隔膜泵的操作要點(diǎn)及工藝改進(jìn)研究

曹先佐

（陜西神渭煤炭管道運(yùn)輸有限責(zé)任公司，陜西 榆林 719000）

最近幾年，隔膜泵是我國(guó)往復(fù)式料漿泵發(fā)展過(guò)程中最理想的一種泵，可以輸送各種各樣的料漿。荷蘭研制并開(kāi)發(fā)了第一臺(tái)隔膜泵，我國(guó)目前使用的隔膜泵是在荷蘭的基礎(chǔ)之上研制的。和油隔離泵進(jìn)行比較，它在設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)上更科學(xué)、合理，在實(shí)際運(yùn)行中趨于平穩(wěn)，控制系統(tǒng)安全可靠，并且操作起來(lái)方便，便于維修，噪音低，同時(shí)節(jié)電、節(jié)油，對(duì)零件的耗損低，易損件壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，為此，隔膜泵在我國(guó)的很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，帶來(lái)的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益非常高。

1 隔膜泵技術(shù)參數(shù)及結(jié)構(gòu)原理

隔膜泵主要是雙杠雙作用的往復(fù)式泵，是利用電動(dòng)機(jī)將皮帶進(jìn)行帶動(dòng)然后讓偏心輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，偏心輪把連桿進(jìn)行帶動(dòng)，讓活塞桿和十字頭進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。其中活塞的運(yùn)動(dòng)是利用兩側(cè)的推進(jìn)液讓隔膜出現(xiàn)周期性的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。如果隔膜在左邊運(yùn)動(dòng)時(shí)，隔膜室下面的位置進(jìn)料閥就會(huì)將料漿吸??；如果隔膜在右邊運(yùn)動(dòng)時(shí)，隔膜室上部的排料閥就會(huì)打開(kāi)讓料漿排出。另外，在操作的過(guò)程中因?yàn)楦裟け玫慕Y(jié)構(gòu)原因會(huì)導(dǎo)致很多的構(gòu)件造成壽命上的影響，其中有閥體、活塞、缸套等，進(jìn)而會(huì)妨礙隔膜泵的正常運(yùn)行，使控制系統(tǒng)和橡膠隔膜的壽命受到影響，準(zhǔn)確程度和靈敏度下降。

2 緩沖罐

泵在運(yùn)行過(guò)程中，由于滲漏等原因緩沖罐的壓力會(huì)慢慢下降，到一定壓力時(shí)，泵出現(xiàn)打量不穩(wěn)定并伴有異響，在壓力較低的情況下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，隔膜總是處于大范圍波動(dòng)狀態(tài)，易使隔膜產(chǎn)生疲勞，降低隔膜的使用壽命。為克服這種情況，必須在運(yùn)行中向緩沖罐沖壓。根據(jù)在調(diào)試過(guò)程及正常生產(chǎn)中積累下來(lái)的經(jīng)驗(yàn)，決定在帶負(fù)荷運(yùn)行中向緩沖罐沖壓，以壓力表指針?lè)€(wěn)定做到充壓成功的標(biāo)志，幾次試驗(yàn)都取得很好效果，保證了泵長(zhǎng)周期安全運(yùn)行。泵在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，因?yàn)闀?huì)出現(xiàn)滲漏，導(dǎo)致緩沖罐的壓力有所下降，受到一定的壓力時(shí)，泵便會(huì)有異常的響動(dòng),在打量上有不穩(wěn)定的問(wèn)題出現(xiàn)，如果長(zhǎng)時(shí)間在壓力很低的情況下進(jìn)行，導(dǎo)致隔膜一直是波動(dòng)的狀態(tài)，就會(huì)造成隔膜出現(xiàn)疲勞，隔膜的壽命大大下降。要想解決這些情況，就要在運(yùn)行的過(guò)程中向緩沖罐進(jìn)行沖壓。

3 排氣

3．1 注水排氣

進(jìn)行煤漿腔注水排氣有兩個(gè)目的。第一是液端排氣。主要是利用進(jìn)口管線上的沖洗水控制閥和出口管上的排污閥進(jìn)行煤漿腔的排氣操作。第二是將液的自動(dòng)加入進(jìn)行有效地推進(jìn)，也就是子宮充液的位置處理。要把液壓推動(dòng)到隔膜處達(dá)到一定的位置上，就能針對(duì)管線上的排污閥來(lái)對(duì)自動(dòng)充液進(jìn)行完成的過(guò)程。其中需要注意的是，水壓的控制是注水排氣中十分重要的一項(xiàng)操作。通常情況下，泵的壓力是0.3MPa，在實(shí)際的操作中數(shù)據(jù)要達(dá)到0.28～0.35MPa，如果太高或者太低就會(huì)造成液腔注油出現(xiàn)太多或者太少的情況，導(dǎo)致在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中隔膜出現(xiàn)損傷。

3．2 注油排氣

注油排氣主要是促進(jìn)液腔才完成注油。其中在充液的過(guò)程中是需要持續(xù)自動(dòng)完成的，為此在充液的過(guò)程中要確保推進(jìn)液排出的時(shí)候沒(méi)有空氣進(jìn)入。此時(shí)控制桿就會(huì)從觸發(fā)的位置挪開(kāi)，在1min后，充液完成。在這個(gè)時(shí)候推進(jìn)液腔是充足的，但是活塞隔膜如果沒(méi)有達(dá)到合適的位置就需要利用盤(pán)車來(lái)進(jìn)行充液。通常情況下，要使用自動(dòng)盤(pán)車來(lái)對(duì)其進(jìn)行充液，由于手動(dòng)的盤(pán)車耗時(shí)耗力，無(wú)法讓充液達(dá)到理想的效果，就要使用低負(fù)荷泵進(jìn)行推進(jìn)液腔按成充液的操作，其中啟動(dòng)低負(fù)荷要選擇在10%。

3．3 正常運(yùn)行中排氣

泵在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)因?yàn)橥七M(jìn)液中有溶解的氣體出現(xiàn)，密封不嚴(yán)導(dǎo)致的泄漏等，就會(huì)造成推進(jìn)液中出現(xiàn)很多的氣體，給隔膜帶來(lái)一定的損害，為此，要對(duì)推進(jìn)液腔進(jìn)行定期排氣工作。

4 推進(jìn)液控制系統(tǒng)

在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，控制桿上的磁體會(huì)移動(dòng)，是觸發(fā)器的ZSL、ZSH之間隨著控制而出現(xiàn)的，這時(shí)觸發(fā)器并沒(méi)有觸發(fā)。若推進(jìn)液腔內(nèi)的液體少，磁體就會(huì)轉(zhuǎn)移到觸發(fā)器的ZSL位置上，觸發(fā)器在輸出的脈沖信號(hào)就會(huì)到PLC上。此時(shí)PLC就會(huì)傳遞信號(hào)，將注油閥HV1、2、3打開(kāi)，由此推進(jìn)液就會(huì)進(jìn)入到推進(jìn)液腔內(nèi)。如果推進(jìn)液腔內(nèi)的液體太多，觸發(fā)器ZSH同樣傳遞信號(hào)到PLC控制箱內(nèi)，這個(gè)時(shí)候排油閥HV5、6、7就會(huì)打開(kāi)，由此推進(jìn)液就會(huì)進(jìn)入到液腔內(nèi)。上面兩種操作都是讓推進(jìn)液在注入排出上自動(dòng)完成的，但是在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，泵會(huì)因?yàn)閮?nèi)部或者觸發(fā)器等問(wèn)題，導(dǎo)致自動(dòng)注入和排出的過(guò)程出現(xiàn)失控情況，為此需要進(jìn)行檢修，要想在生產(chǎn)中正常運(yùn)行，要使用手動(dòng)注排油，需要特別注意的是，在進(jìn)行第一次注油時(shí)，可能由于經(jīng)驗(yàn)不足導(dǎo)致推進(jìn)液的排氣閥沒(méi)有打開(kāi)，出現(xiàn)了推進(jìn)液注入量太多，給隔膜造成嚴(yán)重的損害。經(jīng)過(guò)多次嘗試，要使用手工注油，首先打開(kāi)排氣閥，要將推進(jìn)腔的壓力作為一個(gè)標(biāo)志。經(jīng)過(guò)多次的試驗(yàn)成功后，才能進(jìn)行實(shí)際的操作，確保安全生產(chǎn)。

5 引發(fā)隔膜故障的原因及構(gòu)件壽命

5．1 隔膜故障的原因

通常情況下，隔膜在設(shè)計(jì)時(shí)使用壽命在8000h，面積大概是0.8m2，工作壓力是6MPa。在進(jìn)出料的過(guò)程中，隔膜的左右兩側(cè)會(huì)有不同的受力影響，一般最大數(shù)值是4800kN,會(huì)受到變力的影響，會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂或者損傷的情況。其中有兩個(gè)主要的原因：第一，是因?yàn)楦裟な业捏w積是一定的，但是進(jìn)料有可能不穩(wěn)定，造成壓力太低，進(jìn)料的補(bǔ)償器低于1.2m,導(dǎo)致裝置中料位不合理，進(jìn)料的過(guò)程中致使泵內(nèi)料漿出現(xiàn)分離，出現(xiàn)料不足，空轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，有撞擊或者錘擊，給隔膜的變應(yīng)力增大，頻率就會(huì)加大，從而出現(xiàn)了隔膜疲勞造成的損壞。第二，由于隔膜內(nèi)沒(méi)有將空氣排干凈，導(dǎo)致氣體的體積隨著壓力變化，出現(xiàn)了氣錘，將隔膜進(jìn)行擊破。另外，如果進(jìn)料的溫度超過(guò)100℃,就會(huì)導(dǎo)致隔膜老化速度加快，與此同時(shí)，料漿中有氣泡出現(xiàn)，氣體進(jìn)入到隔膜內(nèi)，讓推進(jìn)液的壓力下降，在受力上給隔膜帶來(lái)不平衡，導(dǎo)致疲勞，出現(xiàn)損壞。

5．2 易損件壽命

我國(guó)在60年代就已經(jīng)針對(duì)隔膜泵采取研究，但都沒(méi)有成功，主要的原因就是因?yàn)楦裟さ氖褂脡勖贿_(dá)標(biāo)。為了提高隔膜的壽命，針對(duì)膜片采取了600萬(wàn)次的試驗(yàn)。因?yàn)槔瓧U、活塞在實(shí)際操作上是使用油，同時(shí)隔膜的柔性降低，易損件在壽命上有所減少。

6 開(kāi)停車負(fù)荷

GEHO的隔膜泵是由變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)操作，如果在開(kāi)停負(fù)荷上出現(xiàn)太小或者太大的情況，短時(shí)間內(nèi)造成負(fù)荷波動(dòng)大，長(zhǎng)時(shí)間在低負(fù)荷下操作就會(huì)給變頻器帶來(lái)一定的影響，要處理上述問(wèn)題，就要將開(kāi)停的負(fù)荷控制在30%上下，與此同時(shí)，在設(shè)置儀表過(guò)程中，針對(duì)負(fù)荷的增減要控制在一定的時(shí)間內(nèi)才能從工藝上對(duì)變頻器實(shí)施保護(hù)措施。

7 儀表空氣及潤(rùn)滑油壓力

在操作過(guò)程中，潤(rùn)滑油和儀器空氣都和主電機(jī)有設(shè)置聯(lián)鎖，推進(jìn)液的排油閥和注油閥是氣閉閥，要確?？諝獾膲毫?，2個(gè)閥之間的最小壓力要高于0.4MPa,為此，儀器空氣壓力要控制在0.5MPa以上,若出現(xiàn)停泵的情況，儀表空氣也不停止，防止推進(jìn)液腔內(nèi)的液體不足，另外，供給閥門的空氣要進(jìn)行油霧化處理。泵在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，潤(rùn)滑油的實(shí)際壓力要高于壓力聯(lián)鎖值，并且潤(rùn)滑油出口過(guò)濾器壓差不能太大，在進(jìn)行此環(huán)節(jié)時(shí)，調(diào)節(jié)流量幅度不能過(guò)大，防止瞬間的流量太大造成壓力降低，導(dǎo)致聯(lián)鎖跳車。

8 控制系統(tǒng)

在隔膜泵技術(shù)中最關(guān)鍵的就是控制系統(tǒng)，隔膜的壽命是由它的可靠性和準(zhǔn)確性決定的，同時(shí)決定整個(gè)隔膜泵是否成功。控制系統(tǒng)的目的就是讓探頭和導(dǎo)向桿上的磁環(huán)發(fā)出信號(hào)，然后利用控制箱發(fā)出指令，將補(bǔ)排油的任務(wù)完成。控制系統(tǒng)是由程控箱和探測(cè)部分組成，探測(cè)部分的磁環(huán)和探頭是檢測(cè)空氣壓力、推進(jìn)液壓力等，同時(shí)將用信號(hào)的形式傳輸給程控箱中的控制元件，主要是將隔膜室內(nèi)的油量控制在一定的范圍內(nèi)，同時(shí)程控箱板上的指示燈會(huì)做出提示。為此，在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作的過(guò)程中，需要按照所規(guī)定的流程采取操作，防止因?yàn)樵O(shè)備的原因?qū)е卤脽o(wú)法正常運(yùn)行。

9 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)如今，隔膜泵在很多領(lǐng)域中被廣泛地推廣使用，帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益非常大。目前，我國(guó)研發(fā)并投入生產(chǎn)的隔膜泵已經(jīng)將進(jìn)口的隔膜泵取代，同時(shí)大大降低資金的投入。本文對(duì)隔膜泵在操作和工藝的改進(jìn)上進(jìn)行了詳細(xì)闡述，讓隔膜泵在一個(gè)安全穩(wěn)定的工藝環(huán)境里運(yùn)行，同時(shí)也為隔膜泵在高效運(yùn)行上提供了基礎(chǔ)的保障。