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固定冲程隔膜泵的结构改进
来源:互联网 点击:2862    日2013/5/21

    隔膜计量泵的缺点是膜片易破裂,特别是固定冲程隔膜泵,一旦膜片破裂,计量流体与液压油系统互相污染,损失严重。通过增加辅助阀和采用带报警的双层膜片,使隔膜计量泵的运行更加安全可靠。

    一、隔膜泵结构原理
    隔膜计量泵因其零泄漏,高计量精度,低噪声,广泛用于石油、化工、制药、轻纺等各个行业。通常输送易燃、易爆、剧毒、强腐蚀和有放射性的液体。

    隔膜计量泵由电机、传动机构及泵头组成。通过传动装置把电机产生的旋转运动转变成柱塞的往复运动。柱塞在泵缸两端点间作往复运动时,通过液压油带动隔膜交替地向两边弯曲,使其完成吸入和排出的工作过程。

隔膜式泵头实际上是输送元件,它由操作室、液压室和液压油箱组成(图1)。


    操作室与计量流体接触,靠隔膜与液压室隔开。液压室与液压油箱由柱塞、双功能液压阀和内装式补油阀隔开。双功能液压阀由排气阀和卸压阀组成。排气阀位于液压室最高点,以消除由于气体在液压室聚集而造成计量误差;卸压阀用来保护泵,防止超压。

    在吸入行程完成后,隔膜压向控制推杆,并把它推到后止点。此时补油阀与液压室连通。若液压室形成的真空达到设定值,补油阀打开,进行机械补油。液压油由油箱补入到液压室,以平衡由排气阀和柱塞密封排泄到油箱中的油。

二、结构改进及效果
1.增加辅助阀
    对于固定冲程隔膜泵,在启动前必须确保隔膜置于后支撑面。如果置于前支撑面,泵启动后,推杆驱动液压油作用在隔膜上,继续往前运动,对隔膜产生过大应力,很易造成破裂。为保证泵启动前隔膜置于后支撑面,德国勒瓦公司在隔膜泵型号为G3F/M514ZS的泵头上增加一个辅助阀(图2),该阀安装在液压室的壳体上。辅助阀能使液压室和液压油箱连通,形成液压油旁路。通过一个电磁阀使0.3~0.7MPa的空气进入辅助阀活塞的下面,活塞克服弹簧力向上运动,顶开球阀A,使液压室和液压油箱之间连通。泵体引液后,靠操作室中计量流体的压力推动隔膜向后运动,使隔膜置于后支撑面,实现隔膜定位。同时液压室中的液压油通过辅助阀回流到液压油箱。

    该辅助阀除有隔膜定位的作用外,还有启动辅助的功能。其操作程序为:(1)泵体引液,(2)电磁阀送电,辅助阀打开,(3)隔膜定位,60s后隔膜泵才允许启动,(4)隔膜泵启动后,延时60s辅助阀关闭。

    这样,在辅助阀不关闭的情况下启动泵,使隔膜泵空载启动,减小了启动转矩。60s后开始加载。

    隔膜泵增加辅助阀后,保证了膜片在启动泵时位于后支撑面,使膜片受力均匀,避免隔膜因应力过大而破裂,有效地保护隔膜,隔膜使用寿命延长一倍。通过增加辅助阀,实现了隔膜泵低负荷启动,降低了启动电流,保护了电机。

2.隔膜改为带报警的双层隔膜
    如果隔膜破裂,高压的计量流体会很快进入液压油箱,进而损坏油封进入传动装置的减速箱,后果非常严重。为了及早发现隔膜破裂,把损失降到最低,德国勒瓦公司将隔膜改为带报警的双层隔膜。其隔膜为聚四氟乙烯塑料制成的双层隔膜,两张隔膜靠液压油贴在一起。隔膜夹层装有隔膜破损检测系统,如果有一张膜片破裂,计量流体或液压油将进入隔膜夹层,使压力升高,压力开关动作,通过传感器把信号远传到中央控制室,发出报警。

    当出现报警时,打开检测用排放接头(图1),如果有液压油排出,说明靠近液压室侧的隔膜破裂;如果有计量流体排出,说明工艺侧的膜片破裂。

    隔膜改为双层隔膜后,如果其中一张膜片损坏,隔膜检漏系统马上报警,另一张膜片仍能维持运行一天。维修人员有充裕的时间采取措施,不致使液压油与计量流体相混合或发生泄漏,保证在复杂和恶劣的介质条件下设备的密封安全和运行寿命。

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