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提高氣動隔膜泵隔膜使用壽命的幾種方法

文章出處:江蘇億濠撲克 人氣:549發表時間:2020-06-23 08:53:41

  大家肯定都知道隔膜是氣動隔膜泵的重要組成部件,重要性已經不言而喻了。那麽關於隔膜的安裝和使用壽命如何延長,本文將進行詳細講解。

  氣動隔膜泵中的隔膜不僅起著密封作用,可以將泵的軸密封,使液壓油和輸送液體分離開來,而且作為泵的排放膜,還與泵的排量有著密切關係。當隔膜向左運動時隔膜腔下端的進料閥打開而吸入輸送介質;當隔膜向右運動時,隔膜腔上部的出料閥打開而排出輸送介質。

  氣動隔膜泵的內部隔膜片安裝方法,是在不影響泵的容積(volume)變化要求,又充分利用隔膜優良的抗壓性能,在隔膜的幾何尺寸上進行的,它具有不需增加什麽成本和工作量,而又大大提高隔膜的使用周期,保證生產的正常化和提高產品生產質量,它能適用於各種隔膜泵內隔膜安裝。

  隔膜壽命的長短是影響隔膜泵正常工作時間和工作效率(efficiency)的關鍵因素(factor)之一。隔膜壽命的長短主要取決於隔膜運動過程中隔膜的幾何形狀和尺寸、隔膜的材質和隔膜的受力狀態。

  不同材質的抗疲勞損壞和耐磨蝕的特性差異很大。長期運行在固體顆粒濃度較大的輸送介質(起決定作用的物質)中的隔膜,尤其是在含大顆粒礦漿時磨損(零部件失效的一種基本類型)劇烈。有些輸送介質腐蝕性強、溫度(temperature)高,會嚴重影響隔膜壽命(lifetime)。

  隔膜的幾何形狀和尺寸,特別是隔膜邊緣幾何形狀的設計對隔膜壽命(lifetime)的影響很大,一方麵需防止應力集中,另一方麵還要考慮其密封性,避免液壓油與輸送介質之間的互滲。

  隔膜的受力狀態設計是隔膜設計中比較複雜的一項,要考慮(consider)的因素很多,在隔膜的幾何形狀和尺寸確定後,主要受隔膜變形和隔膜腔外型的影響。

  了解了隔膜的影響因素後,就好對症下藥。下麵就來說說提高氣動隔膜泵的隔膜壽命的方法。

  一、隔膜的材質

  隔膜材質的改進一般以改善配方為主。如:以丁腈膠為主體,加入碳(C)黑及其它防老化劑等。根據輸送介質條件選擇以定應力為主,按溫度、耐堿、耐油等確定的配方,或以定應變為主,按溫度、耐堿、耐油等確定的配方等。

  從結構角度看,可在係統中考慮於輸送介質(起決定作用的物質)與隔膜之間建立溫度(temperature)緩衝段,使高溫的輸送介質不直接接觸隔膜,而從緩衝段上方排出,以徹底解決耐高溫問題。同時還可在流程設計中考慮增加料罐及降低溫度梯度的可控冷卻(cooling)裝置來解決耐高溫的問題。

  二、選取合適的幾何形狀尺寸

  隔膜凹凸變形過程中隻有彎曲變形,而沒有拉伸變形,按彈性薄殼無矩理論,這種彎曲變形產生的內力極小,甚至可以忽略不計,這就是隔膜長壽命的根本原因。在目前使用的隔膜泵中,一般采用錐台形狀、韌性好、厚度薄的隔膜,這樣可盡量滿足彈性薄殼無矩理論的適用條件。

  這樣從理論上可以實現隔膜的長壽命,但是其缺點是自動補償能力很差。由於實際的輸送介質(起決定作用的物質)在輸送過程中隨機波動時有發生,而自動控製(control)反饋(feedback)係統往往滯後,這就容易使隔膜因超載而被鼓破。

  為此,將隔膜變為預變形隔膜,即隔膜的形狀不是一塊平板形隔膜,而是預先製成波紋曲麵,設計采用耐油、耐磨又具有良好彈性的橡膠,經模具壓製成設計給定的波紋曲麵。這樣一來,隔膜在往複凹凸運動中自動補償能力大大提高,不再易被鼓破。

氣動隔膜泵

  三、隔膜受力狀態的改進

  1、通過設置隔膜行程控製(control)係統,調整活塞與隔膜之間的油量,保證隔膜運動過程中不出現拉伸。因為隔膜的拉伸變形無法檢測,可以設置探杆來檢測探杆行程,從而檢測隔膜位移狀態,再通過控製單元來調整油箱中的油量,以防止隔膜拉伸。

  2、采用預變形橡膠雙層複合隔膜。一般的隔膜隻有一層,在實際工作中因存在隨機振動,其受力狀態不好控製。可采用將兩層預變形橡膠隔膜很好地吻合在一起的方法,構成一塊完整的隔膜,且具有一定的厚度以保證有足夠的磨損周期,使得當隔膜從中心平衡位置向兩側撓曲變形到允許撓度時,正好使隔膜的曲麵伸展成盆狀,不產生附加的拉伸應力,使撓曲變形所產生的內應力幾乎等於零。

  這樣一來,雖然隔膜在工作狀態下不斷地從中心平衡位置向兩側做反複撓曲位移,但因內應力近於零,就可大大地增加隔。

  四、隔膜腔腔形設計的改進

  對於不同的氣動隔膜泵可以根據泵的具體要求來改進隔膜腔。如果固定衝程隔膜泵的隔膜在啟動前置於前支撐麵,泵啟動後,活塞驅動液壓油作用在隔膜上,使隔膜繼續往前運動,對其產生過大應力,很易造成破裂。

  隔膜泵廣泛(extensive)應用,其中氣動隔膜泵更是可以輸送各種介質,例如塗料、溶劑、廢水、油和潤滑油,也是油料輸送、化學電鍍等。

此文關鍵字:氣動隔膜泵

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