隔膜泵应用及维护.doc

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1、往复式活塞隔膜泵应用及维护前 言 往复式活塞隔膜泵（以下简称隔膜泵）是在往复式活塞泵的基础上，增加隔膜室演变而来。其工作原理，基本结构早在1958年就由法国学者Ballu提出。隔膜泵综合了活塞泵压力高、坚固耐用，隔膜泵结构简单、耐磨蚀的优点，克服了活塞泵活塞密封元件易磨损的缺点，很快被人们所接受。欧洲发达国家都将精力投入活塞隔膜泵的研制中。研制初期，由于隔膜泵的核心技术没有完全成熟，致使隔膜泵的连续运转率低、运行成本较其它类型往复泵无明显差异，并且工作可靠性不稳定。70年代末，荷兰HOLTHUTS公司创立了一套先进完善的检测控制技术，使隔膜泵的设计理论、方法产生了完全的迥异的变化，彻底解决了核

2、心技术成熟性问题。使隔膜泵的连续运转率达到85%95%，而运行成本仅为其它泵的1/6.3。使隔膜泵成为输送高磨蚀固液两相介质的新一代往复泵，并逐渐替代其它类型往复泵。早在80年代中期，沈阳冶金机械有限公司开始隔膜泵的国产化研制。在20多年内，首先从设计理论及设计方法研究入手，对其核心技术进行攻关，先后攻克了检测控制技术、检测技术、二位二通阀技术、橡胶隔膜技术、PLC隔膜位置控制技术、自动化控制技术、消振、隔振技术，温度控制技术等关键。形成了自己的专有技术。使隔膜泵输送固液两相介质的流量、压力、温度、耐磨蚀性等技术参数得到了长足的发展，满足了黑色、有色、化工、建材、煤炭、电力等行业内对高磨蚀固液

3、两相介质输送的工艺要求，得到广泛的推广应用，促进了上述工艺技术的进步，导致了对隔膜泵的需求。另一方面，由于隔膜泵的自动化程度、连续运转率、运行成本等技术指标超过或明显优于其他往复泵（油隔泵、冲洗泵、水隔泵等），成为其他往复泵在这类工艺系统中的替代产品。该类型泵的设计、制造涉及机械、电子、液压、橡胶等多学科技术，技术复杂。同时，隔膜泵是所在工艺系统的心脏设备，对其运行的可靠性有很高的要求。本书系统的阐述了往复式活塞隔膜泵的工作原理、结构特点、技术参数、核心技术。全面、系统的阐述了技术参数的构成，对理论及实际平均输出流量、瞬时输出流量、吸入及排出压力、连续运转率进行详细的论述。对易损件的寿命、输送

4、介质及运行工况参数进行了论述。归纳总结了往复式活塞隔膜泵的核心技术，在输送介质及运行工况参数上，提出了往复式活塞隔膜泵的合理选择的观点，论述了往复式活塞隔膜泵对运行工况的要求，即严格的粒度分布；介质的两相流特性；吸入性能条件及吸入、排出的压力脉动；多台泵时的峰值叠加问题等。本书是隔膜泵应用、操作、维护教材，适用于隔膜泵应用、操作和维修相关人员使用。目 录前言第一章 往复泵的种类、特点及机械基础知识第一节 往复泵泵的种类第二节 隔膜泵的工况条件第三节 隔膜泵的机械基础知识第四节 隔膜泵的型号及规格参数第二章 隔膜泵的工作原理及结构第一节 隔膜泵的工作原理第二节 隔膜泵的结构组成第三节 隔膜泵的核

5、心技术第三章 隔膜泵的电气控制系统第一节 隔膜泵电控系统的组成第二节 电控系统工作原理第三节 隔膜泵电控系统主要电气元件第四章 隔膜泵的使用与维护第一节 隔膜泵的安装与调试（含电气）第二节 隔膜泵的操作（含电气）第三节 隔膜泵的检修与维护（含电气）（含大修）第五章 隔膜泵故障分析及处理第一节 常见机械故障的分析与处理第二节 常见电气故障的分析与处理第六章 隔膜泵的易损件及其更换（含电气）第一节 隔膜泵的易损件及备件储备第二节 易损件的拆装第七章 隔膜泵的应用第一节 隔膜泵的应用第二节隔膜泵的应用案例附录：标准JB/T8697-1998 隔膜泵Q/SSJ.J02.0339-2001 往复式隔膜泵

6、技术条件GB/40-79 动力基础设计规范JB/T9090-1999 容积泵零、部件液压与渗漏试验JB/T5000.3-1998 重型机械通用技术条件 焊接件JB/T5000.6-1998 重型机械通用技术条件 铸钢件JB/T5000.8-1998 重型机械通用技术条件 锻件JB/T5000.9-1998 重型机械通用技术条件 切削加工件JB/T5000.10-1998 重型机械通用技术条件 装配第一章 往复泵的种类、特点及机械基础知识第一节 往复泵的种类 泵是一种吸入和排除流体（液体）的机械。 通常把提升液体，输送液体或液体增加压力，即把原动力机的机械能变为液体能量的机器统称为泵。往复泵是泵

7、的一种。往复泵是由活塞或柱塞的往复运动，将液体吸入泵内，利用泵内缸体容积的变化，将液体压出泵外。1.往复泵的类型 往复泵包括 往复式活塞泵、往复式油隔离泵往复式水隔离泵、往复式活塞隔膜泵。2.往复式活塞泵1.偏心轮 2.活塞 3.料浆 4.进出料阀图1！往复式活塞泵示意图图1！为往复式活塞泵示意图。往复式活塞泵的特点是流量大，压力高，适用于大流量，远距离管道输送，它的工作原理是：通过橡胶密封环做为密封的活塞在缸套中做直线运动完成料浆的输送，但是由于活塞、缸套与具备磨砺性、腐蚀性的液体直接接触，极易造成缸套、活塞密封环被磨损或腐蚀，这样就会导致频繁更换易损件而直接影响连续运转率，有时甚至会在活塞

8、密封环破损后料浆直接进入到动力端内，对连杆、十字头、轴、轴承等造成破坏，其修复难度之大可想而之。这类泵的最大弊病是连续运转率低，运行成本高，操作维护劳动强度大，致使整个工艺系统生产效率低，生产成本加大。3.往复式油隔离泵1偏心轮 2活塞 3油 4料浆 5进料阀图12往复式油隔离泵示意图图12为往复式油隔离泵示意图。往复式油隔离泵是通过在液压油和料浆之间设置一中性油隔离层来达到避免料浆与活塞、缸套直接接触，从而保护上述两零件的寿命的目的。但是，它的缺点是压力低，而且压力高于4Mpa时则油隔离层极易消失或隔离层的油大量被混入料浆中带走，因此，需不断注入隔离层。根据我们所知及一些用户的现场反映，有时

9、一天就需加入170公斤油，维护费用相当高且工人工作量及工作强度都比较大，也极易造成环境的污染。4.往复式水隔离泵 1偏心轮 2活塞 3水 4料浆 5进出料阀图13往复式水隔离泵示意图图13为往复式水隔离泵示意图往复式水隔离泵工作原理同油隔离泵基本相同，唯一不同之处在于它是在活塞与料浆之间不间断的注入水作为力的传递介质，由此可见，它的水消耗量是非常大的，在注重环保、强调资源节约的今天，使用水隔离泵显然不是最好的选择。5.往复式活塞隔膜泵图14为往复式活塞隔膜泵示意图。隔膜泵是在往复 式活塞泵基础上，增加隔膜室演变而来的，隔膜泵综合了活塞泵压力高、坚固耐用，以及自身结构简单、耐磨蚀等优点，克服了活

10、塞泵密封件易磨损的不足。1连杆 2活塞 3导杆 4隔膜 5进出料阀图14往复式活塞隔膜泵示意图6.活塞隔膜泵的特点往复式活塞隔膜泵通过设置橡胶隔膜将泵的活塞、缸套等部件与输送的介质分隔开来，使之在清洁的油中工作，保证了这些零部件的使用寿命，而该泵的常备易损件仅为阀和橡胶隔膜。与此同时设计了合理的易损件装配结构，使之检修、更换便捷，从而提高了该泵的连续运转率，降低了运行成本。隔膜泵具有高效、节能、工作运行平稳、可靠以及高度自动化等优点，成为高连续运转率工艺系统中理想的料浆输送设备。第二节 隔膜泵的工况条件固液两相介质的输送广泛应用于黑色、有色冶金、煤炭、电力、化工、建材、环保、矿山等诸多领域，其

11、中输送泵是心脏设备。技术的不断进步导致了对输送流量大、输送压力高、输送高温、高磨蚀固液两相介质泵的需求。由于往复式活塞隔膜泵综合了活塞泵压力高、坚固耐用及隔膜泵结构简单、耐腐蚀的优点，克服了活塞泵活塞密封件易磨损的缺点，世界各国竞相研制。随着隔膜泵核心技术的不断完善，其连续运转率、运行成本等关键技术指标明显优于油隔泵、活塞泵、水隔泵等，成为输送流量大、压力高、高温、高磨蚀固液两相介质理想的新一代往复泵，并得到广泛应用，同时又进一步促进了高磨蚀固液两相介质管道化输送、氧化铝溶出、煤化工等工艺技术的发展。该类型泵涉及机械、电子、液压、橡胶、化工等多学科技术，技术复杂程度高。 隔膜泵按活塞的单作用和

12、双作用分为SGMB双作用和DGMB单作用两种系列形式。 三缸单作用DGMB型与双缸双作用SGMB型比较如下： 1、在活塞力相同的情况下，双缸双作用SGMB型的流量较大；但是，活塞力过大时，流量加大的幅度变小；所以，一般压力小于7Mpa选用双缸双作用SGMB型的，一般压力大于7Mpa选用三缸单作用的。 2、隔膜泵的瞬时流量是脉动的，且双缸双作用SGMB型的流量变化幅度大于三缸单作用DGMB型。 3、双缸双作用SGMB型的活塞杆的连接螺纹双向受力，在载荷大的情况下，易产生疲劳失效，可靠性较三缸单作用DGMB型差。第三节 隔膜泵的机械基础知识1.曲柄连杆机构图15 曲柄连杆机构 曲柄连杆机构如图15

13、所示，能做整周回转的称为曲柄，曲柄AB为主动件，作连续转动，滑块C作往复直线运动。该机构的主动件AB的运动要经过一个不直接与滑块C相连的中间构件，这个中间构件称为连杆，而把具有连杆的这些机构统称为连杆机构。连杆机构中的运动副一般均为低副，低副两元素为面接触，故在传递同样载荷的条件下，两元素间的压强较小，可以承受较大的载荷。低副两元素间便于润滑，故两元素不易产生大的磨损。2.偏心轮（轴）机构将偏心轮与轴连在一起称为偏心轴。机构中零件有足够的刚度和强度。该机构应用在双作用（SGMB）隔膜泵中。单作用（DGMB）隔膜泵应用曲轴结构，曲轴是把原动力的旋转运动转化为活塞往复运动的重要部件之一。工作时，曲

14、轴承受周期性的交变载荷，产生交变的扭转应力和弯曲应力，它是隔膜泵中最重要的受力部件。3.渐开线花键及鼓形齿联接 在活塞单作用（DGMB）隔膜泵中，有时应用三个单拐曲轴结构。其三个单拐曲轴的连接方式采用渐开线花键及鼓形齿联接。如图16所示。齿廓为渐开线。受载时齿上有径向分力，能起自动定心作用，使各齿承载均匀，增加了强度和使用寿命。加工方法与齿轮相同。用于载荷较大、定位要求精度高、以及尺寸较大的联接。 所谓鼓形齿，即其含轴截面上的节圆线也是圆弧的一段。 由于两端齿厚比中间小，可避免棱角接触，能承受重载及冲击载荷，在相同的角位移情况下，比直齿承载能力提高1520；机械效率高，密封性好，使用可靠，维护

15、方便。图16 鼓形联轴器4流体及液压有关基本概念 流量单位时间内流过流束通流截面的液体体积称为流量。（2） 通流截面于流体所有流线正交的截面积,也称过流面积其计算公式为： q=A.v 单位：m3/h, L/min（3）应力液体单位面积上作用的表面力称为应力。有法向力和切向力之分。习惯上把液体在单位面积上所受的内法向方向的法向应力称为压力。压力有绝对压力和相对压力之分。绝对压力：P=P0+pgh（N）相对压力：P=pgh（N）（4）压强物体在单位面积上所受的力称为压强。其计算公式为： P=F/A（Pa）（5）液压冲击当管道中的阀门突然关闭或突然开启时，管内液体压力发生急剧交替升降的被动过程称为液

16、压冲击。液压冲击使工作机械产生巨大振动和噪声，并可能导致液压元件和管道损坏。（6）液压缸液压缸是液压系统中的执行元件。把液体的压力能转换成机械能以实现直线往复运动的能量装置。反之可以通过直线往复运动把机械能转换成液体的压力能。液压缸分为活塞缸、柱塞缸及其它形式。（7）液压阀用来控制液压系统中液体的流动方向或调节其压力和流量的元件。（8）蓄能器其功用主要是储存液体的压力能。用来：1.在短时间内供应大量压力油液；2.维持系统压力；3.减小液压冲击或压力脉动。第四节 隔膜泵的型号及规格参数1、隔膜泵型号表示法2 SGMB、DGMB系列隔膜泵规格参数 压力流量1.5MPa2MPa3MPa4MPa6MP

17、a8MPa10MPa12MPa14MPa16MPa20MPa25m3/h40 m3/h60 m3/h80 m3/h100 m3/h120 m3/h140 m3/h160 m3/h180 m3/h200 m3/h250 m3/h300 m3/h注：双缸双作用 三缸单作用表11隔膜泵规格参数表 从表11可以看出，双缸双作用隔膜泵一般应用于压力低于7Mpa的工况场合，单缸单作用隔膜泵应用于压力高于7Mpa的工况场合。根据机械耦合、电子耦合可以扩大流量范围，但耦合时需要增加相角耦合系统。3、隔膜泵的技术参数隔膜泵的技术参数是指基本性能参数、连续运转率及易损件寿命。基本性能参数是指结构型式、输送介质、技

18、术参数和易损件的寿命。隔膜泵的结构型式是指活塞的单作用或双作用。隔膜泵有双缸双作用、三缸单作用卧式结构，多缸单作用立式结构。输送介质是指所输送的介质的密度、粒度、黏度、酸碱度、温度、重量浓度等指标。技术参数是指输送的流量、压力、吸入压力、活塞直径、活塞行程、电机参数、调速参数、泵的重量、泵的外形尺寸等指标。易损件的寿命是指橡胶件及阀件等寿命指标。连续运转率是指泵的工作制及效率。和易损件寿命指标是相互关联的。（1） 隔膜泵的理论平均输出流量、实际平均输出流量和瞬时输出流量隔膜泵的流量可分为理论平均输出流量、实际平均输出流量及瞬时输出流量。（a）理论及实际平均输出流量（由隔膜泵的工作原理可知，隔膜

19、排出液体的体积也就是活塞排出液体的体积。由于泵的活塞在每个往复行程中排出的液体体积是相等的，所以隔膜泵的理论平均输出流量是恒定的，其值为：Qth = kzAsn/60 - （11）式中 ：Qth ：理论平均输出流量，m3/sk ：作用数；单作用泵k=1，双作用泵k=2z ：活塞缸数A ：活塞面积，m2s ：活塞行程，mn ： 活塞每分钟的往复次数，min-1 ： 排挤系数，为考虑活塞杆面积Ad对流量减少的系数， = 1Ad/2A由于泵的阀的开启、关闭及液体中含气等原因，泵的实际排出流量要小于其理论平均输出流量，实际的平均输出流量值：Q = Qth = kzAsn/60 -（12）式中：Q ：平

20、均输出流量，m3/s ：流量系数， = 0.880.98由（11）式、（12）式分析，隔膜泵的理论及实际平均输出流量与排出压力无关，其决定于泵的活塞直径、活塞行程、活塞每分钟的往复次数（冲次）。（b）瞬时输出流量 泵活塞往复位移X的公式：X=R(1-cos + sin2) - (13)式中： ：曲柄转角； =t，：曲柄角速度t ：时间 ：= ，R曲柄半径 L ：连杆长度根据上式，可以推导出单缸单作用往复泵的瞬时理论流量Qs的公式：Qs=Au=AR(sin + sin2 ) -（14）式中：A ：活塞面积由于=的值一般很小，可以忽略不计，则（1-3）式变为：Qs=ARsin - （15）显然，单

21、缸单作用隔膜泵的瞬时理论流量是脉动的。由于隔膜泵的结构型有双缸双作用及卧式三缸单作用两种。双缸双作用、三缸单作用泵的瞬时流量曲线可由单缸单作用的瞬时流量曲线叠加得到。对于双缸双作用，两缸的活塞的相角差=90，其瞬时流量曲线见图17，其中取有活塞杆端的面积Ar=(0.80.9)A。对于三缸单作用，三缸的各活塞之间的相角差=120，其瞬时流量曲线见图2。 三缸单作用 双缸双作用 图17 瞬时流量曲线图显然，双缸双作用的流量变化幅度大于三单缸单作用。为表示瞬时流量不均匀程度，引入流量不均匀系数q，其公式为：q = -（16）式中：Qsm平均流量。 根据伯努利方程(4)，在泵排出管路任一点a，有：+

22、+ha+Sa=恒值-（17）式中：Paa点处的压力； Vaa点处的流速； haa点处的水柱高； Saa点处的各种水力损失及惯性损失的总和由于Qs=AVa，代入（3-7）式有：+ha+Sa=恒值- （18）由（1-8）式不难看出，流量脉动必然造成压力脉动，并且是二次方放大的关系。压力脉动由压力不均匀系数P来表示，其公式为：P =-（19）式中：Pmax最大压力；Pmin最小压力；Pm 平均压力在实际工业生产中，一般压力不均匀系数值为0.010.05，高压时取小值，低压时取大值。为保证往复泵及管路的正常使用，往复泵必须设置进出料补偿装置。进出料补偿装置型式很多，常用的有圆筒补偿罐及球型空气室、筒式

23、空气室。大多数隔膜泵经过补偿装置后，其压力不均匀系数大多能达到0.010.05的要求。但是流量超过200m3/h时，单套补偿装置很难满足要求，需要增加数量。（2）、 吸入及排出压力 隔膜泵输送液体由吸入、排出两个过程组成。研究吸入压力、排出压力，必须研究在吸入、排出两个过程中，隔膜、活塞表面的压力变化情况。由不稳定流动伯努利方程，推导在吸入、排出两个过程中的隔膜、活塞表面的压力变化情况的公式如下： 吸入过程：隔膜表面的压力公式： Pg/=Pa/+Hc-(V2/2g+Hz+HG+Kz+KG) - （110）式中 ： Pg ： 隔膜室内隔膜表面的压力Pa ：大气压力Hc ：液体表面与隔膜室内隔膜表

24、面的位差Hz ：外吸入管路及泵内至隔膜室内隔膜表面的管路的沿程阻力水头HG ：外吸入管路及泵内至隔膜室内隔膜表面的管路的沿程惯性水头Kz ：单向阀阻水头KG ：单向阀惯性水头V ： 流速g ：重力加速度 ：比重 活塞表面的压力公式：Ph/=Pa/+Hc-(V2/2g+Hz+HG+Kz+KG+Kb+Kgz) - （111）式中 ： Ph ：活塞缸内活塞表面的压力 Hc ：液体表面与活塞缸内活塞表面的位差 Kb ：隔膜变形的液体能量损失 Kgz ：隔膜及导杆运动惯性水头 隔膜泵工作时，在吸入过程中，要求隔膜室内隔膜表面的压力必须大于所输送的矿浆的饱和蒸汽压力，否则造成矿浆汽化，造成隔膜与矿浆脱流，

25、引起撞击、噪声、振动及容积效率下降，还可造成隔膜异常变形，进而引起隔膜寿命降低，严重的造成隔膜瞬间破裂。同时，要求活塞缸内活塞表面的压力必须大于缸内推进液油的饱和蒸汽压力，否则造成推进液油的汽化，造成推进液油与隔膜或活塞脱流，同样引起撞击、噪声、振动及容积效率下降，还可造成隔膜异常变形，进而引起隔膜寿命降低，严重的造成隔膜瞬间破裂。 通过（110）、（111）式及上述的分析，可以得出这样的结论：隔膜泵与其它往复泵相比，对最小允许吸入压力有严格的要求，且大于其它往复泵。对于泵输送不同的介质及工况，最小允许吸入压力也是不同的。在输送系统的工程设计中，应特别注意。 排出过程：活塞表面的压力公式：Pd

26、/=Pa/+Hc+V2/2g+Hz+HG+Kz+KG+Kb+Kgz - （112）式中 ： Pd：活塞缸内活塞表面的压力Hc ：液体表面与活塞缸内活塞表面的位差Hz ：外排出管路及泵内至活塞缸内活塞表面的管路的沿程阻力水头Hz ：外排出管路及泵内至活塞缸内活塞表面的管路的沿程惯性水头Kz ：单向阀阻水头KG ：单向阀惯性水头 Kb ：隔膜变形的液体能量损失 Kgz ：隔膜及导杆运动惯性水头 通过对（110）、（111）、（112）式在吸入、排出过程中的压力变化的分析，可以看出，吸入压力、排出压力与流量无关，其值取决于泵内、外管路的负载特性。泵的技术参数中的吸入压力是指最小允许的吸入压力，排出压

27、力是指最高允许的排出压力。泵在实际运行中，其吸入压力大于最小允许的吸入压力，排出压力小于最高允许的排出压力，泵就能正常运行。隔膜泵允许的最高排出压力决定于泵本体的零件结构强度及原动机的功率。由于泵的原动机为电动机，其具备调速性能，输出流量可以变化。（3）、连续运转率连续运转率是隔膜泵的最主要的参数。隔膜泵的易损件直接影响泵的连续运转率。隔膜泵的连续运转率可以达到93%95%。同时，其单台流量可以达到300M3/H（n45r/min. 三缸单作用），单台最高压力达到25MPa。对于其它各类往复泵，在众多高磨蚀固液两相介质的输送工艺中，像隔膜泵同时满足最大流量、最高压力及连续运转率这些参数是不可能

28、的。所以，在众多高磨蚀固液两相介质的输送工艺中，只能应用隔膜泵作为工艺系统中的心脏输送设备，这样，才能使工艺系统的运行经济、可靠。另外，在活塞泵、柱塞泵、油隔离活塞泵等其他往复泵应用的工艺系统中应用隔膜泵，虽然初期购置投资大，但是运行效率高，运行费用低，一般运行35年后均可持平，以后运行的经济效益显著。第二章 隔膜泵工作原理及结构第一节 隔膜泵的工作原理三缸单作用隔膜泵工作原理见图21，电动机1通过减速机驱动曲轴2、连杆3、十字头4，使旋转运动转为直线运动，带动活塞6进行往复运动。当活塞向左运动时，活塞借助油介质将隔膜室10中的橡胶隔膜9吸到左方向，借助矿浆喂料压力打开进料阀11，吸入矿浆充满

29、隔膜室10。当活塞向右方向运动时，关闭进料阀11，活塞6借助油介质将隔膜室10中橡胶隔膜9推向右方向运动，并借助压力开启出料阀12，将矿浆输送到管道。由于矿浆不接触活塞等运动部件，减少了这些部件的磨蚀。同时，通过设置灵敏、可靠的检测自动化系统（导杆7、探头8），保证了橡胶隔膜的长使用寿命，成为矿浆管道化输送的理想设备。三缸单作用隔膜泵有三个隔膜室，每个隔膜室的起始排料相位相隔120，可使矿浆输送量均匀. 1.电机 2.曲轴 3.连杆 4.十字头 5.活塞缸 6.活塞7.导杆 8.探头 9.橡胶隔膜 10.隔膜室 11.进料阀 12.出料阀图21 三缸单作用隔膜泵工作原理图吸入冲程：见图22活塞

30、（A）向后移动并使推进液体（B）减压。隔膜（F）向后移动。在隔膜室（E）内产生的低压促使进料阀箱（C）打开并关闭出料阀箱（G）。泥浆通过进料管（D）充满隔膜室（E）。图2-2 吸入冲程工作原理图 图2-3 排出冲程工作原理图排出冲程：见图23活塞（A）向前移动并使推进液体（B）增压。隔膜（F）向前移动。在隔膜室（E）内产生的低压促使进料阀箱（C）关闭并打开出料阀箱（G）。泥浆通过出料管（G）离开隔膜室（D）。双缸双作用隔膜泵的工作原理见图24。电动机1通过减速机驱动小齿轮2、大齿轮3，大齿轮3安装在偏心轮上，偏心轮带动连杆4、十字头5，使旋转运动转为直线运动，带动活塞8进行往复运动。当活塞向左

31、运动时，活塞借助油介质将左隔膜室6中矿浆通过左出料阀排除。当活塞向右运动时，活塞借助油介质将右隔膜室10中的矿浆通过右出料阀排除。双缸双作用隔膜泵有四个隔膜室，每个隔膜室的起始排料相位相隔90，可使矿浆输送量均匀。 1.电机 2.小齿轮 3.大齿轮 4.连杆 5.十字头 6.左隔膜室7.进料阀 8.活塞 9.橡胶隔膜 10.右隔膜室 11.出料阀图2_4 双缸双作用隔膜泵工作原理图第二节 隔膜泵的结构组成根据输送液体压力和流量的不同，隔膜泵分为三缸单作用（DGMB型）和双缸双作用（SGMB型）两种。两种形式的隔膜泵如图25，图26所示。图25为三缸单作用型隔膜泵结构图。图26为双缸双作用型隔膜

32、泵结构图。它们均由1动力端 2液压辅助系统 3液力端 4传动系统 5电控系统 6出料压力补偿系统（出料空气包） 7进料压力补偿系统（压力补偿罐）7组成。1动力端 2液压辅助系统 3液力端 4传动系统 5电控系统 6出料压力补偿系统（出料空气包） 7进料压力补偿系统（压力补偿罐）图25 三缸单作用隔膜泵结构图1动力端 2液压辅助系统 3液力端 4传动系统 5电控系统 6出料压力补偿系统（出料空气包） 7进料压力补偿系统（压力补偿罐）图26 双缸双作用隔膜泵结构图一、三缸单作用（DGMB型）型隔膜泵结构1、 隔膜泵的传动系统隔膜泵的传动系统如图27所示。隔膜泵的传动系统由主电机1、柱销联轴器2、减

33、速器3、齿式联轴器4和护罩、底座组成。主电机1与减速机5安装在焊接结构的底座2上。底座2的安装表面经机械加工，保证了电机1与减速器5、柱销联轴器3、齿式联轴器6的同心对准状态（用垫片微调），主电机轴与减速器轴通过柱销联轴器3连接起来，减速器输出轴与动力端主动轴通过齿式联轴器6连接。柱销联轴器和齿式联轴器均安装有安全防护罩，以保证使用人员接近时的安全性。1 电机 2柱销联轴器 3减速器 4齿轮联轴器图27 隔膜泵的传动系统2、 三缸单作用（DGMB型）型隔膜泵的液力端隔膜泵的液力端利用活塞的往复运动、橡胶隔膜的凸凹运动以及进料阀箱和出料阀箱中单向阀的开闭完成液体输送。三缸单作用（DGMB型）型隔

34、膜泵的液力端结构如图28所示。它是由三组进料阀箱1、三组隔膜室3、两组出料补偿系统4、进料管5、出料管6、出料管支架7、三组出料阀箱8、右腔体及油缸9、中间腔体及油缸10、左腔体及油缸11、以及三个弯管18等组成。液力端利用活塞的往复运动、橡胶隔膜的运动以及进出料阀箱内单向阀的开闭完成料浆的输送工作。其工作流程为，被输送液体经进料管5分别进入三个并列安装的进料阀箱1，经三个并列安装的弯管18后，进入三个并列的隔膜室3，液体通过隔膜室3流入三个出料阀箱8，再经出料管6将液体输送出去。液体进料和出料都是有压力的。液力端由橡胶隔膜分为2个独立的机械部分，即推进液体部分和液体输送部分。推进液体部分包括

35、活塞缸、隔膜室的后半部及橡胶隔膜位置检测装置。推进液体部分由推进的液体注满。液体输送部分包括进料管、进料阀箱、隔膜室前半部、出料阀箱、出料管等。1进料阀箱 2底座 3隔膜室 4出料空气包 5进料管 6出料管 7出料管支架 8出料阀箱 9腔体及油缸 12螺栓 13垫片 14垫片 15螺栓 16垫片 17垫片 18弯管 19螺栓 20螺栓 21螺栓22螺母图28 三缸单作用隔膜泵液力端结构图2.1 三缸单作用（DGMB型）型活塞缸及腔体三缸单作用（DGMB型）型隔膜泵液力端有三个活塞缸。图29为右腔体及油缸结构图。它是由活塞4、活塞杆11、缸筒12、油缸压盖8、密封装置、腔体5、导杆支撑套1、信号

36、发生器2、及补油信号发生器3等组成。右端的活塞杆11与动力端的介杆连接，以实现活塞4的往复运动。左端的腔体5一端与隔膜室连接，另一端与箱体连接。通过缸筒12右侧内液压油体积的变化达到吸料和排料的目的。1导杆支撑套 2信号发生器 3补油信号发生器 4活塞 5腔体 6螺栓 7螺母 8油缸压盖 11活塞杆 12缸筒 1317密封圈 18螺母 19阀 2021垫片 图29 三缸单作用隔膜泵腔体及油缸结构图装配在活塞杆11上并用螺母紧固的活塞4，在一个可更换的缸筒12里运动。活塞杆和缸筒均采用合金钢材料，表面经过硬化处理，因而具有高耐磨性。所以，即使因隔膜破裂造成矿浆进入活塞缸内，也不会立即损坏活塞杆和

37、缸筒12。活塞4采用带支撑多皮碗结构，其密封圈材料具有高强度、高耐磨性，同时在活塞4上还装有导承环，可以提高活塞4与缸筒12的使用寿命。腔体5为铸钢件。导杆支撑套1的作用是支撑导杆运动。信号发生器2发出信号反馈到计算机上用来检测隔膜行程位置。2.2 隔膜室隔膜室的结构如图210所示。它是由导杆1、隔膜腔2、橡胶隔膜3、隔膜室盖6等组成。 1导杆 2隔膜腔 3隔膜 4、5密封圈 1隔膜腔 2隔膜 3导杆 4支撑套 5、6信号发 6隔膜室盖 7密封圈 8、9螺栓、螺母 生器 9、10、11密封圈 19放气接头 22隔膜10、11球面、锥面垫圈 室盖 图210 三缸单作用隔膜泵隔膜室结构 图211

38、三缸单作用隔膜泵隔膜室结构隔膜腔2和隔膜室盖6用高强螺栓组合后形成的空间作为橡胶隔膜3行程位置空间及吸、排料浆的通道，隔膜腔2中有料浆流动通道和推进液流动通道。料浆流动通道有两个开孔，底部进料口连接进料阀箱，顶部出料口连接出料阀箱。在隔膜腔2中装有一个橡胶隔膜3把推进液油与矿浆分隔开，避免了推进液油与料浆的混合，以保证活塞缸中运动部件在清洁的油液中工作，从而减少了易损件数量。活塞的移动导致推进液体压力的增加或减少。橡胶隔膜把压力转移到进、出料阀箱。与连接的进出料阀箱配合吸入或排除泥浆。橡胶隔膜3上装有导杆1与图29中的信号发生器2共同组成隔膜行程检测装置，用于检测隔膜行程位置，以保证橡胶隔膜3

39、在最佳工作范围内进行工作。隔膜是一个由O型环形状的夹紧环预成型的模压橡胶隔膜。橡胶隔膜通过疲劳、揉搓、拉伸、老化性能实验，以保证橡胶隔膜的使用寿命。在隔膜室盖与隔膜室之间有密封。三缸单作用隔膜泵的信号发生器安装在与活塞缸连接的腔体上，见图29所示。而双缸双作用隔膜泵的信号发生器直接安装在隔膜室上，见图2-11。图2-11为双缸双作用隔膜泵隔膜室结构图，其结构与三缸单作用隔膜室大体相同。2.3 进出料阀箱隔膜泵的进料阀箱和出料阀箱结构是相同的。如图212所示。它是由阀箱体1、阀锥体2、阀座3、阀橡胶6、阀螺母7、阀盖9、压缩弹簧14、打压接头（图中未示）等组成。阀箱内的进（出）料阀为弹簧加载的锥

40、形阀结构，阀座3和阀锥体2均为耐磨的合金钢材料制造的，并经过表面硬化处理，耐磨损、抗冲击。阀座3与阀箱体1配合面为锥面，可以保证其紧密贴合，受液体冲击时无漂浮现象。阀座3与阀锥体2之间有锥形阀橡胶6密封，通过进料压力和弹簧力打开或关闭阀锥体2，以实现进料或者排料的目的。阀座3可以通过打压接头进行拆卸。阀箱体1侧面设有放料口（图中未示），用于检修时排放料浆。在双缸双作用隔膜泵的进出料阀箱中，有时采用球形阀结构阀箱。如图2-13所示。其阀座为耐磨的合金钢材料并覆有高耐磨橡胶制造的，耐磨抗冲击。阀球用铬钢材料制成，耐磨损。阀座与阀球配合面为球形面，可以保证其贴合紧密。球形阀结构简单，互换性强，装拆方

41、便。球形阀的阀球通过球自重以及液体压力闭合、开启密封阀座口，以实现排料、进料的目的。阀球在运动中拌有旋转运动，磨损均匀。阀球启、闭最大升程靠定位板控制其向上运动位置。阀座安装有液压拆卸接头，可以用液压方式进行拆卸，简便易行。阀箱侧面设计有液压拆卸阀座接口和放料口，放料口用于检修时排放物料。在吸入冲程过程中进料阀箱允许泥浆通过吸入管道到达隔膜室。在排出冲程过程中进料阀箱不允许泥浆通过隔膜室到达吸入管道。在排出冲程过程中出料阀箱允许泥浆通过隔膜室到达排出管道。在吸入冲程过程中出料阀箱不允许泥浆通过出料管道到达隔膜室。 1阀箱体 2阀锥体 3阀座 6阀橡胶 1阀座 2阀箱体 3阀盖 8钢球7阀螺母 9阀盖 14弹簧图212 进出料阀箱结构 图213 球形阀3、 隔膜泵的动力端 三缸单作用隔膜泵动力端有下述三种结构。（1）三拐四支撑曲轴结构动力端把泵传动的圆周运动转换为连杆和十字头的直线运动。图214是三拐四支撑曲轴结构图。它由箱体1、介杆2、导板3、十字头4、连杆5、箱盖6、三拐曲轴7、连杆轴承8和曲轴支撑轴承9等组成。所谓三拐四支撑曲轴结构，即为曲轴有三个曲柄，曲柄错位角为1200；采用四个双列调心滚柱轴承支撑定位。其两端支撑轴承通过两个锥形紧固套装配在曲轴上；而中间两个支撑轴承是