气动隔膜泵工作原理和适用范围.docx

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气动隔膜泵工作原理和适用范围

压力系统操作

隔膜泵的仪表空气和润滑油压力都与主电机设有联锁,推进液的注油、排油阀为气闭阀，要始终维持一定的空气压力，两阀的最小动作压力不低于0.4MPa，所以仪表空气压力一般维持在0.15MPa以上，即使停泵后也不停仪表空气，以免推进液腔内的液体不够或过量，供给阀门的空气是经过过滤、油雾化的。

隔膜泵在运行中，润滑油压力应不低于压力联锁值（0.15MPa），且润滑油出口过滤器压差不能太大，润滑油流量窥镜内的钢球应处于上限位置，调节此流量时调节幅度不能太大，以免瞬间流量过大使压力下降太快引起联锁跳车。

通过以上工艺改进及对操作要点的熟练掌握，使隔膜泵运行时始终有一个稳定的工艺环境，运行一年多来，仅有一次因电气原因跳车，做到了长周期、安全高效运行。

使用注意

气动隔膜泵是以压缩空气为动力，通过膜片往复变形造成容积变化的容积泵，其工作原理近似于柱塞泵。

使用气动隔膜泵操作运行时要注意以下几点:

1、保证流体中所含的最大颗粒不超过泵的最大安全通过颗粒直径标准。

2、进气压力不要超过泵的最高允许使用压力，高于额定压力的压缩空气可能导致人身伤害和财产的损失及损坏泵的性能。

3、保证泵压的管道系统能承受所达到得最高输出压力，保证驱动气路系统的清洁和正常工作条件。

4、静电火花可能引起爆炸导致人身伤亡事故和财产的损失，根据需要使用足够大截面积的导线，把泵上的接地螺钉妥善可靠接地。

5、接地要求符合当地法规法律要求及现场的一些特殊要求的规定。

6、紧固好泵及各连接管接头，防止因振动撞击擦产生静电火花。

使用抗静电软管。

7、要周期性的检查和测试接地系统的可靠性，要求接地电阻小于100欧姆。

8、保持良好的排气和通风、远离易燃易爆和热源。

应用优势

隔膜泵是一种新型输送机械，可以输送各种腐蚀性液体，带颗粒的液体，高粘度、易挥发、易燃、剧毒的液体。

隔膜泵其有四种材质:

塑料、铝合金、铸铁、不锈钢。

隔膜泵根据不同液体介质分别采用丁晴橡胶、氯丁橡胶、氟橡胶、聚四氟乙烯、聚四六乙烯。

以满足不同用户的需要。

安置在各种特殊场合，用来抽送种常规泵不能抽吸的介质，均取得了满意的效果。

在喷漆、陶瓷业中隔膜泵已占有绝对的主导地位，气动隔膜泵的优势在于:

1、由于用空气作动力，所以流量随背压（出口阻力）的变化而自动调整，适合用于中高粘度的流体。

而离心泵的工作点是以水为基准设定好的，如果用于粘度稍高的流体，则需要配套减速机或变频调速器，成本就大大的提高了，对于齿轮泵也是同样如此。

2、在易燃易爆的环境中用气动泵可靠且成本低，如燃料、火药、炸药的输送，因为:

第一、接地后不可能产生火花;第二、工作中无热量产生，机器不会过热;第三、流体不会过热因为隔膜泵对流体的搅动最小。

3、在工地恶劣的地方，如建筑工地、工矿的废水排放、由于污水中的杂质多且成分复杂，管路易于堵塞，这样对电泵就形成负荷过高的情况，电机发热易损。

气动隔膜泵可通过颗粒且流量可调，管道堵塞时自动停止至通畅。

4、可用于输送化学性质比较不稳定的流体，如:

感光材料、絮凝液等。

这是因为隔膜泵的剪切力低，对材料的物理影响小。

5、在有危害性、腐蚀性的物料处理中，隔膜泵可将物料与外界完全隔开。

6、或是一些试验中保证没有杂质污染原料。

另外，隔膜泵体积小易于移动，不需要地基，占地面极小，安装简便经济。

可作为移动式物料输送泵。

特点特征

特点:

1、无轴封、无泄漏、流道宽敞,所以输送含颗粒，高粘度〔粘度可达1万厘泊〕，易挥发和腐蚀性介质时，不会造成环境污染和危害人身安全。

2、无旋转部件，通过性能好，允许通过最大颗粒直径达10毫米。

液体无剪切流动，泵自身部件磨损小。

对输送物损伤小，可输送污泥和生命体如小鱼苗之类。

3、不需灌引水，自吸能力强，吸程高达7米，长时间干呼吸，对泵不损坏。

一旦超负荷，泵便会自动停机，负荷恢复正常时，能自动启动运行，具有自我保护功能〔电动泵无此功能〕。

4、气动泵扬程达50米，电动泵达30米，出口压力最大可达0.6兆帕。

电动泵无此功能，进口需装调节阀控制。

5、气动泵可以浸没在介质中工作，无电源通过，安全可靠〔电动泵无此性能〕。

6、气动泵不需电源，更适合易燃、易爆场合的介质输送。

气动泵特点

1、压缩空气为动力。

2、是一种由膜片往复变形造成容积变化的容积泵，其工作原理近似于柱塞泵，由于隔膜泵工作原理的特点，因此隔膜泵具有以下特点:

（1）泵不会过热:

压缩空气作动力，在排气时是一个膨胀吸热的过程，气动泵工作时温度是降低的，无有害气体排出。

（2）不会产生电火花:

气动隔膜泵不用电力作动力，接地后又防止了静电火花

（3）可以通过含颗粒液体:

因为容积式工作且进口为球阀，所以不容易被堵。

（4）对物料的剪切力极低:

工作时是怎么吸进怎么吐出，所以对物料的搅动最小，适用于不稳定物质的输送

（5）流量可调节，可以在物料出口处加装节流阀来调节流量。

（6）具有自吸的功能。

（7）可以空运行，而不会有危险。

（8）可以潜水工作。

（9）可以输送的流体极为广泛，从低粘度的到高粘度的，从腐蚀性得到粘稠的。

（10）没有复杂的控制系统，没有电缆、保险丝等。

（11）体积小、重量轻，便于移动。

（12）无需润滑所以维修简便，不会由于滴漏污染工作环境。

（13）泵始终能保持高效，不会因为磨损而降低。

（14）百分之百的能量利用，当关闭出口，泵自动停机，设备移动、磨损、过载、发热

（15）没有动密封，维修简便避免了泄漏。

工作时无死点。

电动泵特点

1、不需灌引水，自吸能力达7米以上。

2、通过性能好，直径在10毫米以下的颗粒、泥浆等均可以毫不费力地通过。

3、由于隔膜将被输送介质和传动机械件分开，所以介质绝对不会向外泄漏。

且泵本身无轴封，使用寿命大大延长。

根据不同介质，隔膜分为氯丁橡胶、氟橡胶、丁晴橡胶等，完全可以满足不同用户的要求。

4、体积小重量轻:

由于采用了行星摆线传动结构，故使泵型获得小尺寸如与同类型泵来比较，其体积重量均下降一半左右。

5、泵体介质流经部份，可根据用户要求，分为铸铁、不锈钢、衬胶、电机分为普通式、防爆式、调速式。

选型分类

摘要:

主要阐述了隔膜泵的组成和分类，以及调节间的类型、执行机构、作用方式、流量特性等选择原则和方法，并对调节阀选择的方法、原则进行了分析。

关键词:

控制阀;隔膜泵;分类;选择;分析

隔膜泵在过程控制中的作用是接受调节器或计算机的控制信号，改变被调介质的流量，使被调参数维持在所要求的范围内，从而达到生产过程的自动化。

如果把自动调节系统与人工调节过程相比较，检测单元是人的眼睛，调节控制单元是人的大脑，那么执行单元-隔膜泵就是人的手和脚。

要实现对工艺过程某一参数如温度、压力、流量、液位等的调节控制，都离不开隔膜泵。

因此正确选择隔膜泵在自动化过程中具有重要意义。

组成与分类

隔膜泵又称控制泵，是执行器的主要类型，通过接受调节控制单元输出的控制信号，借助动力操作去改变流体流量。

隔膜泵一般由执行机构和阀门组成。

如果按其所配执行机构使用的动力，隔膜泵可以分为气动、电动、液动三种，即以压缩空气为动力源的气动隔膜泵，以电为动力源的电动隔膜泵，以液体介质（如油等）压力为动力的液动隔膜泵。

类型的选择

2.1隔膜泵的阀体类型选择阀体的选择是隔膜泵选择中最重要的环节。

隔膜泵阀体种类很多。

（1）阀芯形状结构主要根据所选择的流量特性和不平衡力等因素考虑。

（2）耐磨损性当流体介质是含有高浓度磨损性颗粒的悬浮液时。

（3）耐腐蚀由于介质具有腐蚀性，在能满足调节功能的情况下，尽量选择结构简单阀门。

（4）介质的温度、压力当介质的温度、压力高且变化大时，应选用阀芯和阀座的材料受温度、压力变化小的阀门。

2.2隔膜泵执行机构的选择

2.2.1输出力的考虑

执行机构不论是何种类型，其输出力都是用于克服负荷的有效力（主要是指不平衡力和不平衡力矩加上摩擦力、密封力、重力等有关力的作用）。

2.2.2执行机构类型的确定

作用方式选择

组合形式有4种即正正（气关型）、正反（气开型）、反正（气开型）、反反（气关型）a）工艺生产安全;b）介质的特性;c）保证产品质量，经济损失最小。

特性的选择

隔膜泵的流量特性是指介质流过阀门的相对流量与位移（阀门的相对开度）间的关系，理想流量特性主要有直线、等百分比（对数）、抛物线和快开等4种，特性曲线和阀芯形状如图1和图2所示。

常用的理想流量特性只有直线、等百分比（对数）、快开三种。

具体从下几方面考虑:

①从调节系统的调节质量分析并选择;②从工艺配管情况考虑;③从负荷变化情况分析。

口径的选择

1）计算流量的确定。

现有的生产能力、设备负荷及介质的状况，决定计算流量的max和min.

2）阀前后压差的确定。

根据已选择的阀流量特性及系统特点选定S（阻力系数），再确定计算压差。

3）计算Cv。

根据所调节的介质选择合适的计算公式和图表，求得Cmax和Cmin.

4）选用Cv。

根据Cmax,在所选择的产品标准系列中选取>Cmax且与其最接近的一级C.

5）隔膜泵开度验算。

一般要求最大计算流量时的开度≯90%，最小计算流量时的开度≮10%。

6）隔膜泵实际可调比的验算。

一般要求实际可调比≮10。

该系列泵安置在各种特殊场合，用来抽送各种常规泵不能抽吸的介质，均取得了满意的效果。

吸送介质范围:

-隔膜泵花生酱、泡菜、土豆泥、小红肠、果酱苹果浆、巧克力等。

-隔膜泵油漆、树胶、颜料。

-粘合剂和胶水全部种类可用隔膜泵取。

-各种瓦、瓷、砖器及陶器釉浆。

-油井钻好后，用隔膜泵沉积物及灌浆。

-隔膜泵各种乳化剂和填料。

-隔膜泵各种污水。

-用泵为油轮，驳船清仓吸取仓内污水。

-啤酒花及发酵粉稀浆、糖浆、糖蜜。

-隔膜泵矿井、坑道、隧道、选矿、矿渣中的积水。

-隔膜泵水泥灌浆及灰浆，各种橡胶浆。

-各种磨料、腐蚀剂、石油及泥浆、清洗油垢及一般容器。

-各种剧毒、易燃、易挥发液体。

-各种强酸、强碱、强腐蚀液体

充气方法

隔膜泵气室的结构一般是用将水腔与空气腔隔开。

向空气腔充入压缩空气后，水腔里水的脉动就通过橡胶膜片被气室里的压缩空气吸收掉了。

气室的作用就是利用空气的可压缩性（或者叫做弹性），将隔膜泵的出水脉动吸收掉，使之趋于平稳。

进入系统内部的水流基本是平稳的。

但要达到水流基本平稳的要求，就要求气室内的气压应与水压相适应。

隔膜泵气室充气方法:

隔膜泵运转前，先向气室充气，其气压大于泵的工作压力。

驱动隔膜泵，调至工作压力，此时可见到泵的出水胶管剧烈抖动。

取一针状物，顶在气嘴处放气，随着放气的进行，出水胶管的抖动现象将逐渐消失。

出水胶管平稳后，停止放气。

常见类型

气动隔膜泵是一种新型输送机械，采用压缩空气为动力源，利用缸体内的隔膜来回鼓动做功，达到输送各种介质的目的。

可以输送的介质:

气动隔膜泵适用于输送各种具有腐蚀性、带颗粒的液体，以及高豁度、易挥发、易燃、剧毒的液体。

材料的选择:

1、壳体选用的材料有:

铝合金、铸铁、不锈钢。

2、隔膜选用的材料有:

丁睛橡胶、氯丁橡胶、氟橡胶、聚四氟乙烯。

气动隔膜泵的工作原理:

在泵的两个对称工作腔中，各装有一块有弹性的隔膜，连杆将两块隔膜连成一体，压缩空气从泵的进气接头进人配气阀后，推动两个工作腔内的隔膜动作，驱使连杆连接的两块隔膜同步运动。

与此同时，另一工作腔中的气体则从其隔膜的背后排出泵外，一旦到达行程终点，配气机构则自动地将压缩空气引人另一工作腔，推动隔膜朝相反方向运动，这样就形成了两个隔膜的同步往复运动。

每个工作腔中又设置有两个单向球阀，隔膜的往复运动，造成工作腔内容积的改变，迫使两个单向球阀交替地开启和关闭，从而将液体连续不断地吸人和排出。

用途:

1、可抽吸各种污水。

2、可抽吸各种化学腐蚀剂、石油、泥浆、清洗油垢。

3、可抽吸各种剧毒、易燃、易挥发液体。

4、可抽吸各种强酸、强碱、强腐蚀液体。

5、可抽吸各种高温液体，最高温度可耐150℃。

6、可作为各种固液分离设备的前级送压设备。

气动隔膜泵的特点:

1、不需灌引水，吸程高达7m，扬程达50m，出口压力）6kgf/CmZ。

2、流动性能好，允许通过最大颗粒直径达10mm。

抽送泥浆、杂质时，对泵磨损甚微。

3、扬程、流量可通过气阀开度实现无级调节（气压调节在l一7kgf/cmZ之间）。

4、该泵无旋转部件，没有轴封。

靠一对隔膜的往复运动，抽送各种介质，因泵的运动部件和工作介质完全隔开，使输送的介质不会向外泄漏，避免了环境污染和人身危害。

5、不使用动力电源，可在易燃、易爆场所中使用，安全可靠。

6、可以浸没在介质中代替潜水泵抽送液体。

7、开、停泵时，只需打开和关闭气体阀门即可操作。

即使由于意外情况而长时间无介质抽送或突然停机，泵也不会因此而损坏。

一旦超负荷，泵便会自动停机，具有自我保护能力。

当负荷恢复正常以后，又能自动启动运行。

8、结构简单、易损件少。

隔膜泵结构简单，安装、维修方便。

泵输送介质时不会接触到配气阀、连杆等运动部件，避免了部件的腐蚀及磨损。

9、可输送较豁的液体。

10、不使用油润滑，即使空转，对泵也无任何影响。