隔膜片的改進(jìn)延長(zhǎng)了隔膜泵的使用壽命

一、氣動(dòng)隔膜泵概述：(點(diǎn)擊這里查看如何為隔膜片選型)

1893年的2月，世界上臺(tái)氣動(dòng)隔膜泵獲得了專(zhuān)利，但是這時(shí)氣動(dòng)隔膜泵的生產(chǎn)數(shù)量非常有限。特別是在工業(yè)上的應(yīng)用，更是寥寥無(wú)幾。直到二十世紀(jì)中葉，由于工業(yè)發(fā)展的需要，氣動(dòng)隔膜泵也隨之發(fā)展起來(lái)。

氣動(dòng)隔膜泵是一種用于輸送粘性大，離心泵無(wú)法輸送的料漿類(lèi)流體的泵。它以壓縮空氣為動(dòng)力，推動(dòng)隔膜片運(yùn)動(dòng)，一但到了極限位置。壓縮空氣分配閥自動(dòng)改變壓縮氣體的進(jìn)出方向，從而改變隔膜片的運(yùn)動(dòng)方向，使其不斷進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，再由進(jìn)出口管內(nèi)四個(gè)單向閥的配合來(lái)達(dá)到抽送介質(zhì)的目的，現(xiàn)在是一種應(yīng)用非常廣泛的泵。

氣動(dòng)隔膜泵優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)：該泵可以輸送高粘度、大顆粒介質(zhì)，可輸送易燃、易爆介質(zhì)，具有自吸能力，還可置于介質(zhì)內(nèi)運(yùn)行。該泵沒(méi)有軸封，無(wú)泄漏。另外，其制造成本低，具有離心泵、螺桿泵、轉(zhuǎn)子泵等型泵無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。但是，該型泵由于是靠隔膜片不斷往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)達(dá)到輸液目的，而隔膜片往往是非金屬材料制成，如橡膠、聚四氟乙烯，非金屬的疲勞壽命往往很短，現(xiàn)在國(guó)外氣動(dòng)隔膜泵隔膜的疲勞壽命次數(shù)一般在2000萬(wàn)次左右，高的也不過(guò)5000萬(wàn)次。而國(guó)內(nèi)氣動(dòng)隔膜泵隔膜的疲勞壽命次數(shù)一般在300萬(wàn)次以下，正是此原因，大大影響國(guó)內(nèi)氣動(dòng)隔膜泵的廣泛使用。

二、隔膜泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)改進(jìn)：

1、隔膜片的改進(jìn)：
我公司是早研制和生產(chǎn)隔膜泵產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家，根據(jù)市場(chǎng)的需要，于2000年開(kāi)發(fā)了氣動(dòng)隔膜泵系列產(chǎn)品，個(gè)規(guī)格是40口徑，參照國(guó)外樣機(jī)設(shè)計(jì)后，泵運(yùn)行動(dòng)作正常，但是經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，隔膜耐疲勞不超過(guò)200萬(wàn)次，于是進(jìn)行隔膜攻關(guān)。首先，因?yàn)楦裟ぴ诒脙?nèi)以很快的速度進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，特別是氣體壓力在0. 7MPa時(shí)，往復(fù)次數(shù)達(dá)145次每分鐘。一般實(shí)際使用時(shí)，往復(fù)次數(shù)在30~60次每分鐘左右。要提高隔膜片的疲勞壽命，必需大限度地減少隔膜片的應(yīng)力集中，于是從隔膜的外形著手，只要不影響隔膜安裝，將波形隔膜的波形半徑盡量加大，所有過(guò)渡圓角也盡量加大。其次，從隔膜的材料進(jìn)行攻關(guān)，橡膠原料采用進(jìn)口膠，簾子布采用特殊型號(hào)，硫化工藝進(jìn)行嚴(yán)格控制，每道工序進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，制造了10件樣品。改進(jìn)后的隔膜示意圖如圖1所示。

2、隔膜壓蓋的改進(jìn)：
對(duì)隔膜片破裂的結(jié)果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)都是在隔膜壓蓋接觸位置破裂，而且空氣腔發(fā)現(xiàn)許多粉末。說(shuō)明造成隔膜片破裂的主要原因是因?yàn)楦裟荷w對(duì)隔膜壓得太死，以及壓蓋不斷與隔膜碰撞和磨擦所致，于是決定改進(jìn)壓蓋和隔膜(壓蓋與隔膜改進(jìn)前的裝配如圖2所示)。首先，壓蓋加大且一個(gè)是平的，另一個(gè)是圓弧形，使隔膜片運(yùn)動(dòng)時(shí)與壓蓋的接觸始終是沿著圓弧壓蓋的圓弧邊成一條線(xiàn)接觸，改進(jìn)后的裝配如圖3所示

3、疲勞壽命試驗(yàn)裝置：

隔膜樣品是制造出來(lái)了，可是如何試驗(yàn)又是個(gè)問(wèn)題。按照隔膜運(yùn)行的快速度145次每分鐘，疲勞壽命次數(shù)2000萬(wàn)次計(jì)算，每天24小時(shí)不間斷運(yùn)行，試驗(yàn)時(shí)間也得三個(gè)月以上。于是自行設(shè)計(jì)了一套試驗(yàn)裝置。利用偏心原理，把兩個(gè)球軸承裝在一偏心軸套上，偏心距等于氣動(dòng)隔膜泵隔膜總行程的一半，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。這樣一來(lái)，隔膜在試驗(yàn)裝置內(nèi)的行程和在氣動(dòng)隔膜泵內(nèi)的行程幾乎一樣，只不過(guò)速度不一樣，試驗(yàn)裝置內(nèi)，隔膜往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)際次數(shù)是350次每分鐘，因?yàn)楦裟な冀K浸在循環(huán)水中，所以認(rèn)為耐疲勞是一樣的(有待下一步驗(yàn)證)，兩邊的壓蓋和氣動(dòng)隔膜泵內(nèi)壓蓋一樣。該試驗(yàn)裝置如圖4。實(shí)驗(yàn)結(jié)果隔膜疲勞壽命次數(shù)已達(dá)到1200萬(wàn)次，而且，都是在壓蓋接觸位置破裂。

三、隔膜泵實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

我廠同時(shí)進(jìn)行了兩項(xiàng)試驗(yàn)，一項(xiàng)是用改進(jìn)前的壓蓋和改進(jìn)前的隔膜裝在氣動(dòng)隔膜泵中進(jìn)行真實(shí)試驗(yàn)，試驗(yàn)兩次結(jié)果都達(dá)到1200萬(wàn)次，證明用試驗(yàn)裝置進(jìn)行試驗(yàn)的結(jié)果是完全有效、可靠的。