1树灶、結(jié)構(gòu)特征

    環(huán)形隔膜泵首先以平面蠕動式剛性支承環(huán)和環(huán)形隔膜區(qū)別于一般轉(zhuǎn)子泵和往復(fù)式隔膜泵亿驾。此外現(xiàn)有隔膜泵多采用片狀隔膜來隔開輸送介質(zhì)和工作介質(zhì)，并使用往復(fù)式曲柄連桿機構(gòu)骨杂、三閥機構(gòu)涂身、進出口閥組；環(huán)形隔膜泵吸收了軟管泵搓蚪、撓性襯圈泵及其它轉(zhuǎn)子泵的特點蛤售，采用回轉(zhuǎn)式驅(qū)動機構(gòu)和環(huán)形隔膜有機結(jié)合的新穎結(jié)構(gòu)，用環(huán)形隔膜將輸送介質(zhì)與驅(qū)動元件隔開妒潭，使輸送介質(zhì)無法向外泄漏拥宜。環(huán)形隔膜泵主要由泵體1、隔離機構(gòu)2仲及、剛性支承環(huán)3挺赞、環(huán)形隔膜4、軸承套5锭偿、軸承6津阻、傳動軸7及浮動承壓環(huán)、泵端蓋等組成（圖1）挂剪；環(huán)形隔膜端部靠軸承蓋沿軸向壓緊固定宵渡，其和泵端蓋增量、剛性支承環(huán)、泵體組成封閉容積狰碟，當(dāng)傳動軸旋轉(zhuǎn)時童唧，借助進、出口隔離機構(gòu)和剛性支承環(huán)钉呐、泵體形成吸液和排液腔叮凸，達到無泄漏輸送介質(zhì)的目的。

環(huán)形隔膜泵主要結(jié)構(gòu)特征為：

（1）隔膜和泵體間設(shè)有平面蠕動式剛性支承環(huán)献烦；

（2）環(huán)形隔膜內(nèi)置有浮動承壓環(huán)滓窍；

（3）環(huán)形隔膜將輸送介質(zhì)和潤滑介質(zhì)隔開；

（4）環(huán)形隔膜泵獨有進出口組合隔離機構(gòu)巩那；

（5）無需底閥和進出口閥組吏夯；

（6）獨特的軸向密封結(jié)構(gòu)；

（7）剛性支承環(huán)與傳動軸間設(shè)有軸承即横。

2噪生、設(shè)計要點

2.1、流量

    環(huán)形隔膜泵中剛性支承環(huán)和隔離元件东囚、泵體將液腔隔成吸入和排出部分跺嗽，隨吸入和排出液腔容積的變化，介質(zhì)沿進口至出口連續(xù)流動页藻。如圖2所示吸人口A和排出口Ｂ分別為吸桨嫁、排腔徑向密封死點，可見每轉(zhuǎn)排出理論流量應(yīng)為：

Q份帐；璃吧，t=10-＇n（RZ一r2）BK[L]

式中B－－剛性支承環(huán)寬度，cm

R－－泵體內(nèi)腔半徑捎霍，cm

r－－剛性支承環(huán)半徑忌颠，cm

K－－理論容積系數(shù)，主要考慮無效密封角α及結(jié)構(gòu)尺寸R缨吸，r等對理論流量的影響敲非；通常無效密封角α分別控制在20。以內(nèi)源照，K值可精確求得笋窍，一般取0.90-0.95設(shè)計中有R=r+e，其中e為偏心值覆厦，cm凰茫。則有泵理論流量為：考慮到泵的壓差、介質(zhì)粘度们袜、間隙大小及泵速對流量的影響必工，則泵的額定流量為：

Qr＝KvQth

式中Kp－－容積系數(shù)

2.2择常、泵速和泵徑向、軸向間隙的確定

2.2.1球垂、泵速

    由于采用了平面蠕動的剛性支承環(huán)滋戳，因而泵體、泵端蓋和剛性支承環(huán)間相對滑動速度與泵速相關(guān)啥刻，其值可估算奸鸯，即：

    Ｖ=πne/30

    可見合理控制與降低泵速，則可以減小摩擦和功率損耗可帽，延長泵使用壽命娄涩，提高泵效率。根據(jù)經(jīng)驗映跟，通常將泵速控制在n≤300min-1范圍蓄拣。

2.2.2、軸努隙、徑向間隙

    吸人和排出腔間徑向密封為楔形間隙球恤，軸向間隙為平行縫隙。泵的性能與徑向荸镊、軸向間隙及相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)和介質(zhì)特性密切有關(guān)咽斧，其中徑向間隙主要根據(jù)壓差△P；輸送介質(zhì)的粘度γ躬存；剛性支承環(huán)半徑r糯锦；偏心值e等因素確定。

    即間隙T=f（ν诀次，r）/f（△P赃律，e），顯然當(dāng)△P和e增大時凳慈，間隙T應(yīng)取小值；當(dāng)ν戒舆，r增大時氨缅，間隙T可取大值。

    軸向密封采用間隙密封和彈性密封相結(jié)合效果良好睦柏；而平行間隙的泄漏量可由下式估計：

    q=10-5xT3b△P/1.2γL[mL/s]

    式中b-間隙寬度妖局，cm

    L-間隙長度，cm

    △P-壓差赶馍，MPa

    ν-介質(zhì)動力粘度细企，Pa·s

    T-間隙值，cm

    通常摘甜，合理控制徑屯掖、軸向間隙可以提高自吸性能和排出壓力玄柏，減小泵內(nèi)泄漏量，保持較高容積系數(shù)贴铜。實踐證明粪摘，剛性支承環(huán)和泵體、傳動軸和軸承套以及軸承和軸承蓋的公差配合绍坝、徑軸向尺寸鏈的計算至關(guān)重要徘意。通過設(shè)計分析和試驗驗證，徑向轩褐、軸向間隙應(yīng)控制在0.03～0.20范圍內(nèi)耐磨焊條椎咧。

2.3、環(huán)形隔膜的設(shè)計

    環(huán)形隔膜是環(huán)形隔膜泵中隔開輸送介質(zhì)和潤滑介質(zhì)把介，實現(xiàn)無泄漏輸送介質(zhì)的關(guān)鍵零件勤讽，其設(shè)計不同于片狀隔膜，我們從結(jié)構(gòu)上保證其承受低壓狀態(tài)劳澄，通過預(yù)定伸長量使之工作狀態(tài)下附加變形極小地技，設(shè)計中遵循以下原則：

（1）環(huán)形隔膜內(nèi)外表面均無相對滑動摩擦；

（2）控制隔膜內(nèi)外表面壓差在0.1MPa以內(nèi)秒拔；

（3）采用浮動承壓環(huán)形成浮動支承墅纲；

（4）提高隔膜抗拉和抗疲勞性能；

（5）合理選擇隔膜硬度恐呢；

（6）保證隔膜裝拆方便游淆；

（7）給定隔膜預(yù)伸長值△L。

    若環(huán)形隔膜工作變形段尺寸為L节婶，而安裝尺寸為L‘擎丘，那么環(huán)形隔膜設(shè)計長度值則為：

    L=△L+L＇

    其中△L=e/sin（arctge/L）－L

    通常△L=0.5-2.Omm享积，考慮環(huán)形隔膜雖承壓較低边久，但接觸腐蝕性介質(zhì)且工作中循環(huán)撓動加上結(jié)構(gòu)尺寸要求嚴格，我們和有關(guān)制造廠和科研院校研制了丁臘橡膠履岂、聚氨醋橡膠和夭然橡膠等多種隔膜遏治，經(jīng)對比試驗，聚氨醋隔膜物化性能和疲勞性能較優(yōu)函强。

2.4鸵安、剛性支承環(huán)設(shè)計

    環(huán)形隔膜泵中剛性支承環(huán)有別于普通轉(zhuǎn)子泵和往復(fù)式隔膜泵。它的設(shè)置不僅使軸向和徑向密封容易形成反璃，而且可以保護隔膜昵慌，保證泵具有較高排出壓力和良好的自吸性能。

    剛性支承環(huán)上任意質(zhì)點的運動為垂直軸線截面內(nèi)的往復(fù)運動和回轉(zhuǎn)運動合成的平面運動即平面蠕動淮蜈。剛性支承環(huán)的設(shè)計應(yīng)考慮采用輕質(zhì)材料或中空結(jié)構(gòu)斋攀，以減輕重量已卷，減小慣性力。

    其工作狀態(tài)下外表面承受不平衡液壓力作用蜻韭，使傳動軸上承受徑向力F悼尾，當(dāng)徑向密封點在遠離組合隔離機構(gòu)最低點時有下式：

    Fmax=20·△P·B·r

    式中△P-壓差，MPa

    B-剛性支承環(huán)寬度肖方，cm

    r-剛性支承環(huán)半徑闺魏，cm

    由上式可知，剛性支承環(huán)承受較大的徑向力俯画，因此在設(shè)計中不僅應(yīng)保證其足夠的剛度和強度析桥，同時還應(yīng)考慮傳動軸可能產(chǎn)生撓度，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計確保泵徑向間隙在設(shè)計范圍內(nèi)艰垂。

3泡仗、性能特點

3.1、性能特點

    環(huán)形隔膜泵以獨特的結(jié)構(gòu)吭辛、優(yōu)化的設(shè)計裁愉、參數(shù)的合理匹配及高質(zhì)量的隔膜而具備優(yōu)良的性能，主要在如下：

（1）無泄漏嘴净。由于泵中環(huán)形隔膜將輸送介質(zhì)與潤滑介質(zhì)隔開属缚，輸送介質(zhì)無法外泄。

（2）自吸性能強护狠。因是回轉(zhuǎn)式容積泵隧鸠，故具有較好的自吸能力，可油同蚂、氣懊玖、水混合輸送，泵無需灌引扔相，直接啟動力鹰。

（3）適應(yīng)范圍廣『褚牛可輸送一般液體亦可輸送粘稠性介質(zhì)妖坡，應(yīng)用參數(shù)范圍大。

（4）效率高区匣。傳動結(jié)構(gòu)緊湊簡單，和同參數(shù)葉片泵相比蒋院，效率高5%以上亏钩，且高效區(qū)寬廣。

    該產(chǎn)品易于系列化欺旧、通用化姑丑；同一機座產(chǎn)品可更換過流部件蛤签、調(diào)整泵速和間隙來適應(yīng)不同工況和介質(zhì)。目前環(huán)形隔膜泵已形成Q=1～50m3/h栅哀，P≤1.OMPa的系列產(chǎn)品震肮，可廣泛用于輸送強腐蝕性、易燃爆留拾、劇毒和放射性的以及高純度或高粘度的介質(zhì)等戳晌。此外，依不同用戶要求可采用調(diào)速傳動方式痴柔，還可配用隔膜報警自動執(zhí)行器沦偎。

3.2、產(chǎn)品實剛性能

    據(jù)"軍工艦船用環(huán)形隔膜泵的研制"課題鑒定要求溅蓖，兩種產(chǎn)品經(jīng)500h型式試驗后鹤仲。

    由此可見，產(chǎn)品實測性能均達到機械部課題攻關(guān)指標剥讼，具有良好的自吸性能及氣液混輸壕赘、高效率等特性。

    此外乞芳，我們用HM-2.0/0.4型環(huán)形隔膜泵進行了對比試驗铐儡，其輸送不同介質(zhì)和不同壓差下的性能。

    顯然脸嗜，粘度和壓差不同時菠珍，相同的密封間隙下，所產(chǎn)生的內(nèi)泄漏量不同亭弥，使得容積系數(shù)不同阴香。

4、結(jié)論及應(yīng)用

    環(huán)形隔膜泵作為新型容積轉(zhuǎn)子式無泄漏泵粮剃，采用了旋轉(zhuǎn)式驅(qū)動機構(gòu)恳蹲，減少了滑動摩擦潤滑點，簡化了結(jié)構(gòu)俩滥。采用環(huán)形隔膜隔開潤滑介質(zhì)和輸送介質(zhì)嘉蕾，獨特新穎。此外由于它和往復(fù)式隔膜泵霜旧、轉(zhuǎn)子泵错忱、磁力泵、軟管泵等結(jié)構(gòu)有本質(zhì)不同挂据，因而其研究開發(fā)及市場應(yīng)用潛力大以清。

    工業(yè)發(fā)達國家無泄漏泵年產(chǎn)量占泵年產(chǎn)量15%～20%；而我國無泄漏泵年產(chǎn)量占總產(chǎn)量3%左右，是急待發(fā)展的產(chǎn)品掷倔。環(huán)形隔膜泵獨特的性能和良好的通用性和互換性眉孩，使之特別適用化工、輕工勒葱、食品工業(yè)流程用泵的更新浪汪，使運行成本降低，維護和操作方便凛虽，以提高經(jīng)濟效益书吗。

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