隔膜計量泵之固定沖程隔膜泵的結構改進

2011-08-04

    隔膜計量泵的缺點是膜片易破裂，特別是固定沖程隔膜泵，一旦膜片破裂，計量流體與液壓油系統(tǒng)互相污染，損失嚴重。通過增加輔助閥和采用帶報警的雙層膜片，使隔膜計量泵的運行更加安全可靠。
    一、隔膜計量泵結構原理：
    隔膜計量泵因其零泄漏，高計量精度，低噪聲，廣泛用于石油、化工、制藥、輕紡等各個行業(yè)。通常輸送易燃、易爆、劇毒、強腐蝕和有放射性的液體。
    隔膜計量泵由電機、傳動機構及泵頭組成。通過傳動裝置把電機產生的旋轉運動轉變成柱塞的往復運動。柱塞在泵缸兩端點間作往復運動時，通過液壓油帶動隔膜交替地向兩邊彎曲，使其完成吸入和排出的工作過程。
    隔膜式泵頭實際上是輸送元件，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
    操作室與計量流體接觸，靠隔膜與液壓室隔開。液壓室與液壓油箱由柱塞、雙功能液壓閥和內裝式補油閥隔開。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，以消除由于氣體在液壓室聚集而造成計量誤差；卸壓閥用來保護泵。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。此時補油閥與液壓室連通。若液壓室形成的真空達到設定值，補油閥打開，進行機械補油。液壓油由油箱補入到液壓室，以平衡由排氣閥和柱塞密封排泄到油箱中的油。
    二、結構改進及效果：
    1、增加輔助閥：
    對于固定沖程隔膜泵，在啟動前必須確保隔膜置于后支撐面。如果置于前支撐面。泵啟動后，推桿驅動液壓油作用在隔膜上，繼續(xù)往前運動，對隔膜產生過大應力，很易造成破裂。為保證泵啟動前隔膜置于后支撐面，德國勒瓦公司在隔膜泵型號為G3F／M514ZS的泵頭上增加一個輔助閥（圖2），該閥安裝在液壓室的殼體上。輔助閥使0．3～0．7MPa的空氣進入輔助閥活塞的下面，活塞克服彈簧力向上運動，頂開球閥，使液壓室和液壓油箱之間連通。泵體引液后，靠操作室中計量流體的壓力推動隔膜向后運動，使隔膜置于后支撐面，實現(xiàn)隔膜定位。同時液壓室中的液壓油通過輔助閥回流到液壓油箱。

    該輔助閥除有隔膜定位的作用外，還有啟動輔助的功能。其操作程序為：（1）泵體引液，（2）電磁閥送電，輔助閥打開，（3）隔膜定位，60s后隔膜泵才允許啟動，（4）隔膜泵啟動后，延時60s輔助閥關閉。這樣，在輔助閥不關閉的情況下啟動泵，使隔膜泵空載啟動，減小了啟動轉矩。60s后開始加載。隔膜泵增加輔助閥后，保證了膜片在啟動泵時位于后支撐面，使膜片受力均勻，避免隔膜因應力過大而破裂，有效地保護隔膜，隔膜使用壽命延長一倍。通過增加輔助閥，實現(xiàn)了隔膜泵低負荷啟動，降低了啟動電流，保護了電機。
    2、隔膜改為帶報警的雙層隔膜：
    如果隔膜破裂，高壓的計量流體會很快進入液壓油箱，進而損壞油封進入傳動裝置的減速箱，后果非常嚴重。為了及早發(fā)現(xiàn)隔膜破裂，把損失降到低，德國勒瓦公司將隔膜改為帶報警的雙層隔膜。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系統(tǒng)，如果有一張膜片破裂，計量流體或液壓油將進入隔膜夾層，使壓力升高，壓力開關動作，通過傳感器把信號遠傳到中央控制室，發(fā)出報警。
   當出現(xiàn)報警時，打開檢測用排放接頭（圖1），如果有液壓油排出，說明靠近液壓室側的隔膜破裂；如果有計量流體排出，說明工藝側的膜片破裂。
    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)馬上報警，另一張膜片仍能維持運行一天。維修人員有充裕的時間采取措施，不致使液壓油與計量流體相混合或發(fā)生泄漏，保證在復雜和惡劣的介質條件下設備的密封安全和運行壽命。

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