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英格索兰ARO隔膜泵中提高隔膜寿命的方法

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英格索兰ARO隔膜泵中提高隔膜寿命的方法

发布日期:2016-12-16 11:31 来源: 点击:

  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。

  隔膜寿命的长短主要取决于隔膜运动过程中隔膜的几何形状和尺寸、隔膜的材质和隔膜的受力状态。

  隔膜的几何形状和尺寸,特别是隔膜边缘几何形状的设计对隔膜寿命的影响很大,一方面需防止应力集中,另一方面还要考虑其密封性,避免液压油与输送介质之间的互渗。

  不同材质的抗疲劳损坏和耐磨蚀的特性差异很大。长期运行在固体颗粒浓度较大的输送介质中的隔膜,尤其是在含大颗粒矿浆时磨损剧烈。有些输送介质腐蚀性强、温度高,会严重影响隔膜寿命。

  隔膜的受力状态设计是隔膜设计中***复杂的一项,要考虑的因素很多,在隔膜的几何形状和尺寸确定后,主要受隔膜变形和隔膜腔外型的影响。从理论上分析,只要隔膜凹凸变形包容的输送介质体积等于活塞吸入或排出的液压油的体积,即可防止隔膜产生拉伸变形。但是,泵实际运行时,活塞和活塞杆经过一段时间的运行后会产生磨损,从而增大活塞与缸体及活塞杆与缸体的间隙造成漏油现象,经过一段时间的积累后,油液的泄漏就会促使隔膜在凹凸变形中出现拉伸应力,加速隔膜材料疲劳损坏,从而影响隔膜寿命。

英格索兰ARO隔膜泵

  提高英格索兰ARO隔膜泵隔膜寿命的方法

  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大大提高,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***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。

  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。


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