隔膜泵

隔膜泵（Diaphragm   pump）又稱控制泵，是一種通過隔膜的運(yùn)動(dòng)來輸送液體介質(zhì)的傳動(dòng)泵。由于隔膜的特殊結(jié)構(gòu)，它可以輸送易燃易爆物質(zhì)、有毒、易揮發(fā)、腐蝕性高粘度液體，對(duì)常規(guī)泵不能輸送的介質(zhì)有良好的適應(yīng)性。隔膜泵主要由泵體組成、隔膜、球閥、連桿、泵體通常由鑄鐵制成、不銹鋼、鋁合金、聚丙烯等塑料材料，隔膜根據(jù)輸送介質(zhì)的不同采用氯丁橡膠制成、丁腈橡膠、氟橡膠、聚四氟乙烯等。通常根據(jù)不同的動(dòng)力源分為氣動(dòng)隔膜泵、電動(dòng)隔膜泵和液壓隔膜泵氣動(dòng)隔膜泵由于環(huán)保性能、安全性能、性價(jià)比等優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用。泵體和隔膜可根據(jù)輸送介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)來選擇，用于輸送各種流體，因此在許多行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。如果用于建筑，涂料可以運(yùn)輸、抽水等；用于化學(xué)工業(yè)，可輸送強(qiáng)酸強(qiáng)堿等腐蝕性化學(xué)品、石油產(chǎn)品等易燃易爆介質(zhì)的運(yùn)輸；在制造業(yè)中，它可以用于各種原材料的運(yùn)輸?shù)鹊取?/p>

Vilden in 1955（威爾頓）創(chuàng)始人Jim Wilden在美國加利福尼亞州發(fā)明了氣動(dòng)隔膜（AODD）泵，用于抽水、泥漿等物質(zhì)。20世紀(jì)70年代末，荷蘭HoLTHuTs公司在隔膜泵技術(shù)上取得突破，使隔膜泵得到廣泛應(yīng)用。美國的威爾登是隔膜泵的知名制造商（威爾頓）公司、GRACO（固瑞克）公司、華倫力（Warren   rupees）公司等。中國制造商包括沈陽冶金機(jī)械有限公司。

氣動(dòng)隔膜泵是應(yīng)用最廣泛的隔膜泵，因?yàn)樗沫h(huán)保性能、安全性能、性價(jià)比優(yōu)勢(shì)廣泛應(yīng)用于 ，主要由泵體、隔膜、球閥、連桿、配氣等機(jī)構(gòu)組成。

泵體：泵體是隔膜泵的外殼，為內(nèi)部結(jié)構(gòu)和介質(zhì)輸送提供了一個(gè)封閉的空間。根據(jù)輸送介質(zhì)的不同，通常使用鑄鐵、不銹鋼、鋁合金、聚丙烯和其他塑料材料。聚丙烯等塑料的強(qiáng)度、硬度及耐沖擊性、耐熱性、它具有良好的抗老化性和耐化學(xué)性，可用于輸送酸堿和腐蝕性液體；鑄鐵具有良好的硬度和減震性，適合運(yùn)輸泥漿、瓦、瓷、磚制品和陶器釉漿等；鋁合金強(qiáng)度高、塑性好、具有優(yōu)異的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性好，耐腐蝕，適合運(yùn)輸油漆、溶劑、橡膠、涂料類液體；不銹鋼可耐空氣、蒸汽、水和酸等弱腐蝕性介質(zhì)、堿、鹽等化學(xué)侵蝕性介質(zhì)的腐蝕可用于運(yùn)輸食品、腐蝕性添加劑等。

隔膜：隔膜通過往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使隔膜泵左右腔的容積交替增大和減小，吸入和輸出介質(zhì)，完成介質(zhì)的輸送。隔膜長(zhǎng)期在介質(zhì)中運(yùn)行，在不同的工藝系統(tǒng)中，介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)差異很大。因此，在不同的生產(chǎn)過程中應(yīng)選擇不同的隔膜材料，以防止隔膜受到介質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)的影響而縮短其使用壽命、或者產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致隔膜損壞。

球閥：隔膜的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使球閥遠(yuǎn)離或落在球座上，從而改變了閥門的開啟和關(guān)閉狀態(tài)。

連桿：連桿用于連接兩個(gè)隔膜，使它們一致地往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

配氣：壓縮空氣從進(jìn)氣接頭進(jìn)入氣門后，推動(dòng)工作腔內(nèi)的膜片同步運(yùn)動(dòng)，配氣機(jī)構(gòu)機(jī)械地改變壓縮空氣的方向，使膜片循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

氣動(dòng)隔膜泵有兩個(gè)介質(zhì)輸送腔，其中一個(gè)腔裝有單向球閥，兩側(cè)腔裝有彈性隔膜，通過連桿連接在一起，使隔膜在壓縮空氣的作用下作一致的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

當(dāng)隔膜向左移動(dòng)時(shí)，它擠壓左腔中的液體液體壓力將泵入口處的球閥推向球座，將泵出口處的球閥推離球座，并輸出左腔中的介質(zhì)同時(shí)，由于體積增加，在右側(cè)空腔中產(chǎn)生真空壓力差導(dǎo)致泵入口處的球閥被液體推離球座，泵出口處的球閥落在球座上吸入介質(zhì)。當(dāng)隔膜前后移動(dòng)時(shí)，左右腔的容積交替增大和減小，介質(zhì)被吸入和輸出，從而完成介質(zhì)的傳輸。液壓隔膜泵和電動(dòng)隔膜泵分別由液壓系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)，介質(zhì)吸入和輸出的原理與氣動(dòng)隔膜泵一致。

按動(dòng)力源分

通常根據(jù)不同的動(dòng)力源分為氣動(dòng)隔膜泵、電動(dòng)隔膜泵和液壓隔膜泵氣動(dòng)隔膜泵由于環(huán)保性能、安全性能、性價(jià)比等優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用。

1）氣動(dòng)隔膜泵：壓縮空氣用作動(dòng)力源，流量隨著背壓的增加而增加（出口阻力）自動(dòng)調(diào)節(jié)變化，適用于中高粘度流體。工作過程中不產(chǎn)生熱量、該機(jī)不會(huì)過熱而產(chǎn)生火花，因其成本低可靠性高，被廣泛應(yīng)用于易燃易爆介質(zhì)的運(yùn)輸。

2）液動(dòng)隔膜泵：液壓傳動(dòng)作為動(dòng)力源，液壓泵代替曲柄連桿、減速器等一系列裝置直接驅(qū)動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。

3）電力隔膜泵：采用防爆電機(jī)作為動(dòng)力源，壓力高、效率好、振動(dòng)小、流量可以調(diào)節(jié)等。

材料連接形式

根據(jù)泵體的材料和結(jié)構(gòu)之間的連接形式，分為金屬螺栓泵、金屬卡箍泵、塑料螺栓泵和塑料夾鉗泵。

1）流量是指單位時(shí)間內(nèi)液體流過一個(gè)截面的體積，單位為。

2）壓力是指單位面積上的作用力。

3）吸力是指在泵吸入口和下面的水面之間允許被吸起的水柱高度。

4）揚(yáng)程，水泵獲得的單位質(zhì)量水的能量。

5）顆粒尺寸，含有固體顆粒的介質(zhì)中顆粒的最大線性尺寸。

6）濃度，介質(zhì)中固體顆粒與介質(zhì)的質(zhì)量比。

活塞密封技術(shù)：活塞的密封性能決定了隔膜腔內(nèi)油量的變化程度，密封好，油量變化小，有利于隔膜保持良好的工作狀態(tài)。

自動(dòng)化控制技術(shù)：指曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的潤滑，以保證隔膜泵運(yùn)行的可靠性、沖洗及工作壓力、隔膜位置的檢測(cè)和流量調(diào)節(jié)的控制由PLC和變頻調(diào)速裝置完成，通過人機(jī)交互界面實(shí)現(xiàn)隔膜泵的運(yùn)行。

應(yīng)用行業(yè)

隔膜泵泵體和隔膜可由不同的材料制成，可用于輸送各種流體，因此在許多行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。

隔膜泵

土建：水泥、涂料、泥水、噴漿等

石油化工：酸、堿和各種化學(xué)品石油產(chǎn)品（原油、汽油、柴油等）等

食品：巧克力、油、飲料等

造紙皮革：骨膠、防腐劑、紙漿、粘接劑等

機(jī)械：潤滑油、廢油等

礦山：井下排水、泥漿等

其它：印刷墨水、血液、陶瓷用釉、海水等

應(yīng)用實(shí)例

葡萄酒生產(chǎn)：泵入葡萄酒、過濾、它用于裝瓶等生產(chǎn)過程。在酒的加工和運(yùn)輸中，所需的泵應(yīng)具有一些特性，如吸力大；固液混合物可以在不破壞其中物質(zhì)的情況下運(yùn)輸；可以立即停止或啟動(dòng)；防止酒受熱等損壞。最早用于葡萄酒生產(chǎn)的泵是柔性葉輪泵和柱塞泵柔性葉輪泵既耐用又便宜，但它可以 運(yùn)輸固體、并且不允許干運(yùn)轉(zhuǎn)，否則會(huì)過熱，損壞泵，同時(shí)影響酒的質(zhì)量。柱塞泵對(duì)葡萄酒的損害很小，但其自身重量會(huì)造成安全問題，并存在泄漏和污染的可能性。隔膜泵有足夠的提升力，能夠在不損壞葡萄酒的情況下輸送較大的固體。

油漆生產(chǎn)：在油漆、在涂料的生產(chǎn)中，經(jīng)常需要將不同的顏料泵入罐中進(jìn)行混合，但涂料的研磨性很強(qiáng)，有些涂料的粘度高達(dá)30000千帕，這就需要泵送涂料的高泵。采用不銹鋼螺栓固定的隔膜泵用于泵送油漆，不易磨損和腐蝕不銹鋼，不銹鋼材質(zhì)的球閥也不會(huì)卡死。

粘合劑生產(chǎn)：在粘合劑的生產(chǎn)中，原料需要小心處理，用于輸送原料和成品的泵不能泄漏。否則，除了產(chǎn)品損失外，維護(hù)和清潔成本也會(huì)增加、對(duì)工人的安全也存在隱患，同時(shí)產(chǎn)品不能過度攪拌，否則會(huì)損壞粘合劑和密封膠。聚四氟乙烯隔膜不銹鋼隔膜泵滿足粘合劑的生產(chǎn)要求，不易泄漏，適用于高粘度流體。

氣動(dòng)隔膜泵

優(yōu)點(diǎn)

1）強(qiáng)大的自吸功能，啟動(dòng)前無需灌泵。最大干、濕吸范圍分別可達(dá)7米和9米。

2）隔膜泵的運(yùn)動(dòng)部件和介質(zhì)被隔膜完全隔離，沒有旋轉(zhuǎn)部件和軸封，因此不需要潤滑，不存在介質(zhì)泄漏或潤滑油泄漏造成的環(huán)境污染。

3）可以進(jìn)行空載運(yùn)行或潛水運(yùn)行。

4）不使用電力作為動(dòng)力，不會(huì)產(chǎn)生電火花，接地后可防止靜電火花，適用于易燃易爆環(huán)境。

5）對(duì)介質(zhì)的剪切力低，可用于輸送不穩(wěn)定介質(zhì)。

6）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易損件少，操作維護(hù)方便。體積小、重量輕、易于移動(dòng)。

7）流速可以調(diào)節(jié)通過調(diào)節(jié)空氣流量來調(diào)節(jié)泵流量，或在液體出口管處安裝節(jié)流閥來調(diào)節(jié)流量。

8）排氣是一個(gè)膨脹吸熱的過程，氣動(dòng)隔膜泵不會(huì)過熱。

缺點(diǎn)

由于氣動(dòng)隔膜泵在輸送液體時(shí)是一個(gè)一個(gè)地將液體泵出，其引起的脈沖振動(dòng)比較大，可根據(jù)需要在泵出口處安裝恒壓閥或緩沖罐。

液動(dòng)隔膜泵

優(yōu)點(diǎn)

1）動(dòng)力采用成熟的液壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)，大大簡(jiǎn)化了傳動(dòng)裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)，降低了泵的成本。

2）操作簡(jiǎn)單、維修簡(jiǎn)便、占地面積投資少等。

3）從原理上講，避免了泥漿輸送引起的流量脈動(dòng)、沖擊，確保漿體輸送系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

4）由于采用液壓傳動(dòng)的方式，泵的沖程次數(shù)可低至每分鐘5次，大大提高了易損件的壽命。

5）多臺(tái)泵并聯(lián)時(shí)輸出穩(wěn)定。避免了傳統(tǒng)泵組并聯(lián)時(shí)瞬時(shí)流量峰值疊加造成的泵組和管道損壞。

6）液壓傳動(dòng)可以平穩(wěn)地傳遞運(yùn)動(dòng)，容易實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)、制動(dòng)和反復(fù)換向。輕松完成大范圍無級(jí)變速，變速范圍可達(dá)2000:1。

缺點(diǎn)

1）在能量傳遞過程中，需要經(jīng)歷兩次轉(zhuǎn)換，總傳輸效率較低。

2）由于傳動(dòng)介質(zhì)的可壓縮性和泄漏的影響，需要設(shè)置補(bǔ)償油路，特別是液壓缸的泄漏，會(huì)降低液壓缸的容積效率，嚴(yán)重影響其正常工作。

3）工作介質(zhì)對(duì)溫度敏感，因此不能在高溫或過低溫度的環(huán)境中工作使用石油基液壓油作為傳動(dòng)介質(zhì)時(shí)，應(yīng)注意防火。

4）由于液壓元件的高密封要求和高制造精度，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，很難準(zhǔn)確診斷出具體的故障位置。