活塞隔膜泵与液动隔膜泵的流量脉动分析

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1、2012年第11期液压与气动71活塞隔膜泵与液动隔膜泵的流量脉动分析刘东海，黄晓云FlowPulsationAnalysisofPistonDiaphragmPumpandHydraulicDiaphragmPumpLIUDong-hai，HUANGXiao-yun(沈阳大学，辽宁沈阳110044)摘要:浆体输送流量的平稳性直接关系到输送系统的可靠性。该文阐述了活塞隔膜泵与液动隔膜泵的工作原理，着重分析了两种不同泵的流量与时

2、间的关系，讨论了两种泵流量的平稳性问题。指出活塞隔膜泵理论上存在流量脉动，而液动隔膜泵流量均匀，不存在流量脉动。关键词:浆体输送;流量平稳性;活塞隔膜泵;液动隔膜泵中图分类号:TH137．5文献标志码:B文章编号:1000-4858(2012)11-0071-03引言在浆体管道输送系统中，常有利用多台浆体输送泵向一条管路输送物料的工况。在这类工况中，管路经常会出现振动，尤其是输送压力较高时，振动尤为剧烈。这种现象对浆体输送系统的工作性能有直接影1．活塞缸2．导杆3．探头4．隔膜5．进出料阀响。产生这种现象的根本原因是浆体

3、输送流量的不平图1活塞隔膜泵工作原理图稳。解决这个问题需了解掌握浆体输送泵的流量脉动活塞隔膜泵易损件少，拥有较高的运行效率和较规律。本文主要分析了活塞隔膜泵与液动隔膜泵的流低的成本，是一种节能环保型产品，被广泛地用于矿山量与时间的关系，对两种不同泵的流量脉动情况进行精选、冶金烧结尾矿和污水以及电力、化工、建材企业了阐述。中的高磨蚀性液固体两相浆料的长距离高扬程输送。1活塞隔膜泵1．2活塞隔膜泵的流量分析活塞隔膜泵是在活塞泵的基础上，增加隔膜室演单作用活塞隔膜泵单位时间内活塞的往复次数是变而来，它能有效地防止浆体颗粒进入缸

4、体，减小对缸恒定的，所以单位时间输送物料的体积一定，但是活塞［1］体磨损，从而使泵的寿命大大延长。［3］每个冲程速度是变化的。根据图1可以写出活塞位1．1活塞隔膜泵的原理移X的公式:活塞隔膜泵的原理如图1，它以电动机通过减速λ2机构驱动曲柄滑块机构进行来回往复运动，从而带动X=R(1－cosφ+sinφ)(1)2活塞来回运动。活塞与隔膜之间充满了液体介质。当式中:φ为曲柄转角;φ=ωt，ω为曲柄角速度;t为时活塞向右运动时，推动液体介质，进而推动隔膜向右变R间;R为曲柄半径;λ=，L为连杆长度。形，将浆体从浆室经排浆阀排

5、出。运动到最右端时，排L浆结束，排浆阀关闭，这是排浆过程。而后当活塞向左由式(1)推导出活塞的速度公式:运动时，隔膜也向左运动，隔膜室的浆体腔形成负压，这时进浆阀打开，浆体进入浆体室，当活塞运动到最左收稿日期:2012-05-08端时，进浆阀关闭，这是吸浆过程。如此循环，完成进作者简介:刘东海(1988—)，男，河南信阳人，研究生，主要从［2］排浆过程。事浆体管道输送研究工作。72液压与气动2012年第11期λ多，但仍有一定

6、的波动。为了使输送流量均匀、压力稳u=Rω(sinφ+sin2φ)(2)2定，工业上一般在泵的出口端设氮气罐或空气罐。依而单缸单作用活塞隔膜泵的瞬时理论流量Q为:靠气体的可缩性吸收或释放脉动的能量，提高系统的Q=Au=ARω(sinφ+λsin2φ)(3)可靠性。22液动隔膜泵R式中，A为活塞面积由于λ=很小，忽略不液动隔膜泵是沈阳某大学正在研制的一个泵种，L其动力端采用了技术成熟、压力高、流量稳定、效率高计，则:的液压传动方式。它用电机带动液压泵，由液压泵通Q=ARωsinφ(4)过液压油(一级驱动液)推动活塞(柱塞)

7、往复运动，再显然，由式(4)可以看出单缸单作用活塞隔膜泵由活塞(柱塞)推动液体介质(二级驱动液)使橡胶隔瞬时理论流量是脉动的，这是由其原理上造成的。特膜做凹凸变形，从而使隔膜室的容积发生周期性的变别是利用多台泵输送时，由于输送物料流量脉动峰值化，从而达到吸浆和排浆的目的。叠加，管路经常出现振动，甚至出现共振。在喂料管2．1液动隔膜泵的组成和原理处，由于流量波动容易出现真空甚至气蚀，从而破坏设如图3所示，液动隔膜泵主要由电动机、驱动液压备的正常运行;另外流量的波动也会引起压力的脉动，系统、膜位控制系统、组合油缸、隔膜室、进

8、排浆阀、从而对泵、阀、管道造成破坏。特别是额定压力大，管PLC集控系统、实时监控系统和智能诊断系统组道长的时候，破坏性更大。为了减小流量脉动，活塞隔［5］成。现以图3中隔膜室A及与其配套的组合缸I、膜泵常采用卧式双缸双作用和卧式三缸单作用两种结进排浆阀5、6为例来介绍液动隔膜泵的工作原理。构形式。以下介绍卧式三缸单作