气动隔膜泵的设计

气动隔膜泵的设计
　气动隔膜泵是气动隔膜泵中隔开输送介质和润滑介质，实现无泄漏输送介质的关键零件，其设计不同于片状隔膜，我们从结构上保证其承受低压状态，通过预定伸长量使之工作状态下附加变形极小，设计中遵循以下原则：
　1）气动隔膜泵内外表面均无相对滑动摩擦；
　2）控制隔膜内外表面压差在0.1MPa以内；
　3）采用浮动承压环形成浮动支承；
　4）提高隔膜抗拉和抗疲劳性能；
　5）合理选择隔膜硬度；
　6）保证隔膜装拆方便；
　7）给定隔膜预伸长值△L。
　若气动隔膜泵工作变形段尺寸为L，而安装尺寸为L‘，那么环形隔膜设计长度值则为：
　L=△L+L\'
　其中△L=e/sin（arctge/L）－L
　通常△L=0.5-2.Omm，考虑气动隔膜泵虽承压较低，但接触腐蚀性介质且工作中循环挠动加上结构尺寸要求严格，我们和有关制造厂和科研院校研制了丁腊橡胶、聚氨醋橡胶和夭然橡胶等多种隔膜，经对比试验，聚氨醋隔膜物化性能和疲劳性能较优。
  刚性支承环设计
  气动隔膜泵中刚性支承环有别于普通转子泵和往复式隔膜泵。它的设置不仅使轴向和径向密封容易形成，而且可以保护隔膜，保证泵具有较高排出压力和良好的自吸性能。
  刚性支承环上任意质点的运动为垂直轴线截面内的往复运动和回转运动合成的平面运动即平面蠕动。刚性支承环的设计应考虑采用轻质材料或中空结构，以减轻重量，减小惯性力。
  其工作状态下外表面承受不平衡液压力作用，使传动轴上承受径向力F，当径向密封点在远离组合隔离机构最低点时有下式：
  Fmax=20·△P·B·r
  式中△P-压差，MPa
  B-刚性支承环宽度，cm
  r-刚性支承环半径，cm
  由上式可知，刚性支承环承受较大的径向力，因此在设计中不仅应保证其足够的刚度和强度，同时还应考虑传动轴可能产生挠度，通过结构设计确保泵径向间隙在设计范围内。
  气动隔膜泵性能特点
  1、性能特点
　气动隔膜泵以独特的结构、优化的设计、参数的合理匹配及高质量的隔膜而具备优良的性能，主要在如下：
  1）无泄漏。由于泵中环形隔膜将输送介质与润滑介质隔开，输送介质无法外泄。
  2）自吸性能强。因是回转式容积泵，故具有较好的自吸能力，可油、气、水混合输送，泵无需灌引，直接启动。
  3）适应范围广。可输送一般液体亦可输送粘稠性介质，应用参数范围大。
  4）效率高。传动结构紧凑简单，和同参数叶片泵相比，效率高5%以上，且高效区宽广。
  该产品易于系列化、通用化；同一机座产品可更换过流部件、调整泵速和间隙来适应不同工况和介质。目前环形隔膜泵已形成Q=1～50m3/h，P≤1.OMPa的系列产品，可广泛用于输送强腐蚀性、易燃爆、剧毒和放射性的以及高纯度或高粘度的介质等。此外，依不同用户要求可采用调速传动方式，还可配用隔膜报警自动执行器。
  2、产品实刚性能
  据"军工舰船用气动隔膜泵的研制"课题鉴定要求，两种产品经500h型式试验后，经检测其性能见表1。
  由此可见，产品实测性能均达到机械部课题攻关指标，具有良好的自吸性能及气液混输、高效率等特性。
  此外，我们用HM-2.0/0.4型环形隔膜泵进行了对比试验，其输送不同介质和不同压差下的性能见表2。
  然，粘度和压差不同时，相同的密封间隙下，所产生的内泄漏量不同，使得容积系数不同。

关键词：气动隔膜泵
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