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无泄漏环形隔膜泵的研制
来源:  作者:本站

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
2.2、泵速和泵径向、轴向间隙的确定

2.2.1、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n≤300min-1范围。

2.2.2、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γ;刚性支承环半径r;偏心值e等因素确定。

即间隙T = f (ν, 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=10-5 x T3b△P/1.2γL [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,Pa·s
 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。

2.3、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。
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