隔膜泵的工作原理和特点
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隔膜泵的工作原理和特点

2023-11-01 产品中心
  • 产品概述

  隔膜泵是容积泵中较为特殊的一种形式,其原理是依靠一个隔膜片的来回鼓动而改变工作室容积以吸入和排出液体的。

  隔膜泵主要由传动部分和隔膜缸头两大部分所组成。传动部分是带动隔膜片来回鼓动的驱动机构,它的传动形式有物理运动、液压传动和气压传动等。其中应用比较广泛的是液压传动。

  主要由曲柄连杆机构、柱塞、液缸、隔膜、泵体、吸入阀和排出阀等组成,其中由曲轴连杆、柱塞和液缸构成的驱动机构与往复柱塞泵十分相似。

  隔膜泵工作时,曲柄连杆机构在电动机的驱动下,带动柱塞做往复运动,柱塞的运动通过液缸内的工作液体(一般为油)而传到隔膜,使隔膜来回鼓动。

  隔膜泵缸头部分主要由隔膜片将被输送的液体和工作液体分开,当隔膜片向传动机构一边运动时,泵缸内工作室为负压而吸入液体;当隔膜片向另一边运动时,则排出液体。被输送的液体在泵缸内被膜片与工作液体隔开,只与泵缸、吸入阀、排出阀及隔膜片的泵内一侧接触,而不接触柱塞以及密封装置,这就使柱塞等重要零件完全在油介质中工作,处在良好的工作状态。

  隔膜片不仅要有良好的柔韧性,还要有较好的耐腐蚀和抗老化性能,通常用聚四氟乙烯、橡胶等材料制成。

  隔膜片两侧带有网孔的锅底状零件是为避免膜片局部产生过大的变形而设置的,一般称为膜片限制器。

  隔膜泵的密封性能较好,能够较为容易地达到无泄漏运行,可用于输送酸、碱、盐等腐蚀性液体及高黏度液体。

  隔膜泵根据其隔膜的形式可大致分为单隔膜泵、双隔膜泵、管式隔膜泵和机械隔膜泵。单隔膜泵如图5-2所示,双隔膜泵如图5-3所示。

  根据隔膜泵液力端的结构及形式分为液压隔膜泵和机械隔膜泵两种。其中液压隔膜泵的柱塞与隔膜不接触,将液力端分隔成输液腔和液压腔。输液腔连接泵吸入、排出阀,液压腔内充满液压油(轻质油)并与泵体上端的液压油箱(补油箱)相通。当柱塞前后移动时,通过液压油将压力传递给隔膜并使其前后挠曲变形引起容积的变化,起到输送液体的作用,并满足精确计量的要求。机械隔膜泵的隔膜是与柱塞机构连接,无液压油系统,柱塞的前后移动直接带动隔膜前、后挠曲变形,从而起到输送液体的作用。机械隔膜泵和液压隔膜泵的区别与特点见表5-1。

  计量精度是稳定精度Es、复现性精度Era和线性度EL的总称,是衡量计量泵准确优劣的重要依据。

  稳定性精度Es是指在某一相对行程位置连续测得的流量与最大流量的相对极限误差。

  qVmax——最大流量或额定流量(在最大相对行程长度100%处测得的单个流量测量值的算术平均值),L/h。

  线性度EL是指在任一相对行程长度测得的单个流量测量值和对应的标定流量之差相对的最大流量之比。

  qvi——稳定性精度试验在某一行程处测得的一组单个流量的任一测量值,L/h;

  API675《计量泵》标准规定,隔膜泵在0~100%额定流量范围内能调节,且在10%~100%额定流量下,稳定性精度不超过±1%,复现性精度和线%额定流量下操作时,计量精度下降较大,故一般不宜在10%额定流量下操作,选型时最好考虑泵的操作点在30%额定流量以上。

  隔膜泵常用的调节方式有调节柱寒(或活塞)行程,调节柱塞往复次数,或兼有以上两种方式三种方法其中以调节行程的方式应用最广,该方法简单、可靠,在小流量时仍能维持较高的计量精度。行程调节的方式有以下三种。

  在泵运转中改变轴向位移,以间接改变曲柄半径,达到调节行程长度的目的。常用的方式有N形曲柄调节、L形曲柄调节和偏心凸轮调节等。N形曲柄调节是靠旋转调节转盘,带动小螺旋齿轮、大螺旋齿轮、调节螺杆转动,拖动调节螺母和N轴上下移动,改变偏心距,进而达到调节流量的目的。N轴与偏心块形成的最大偏心量为该泵行程的一半。当N轴靠近最上位置时,偏心块与N轴的总偏心量为最大行程的一半,即相对行程为100%;当N轴靠近最下位置时,因偏心块与N轴配合部分的偏心量相抵消为零,偏心块与N轴的回转中心一致,此时行程为零,即相对行程为零。

  常见有气动控制和电动控制两种。气动控制是通过改变气源压力信号达到自动调节行程的目的。电动控制是通过改变电信号达到自动调节行程的目的。计量泵的流量控制管理系统如图5-4所示,系统的控制信号源见表5-2。

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