一天。維修人員有充裕的時(shí)間采取措施，不致使液壓油與計(jì)量流體相混合或發(fā)生泄漏，保證在復(fù)雜和惡劣的介質(zhì)條件下設(shè)備的密封安全和運(yùn)行壽命。

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