隔膜泵_环形隔膜泵设计要点
环形隔膜泵流量 环形隔膜泵中刚性支承环和隔离元件、泵体将液腔隔成吸入和排出部分,随吸入和排出液腔容积的变化,介质沿进口至出口连续流动。如图2所示吸人口A和排出口B分别为吸、排腔径向密封死点,可见每转排出理论流量应为: Q;,t=10-\'n(RZ一r2)BK[L] 式中B--刚性支承环宽度,cm R--泵体内腔半径,cm r--刚性支承环半径,cm K--理论容积系数,主要考虑无效密封角及结构尺寸R,r等对理论流量的影响;通常无效密封角分别控制在20。以内,K值可精确求得,一般取0.90-0.95设计中有R=r+e,其中e为偏心值,cm。
则有泵理论流量为:考虑到泵的压差、介质粘度、间隙大小及泵速对流量的影响,则泵的额定流量为: Qr=KvQth 式中Kp--容积系数 泵速和泵径向、轴向间隙的确定 环形隔膜泵泵速 由于采用了平面蠕动的刚性支承环因而泵体、泵端盖和刚性支承环间相对滑动速度与泵速相关,其值可估算,即 V=πne/30 可见合理控制与降低泵速,则可以减小摩擦和功率损耗,延长泵使用寿命,提高泵效率。根据经验,通常将泵速控制在n300min-1范围。 轴、径向间隙 吸人和排出腔间径向密封为楔形间隙,轴向间隙为平行缝隙。
泵的性能与径向、轴向间隙及相关结构参数和介质特性密切有关,其中径向间隙主要根据压差△P;输送介质的粘度;刚性支承环半径r;偏心值e等因素确定。
即间隙T=f(,r)/f(△P,e),显然当△P和e增大时,间隙T应取小值;当ν,r增大时,间隙T可取大值。轴向密封采用间隙密封和弹性密封相结合效果良好;而平行间隙的泄漏量可由下式估计: q=10-5xT3b△P/1.2L[mL/s] 式中b-间隙宽度,cm L-间隙长度,cm △P-压差,MPa ν-介质动力粘度,Pas T-间隙值,cm 通常,合理控制径、轴向间隙可以提高自吸性能和排出压力,减小泵内泄漏量,保持较高容积系数。
实践证明,刚性支承环和泵体、传动轴和轴承套以及轴承和轴承盖的公差配合、径轴向尺寸链的计算至关重要。通过设计分析和试验验证,径向、轴向间隙应控制在0.03~0.20范围内耐磨焊条。
环形隔膜的设计 环形隔膜是环形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)环形隔膜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。 若环形隔膜工作变形段尺寸为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,考虑环形隔膜虽承压较低,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 环形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△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。
延伸阅读:QBY气动隔膜泵结构图
气动隔膜泵主要特点是不需灌引水,即能抽送流动的液体,又能输送一些不易流动的介质,吸程高、扬程可调(050米)气源压力只须大于1kg/cm2即能工作,绝对防火防爆,具有潜水泵、自吸泵、杂质泵、泥浆泵的一切功能等输送机械的许多特点。
1.气动隔膜泵空气腔:储存推动膜片的压缩空气的地方。
2.气动隔膜泵空气分配系统:空气分配系统是气动隔膜泵的心脏部位。通过该系统机械性的交替运动,产生往复式的吸入行程与出口行程。
3.气动隔膜泵膜片外盖:膜片内外盖是连接膜片及往复式轴心的工具,并且有密封效果,防止液体进入空气室。
4.膜片内盖:膜片内盖位于气动隔膜泵的空气室端,不会与操作的液体有接触。
5.止逆阀球:QBY气动隔膜泵使用止逆阀球来引导流体进入左右接液室,并由出口将液体打出,由止逆阀球配合阀座产生的密合作用,可产生入口及出口的液体流入及流出的动作。
6.止逆阀座:此活动的阀座为阀球提供基座。
7.出口弯头:输送的液体自气动隔膜泵顶点出口弯头上的出口端将液体打出气动隔膜泵外。
8.液体腔:液体腔在吸入行程时,液体腔充满了操作流体,在出口行程时,液体腔的流体全部通过出口端将流体排出。以上动作籍由压缩空气带动膜片左右挤压来完成。
9.膜片:隔膜片将操作的液体及压缩空气隔开。为了适当的操作,足够的膜片厚度及适当的材质都能防止操作的不当及渗透。QBY气动隔膜泵提供了多种的材质供选择以符合不同流体的需求。
10.入口弯头:流体由气动隔膜泵底端入口弯头的吸入口进入气动隔膜泵。
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在各种工程的仪表设计和选型时,都要对隔膜泵进行cv计算,并提供隔膜泵设计说明书。从隔膜泵的 cv计算到阀的口径确定,不锈钢电动隔膜泵一般需经以下步骤: 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qmax和qmin.流量计Qmax=300m3/h Qmin=30m3/h 什么意思? Qmax=300m3/h :最大流速为 每小时300立方米;Qmin=30m3/h :最小流速为 每小时30立方米。
2)不锈钢电动隔膜泵前后压差的确定。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)不锈钢电动隔膜泵实际可调比的验算。
一般要求实际可调比10。 7)不锈钢电动隔膜泵直径和公称直径的确定。
验证合适后,根据c确定。 不锈钢电动隔膜泵的选择是非常细致的工作,不仅要有扎实的专业理论知识,还要有丰富实践经验。
选择得好不仅有利于调节控制回路pid参数的整定,使被调参数得到较好地控制效果,也使隔膜泵的使用寿命大大增长。隔膜泵的选择要因地制宜,并非一成不变,要在实践的过程中不断总结和创新,特别随着机电一体化技术、计算机和数字信息技术的应用,隔膜泵的结构功能变得更好、更全面,为选择隔膜泵提供了极大的方便。