(文章**陽光幫浦業
1、結構特徵
環形隔膜幫浦首先以平面蠕動式剛性支承環和環形隔膜區別於一般轉子幫浦和往復式隔膜幫浦。此外現有多環形隔膜幫浦採用片狀隔膜來隔開輸送介質和工作介質，並使用往復式曲柄連桿機構、三閥機構、進出口閥組；環形隔膜幫浦吸收了軟管幫浦、撓性襯圈幫浦及其它轉子幫浦的特點，採用迴轉式驅動機構和環形隔膜有機結合的新穎結構，用環形隔膜將輸送介質與驅動元件隔開，使輸送介質無法向外洩漏。環形隔膜幫浦主要由幫浦體1、隔離機構2、剛性支承環3、環形隔膜4、軸承套5、軸承6、傳動軸7及浮動承壓環、幫浦端蓋等組成；環形隔膜端部靠軸承蓋沿軸向壓緊固定，其和幫浦端蓋、剛性支承環、幫浦體組成封閉容積，當傳動軸旋轉時，借助進、出口隔離機構和剛性支承環、幫浦體形成吸液和排液腔，達到無洩漏輸送介質的目的。
環形隔膜幫浦主要結構特徵為：
（1）隔膜和幫浦體間設有平面蠕動式剛性支承環；
（2）環形隔膜內建有浮動承壓環；
（3）環形隔膜將輸送介質和潤滑介質隔開；
（4）環形隔膜幫浦獨有進出口組合隔離機構；
（5）無需底閥和進出口閥組；
（6）獨特的軸向密封結構；
（7）剛性支承環與傳動軸間設有軸承。
2、設計要點
2.1、流量
環形隔膜幫浦中剛性支承環和隔離元件、幫浦體將液腔隔成吸入和排出部分，隨吸入和排出液腔容積的變化，介質沿進口至出口連續流動。如圖2所示吸人口a和排出口ｂ分別為吸、排腔徑向密封死點，可見每轉排出理論流量應為：
q；，t=10-'n（rz一r2）bk[l]
式中b－－剛性支承環寬度，cm
r－－幫浦體內腔半徑，cm
r－－剛性支承環半徑，cm
k－－理論容積係數，主要考慮無效密封角α及結構尺寸r，r等對理論流量的影響；通常無效密封角α分別控制在20。以內，k值可精確求得，一般取 0.90-0.
95設計中有r=r+e，其中e為偏心值，cm。則有幫浦理論流量為：考慮到幫浦的壓差、介質粘度、間隙大小及幫浦速對流量的影響，則幫浦的額定流量為：
qr＝kvqth
式中kp－－容積係數
2.2、幫浦速和幫浦徑向、軸向間隙的確定
2.2.1、幫浦速
由於採用了平面蠕動的剛性支承環，因而幫浦體、幫浦端蓋和剛性支承環間相對滑動速度與幫浦速相關，其值可估算，即：
ｖ=πne/30
可見合理控制與降低幫浦速，則可以減小摩擦和功率損耗，延長幫浦使用壽命，提高幫浦效率。根據經驗，通常將幫浦速控制在n≤300min-1範圍。
2.2.2、軸、徑向間隙
吸人和排出腔間徑向密封為楔形間隙，軸向間隙為平行縫隙。幫浦的效能與徑向、軸向間隙及相關結構引數和介質特性密切有關，其中徑向間隙主要根據壓差△p；輸送介質的粘度γ；剛性支承環半徑r；偏心值e等因素確定。
即間隙t=f（ν，r）/f（△p，e），顯然當△p和e增大時，間隙t應取小值；當ν，r增大時，間隙t可取大值。
軸向密封採用間隙密封和彈性密封相結合效果良好；而平行間隙的洩漏量可由下式估計：
q=10-5xt3b△p/1.2γl[ml/s]
式中b-間隙寬度，cm
l-間隙長度，cm
△p-壓差，mpa
ν-介質動力粘度，pa·s
t-間隙值，cm
通常，合理控制徑、軸向間隙可以提高自吸效能和排出壓力，減小幫浦內洩漏量，保持較高容積係數。實踐證明，剛性支承環和幫浦體、傳動軸和軸承套以及軸承和軸承蓋的公差配合、徑軸向尺寸鏈的計算至關重要。通過設計分析和試驗驗證，徑向、軸向間隙應控制在0.
03～0.20範圍內。
2.3、環形隔膜的設計
環形隔膜是環形隔膜幫浦中隔開輸送介質和潤滑介質，實現無洩漏輸送介質的關鍵零件，其設計不同於片狀隔膜，我們從結構上保證其承受低壓狀態，通過預定伸長量使之工作狀態下附加變形極小，設計中遵循以下原則：
（1）環形隔膜內外表面均無相對滑動摩擦；
（2）控制隔膜內外表面壓差在0.1mpa以內；
（3）採用浮動承壓環形成浮動支承；
（4）提高隔膜抗拉和抗疲勞效能；
（5）合理選擇隔膜硬度；
（6）保證隔膜裝拆方便；
（7）給定隔膜預伸長值△l。
若環形隔膜工作變形段尺寸為l，而安裝尺寸為l『，那麼環形隔膜設計長度值則為：
l=△l+l'
其中△l=e/sin（arctge/l）－l
通常△l=考慮環形隔膜雖承壓較低，但接觸腐蝕性介質且工作中迴圈撓動加上結構尺寸要求嚴格，我們和有關製造廠和科研院校研製了丁臘橡膠、聚氨醋橡膠和夭然橡膠等多種隔膜，經對比試驗，聚氨醋隔膜物化效能和疲勞效能較優。
2.4、剛性支承環設計
環形隔膜幫浦中剛性支承環有別於普通轉子幫浦和往復式隔膜幫浦。它的設定不僅使軸向和徑向密封容易形成，而且可以保護隔膜，保證幫浦具有較高排出壓力和良好的自吸效能。
剛性支承環上任意質點的運動為垂直軸線截面內的往復運動和迴轉運動合成的平面運動即平面蠕動。剛性支承環的設計應考慮採用輕質材料或中空結構，以減輕重量，減小慣性力。
其工作狀態下外表面承受不平衡液壓力作用，使傳動軸上承受徑向力f，當徑向密封點在遠離組合隔離機構最低點時有下式：
fmax=20·△p·b·r
式中△p-壓差，mpa
b-剛性支承環寬度，cm
r-剛性支承環半徑，cm
由上式可知，剛性支承環承受較大的徑向力，因此在設計中不僅應保證其足夠的剛度和強度，同時還應考慮傳動軸可能產生撓度，通過結構設計確保幫浦徑向間隙在設計範圍內。
3、效能特點
3.1、效能特點
環形隔膜幫浦以獨特的結構、優化的設計、引數的合理匹配及高質量的隔膜而具備優良的效能，主要在如下：
（1）無洩漏。由於幫浦中環形隔膜將輸送介質與潤滑介質隔開，輸送介質無法外洩。
（2）自吸效能強。因是迴轉式容積幫浦，故具有較好的自吸能力，可油、氣、水混合輸送，幫浦無需灌引，直接啟動。
（3）適應範圍廣。可輸送一般液體亦可輸送粘稠性介質，應用引數範圍大。
（4）效率高。傳動結構緊湊簡單，和同引數葉片幫浦相比，效率高5%以上，且高效區寬廣。
該產品易於系列化、通用化；同一機座產品可更換過流部件、調整幫浦速和間隙來適應不同工況和介質。目前環形隔膜幫浦已形成 q=1～50m3/h，p≤的系列產品，可廣泛用於輸送強腐蝕性、易燃爆、劇毒和放射性的以及高純度或高粘度的介質等。此外，依不同使用者要求可採用調速傳動方式，還可配用隔膜報警自動執行器。
3.2、產品實剛效能
據"軍工艦船用環形隔膜幫浦的研製"課題鑑定要求，兩種產品經500h型式試驗後，經檢測其效能見表1。
由此可見，產品實測效能均達到機械部課題攻關指標，具有良好的自吸效能及氣液混輸、高效率等特性。
此外，我們用hm-2.0/0.4型環形隔膜幫浦進行了對比試驗，其輸送不同介質和不同壓差下的效能見表2。
顯然，粘度和壓差不同時，相同的密封間隙下，所產生的內洩漏量不同，使得容積係數不同。
4、結論及應用
環形隔膜幫浦作為新型容積轉子式無洩漏幫浦，採用了旋轉式驅動機構，減少了滑動摩擦潤滑點，簡化了結構。採用環形隔膜隔開潤滑介質和輸送介質，獨特新穎。此外由於它和往復式隔膜幫浦、轉子幫浦、磁力幫浦、軟管幫浦等結構有本質不同，因而其研究開發及市場應用潛力大。
工業發達國家無洩漏幫浦年產量佔幫浦年產量15%～20%；而我國無洩漏幫浦年產量佔總產量3%左右，是急待發展的產品。環形隔膜幫浦獨特的效能和良好的通用性和互換性，使之特別適用化工、輕工、食品工業流程用幫浦的更新，使執行成本降低，維護和操作方便，以提高經濟效益。
據對某酒精廠和果糖廠用幫浦情況調查，兩單位使用近360臺幫浦輸送油、水、酒精、酒漿、糖漿、新增劑等不同介質，其壓差為p=0.2～0.5mpa，流量q=15～40m3/h；選用了油幫浦、不鏽鋼幫浦、單螺桿幫浦、遮蔽幫浦、清水幫浦等十多個品種，50個規格的產品，執行管理和維護更換零件不方便。
選用環形隔膜幫浦系列產品、則只需2個機座即可滿足，其安裝尺寸、幫浦體、隔膜等零部件相同，對不同介質可更換過流部件材質，維護管理更簡單。
該幫浦不僅可滿足軍工艦船用於替代輸送海水、汙水的立式電動往復幫浦和船用油水分離器使用的柱塞幫浦，還具有氣、液混輸能力，特別適用於油田油、氣、水混輸；艦船艙底汙水、剩油和油罐車底部剩液的抽吸。
以上是陽光幫浦業對於環形隔膜幫浦的結構特徵及設計要點與效能特點的詳細說明，陽光幫浦業引進了國內最高水準的水幫浦效能測試中心，並且產品全部採用cad設計軟體和cfd計算流體力學軟體等先進設計手段，產品經過精密鑄造、熱鍛壓、焊接、熱處理、精加工、裝配等十多道工序。齊全的加工檢測裝置充分保證了產品的質量。
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