隔膜泵的操作要点及工艺改进研究

曹先佐

（陕西神渭煤炭管道运输有限责任公司，陕西 榆林 719000）

最近几年，隔膜泵是我国往复式料浆泵发展过程中最理想的一种泵，可以输送各种各样的料浆。荷兰研制并开发了第一台隔膜泵，我国目前使用的隔膜泵是在荷兰的基础之上研制的。和油隔离泵进行比较，它在设计的结构上更科学、合理，在实际运行中趋于平稳，控制系统安全可靠，并且操作起来方便，便于维修，噪音低，同时节电、节油，对零件的耗损低，易损件寿命长等优势，为此，隔膜泵在我国的很多领域得到广泛应用，带来的社会和经济效益非常高。

1 隔膜泵技术参数及结构原理

隔膜泵主要是双杠双作用的往复式泵，是利用电动机将皮带进行带动然后让偏心轮进行旋转，偏心轮把连杆进行带动，让活塞杆和十字头进行往复运动。其中活塞的运动是利用两侧的推进液让隔膜出现周期性的往复运动。如果隔膜在左边运动时，隔膜室下面的位置进料阀就会将料浆吸住；如果隔膜在右边运动时，隔膜室上部的排料阀就会打开让料浆排出。另外，在操作的过程中因为隔膜泵的结构原因会导致很多的构件造成寿命上的影响，其中有阀体、活塞、缸套等，进而会妨碍隔膜泵的正常运行，使控制系统和橡胶隔膜的寿命受到影响，准确程度和灵敏度下降。

2 缓冲罐

泵在运行过程中，由于渗漏等原因缓冲罐的压力会慢慢下降，到一定压力时，泵出现打量不稳定并伴有异响，在压力较低的情况下长时间运行，隔膜总是处于大范围波动状态，易使隔膜产生疲劳，降低隔膜的使用寿命。为克服这种情况，必须在运行中向缓冲罐冲压。根据在调试过程及正常生产中积累下来的经验，决定在带负荷运行中向缓冲罐冲压，以压力表指针稳定做到充压成功的标志，几次试验都取得很好效果，保证了泵长周期安全运行。泵在实际的运行过程中，因为会出现渗漏，导致缓冲罐的压力有所下降，受到一定的压力时，泵便会有异常的响动,在打量上有不稳定的问题出现，如果长时间在压力很低的情况下进行，导致隔膜一直是波动的状态，就会造成隔膜出现疲劳，隔膜的寿命大大下降。要想解决这些情况，就要在运行的过程中向缓冲罐进行冲压。

3 排气

3．1 注水排气

进行煤浆腔注水排气有两个目的。第一是液端排气。主要是利用进口管线上的冲洗水控制阀和出口管上的排污阀进行煤浆腔的排气操作。第二是将液的自动加入进行有效地推进，也就是子宫充液的位置处理。要把液压推动到隔膜处达到一定的位置上，就能针对管线上的排污阀来对自动充液进行完成的过程。其中需要注意的是，水压的控制是注水排气中十分重要的一项操作。通常情况下，泵的压力是0.3MPa，在实际的操作中数据要达到0.28～0.35MPa，如果太高或者太低就会造成液腔注油出现太多或者太少的情况，导致在实际的运行过程中隔膜出现损伤。

3．2 注油排气

注油排气主要是促进液腔才完成注油。其中在充液的过程中是需要持续自动完成的，为此在充液的过程中要确保推进液排出的时候没有空气进入。此时控制杆就会从触发的位置挪开，在1min后，充液完成。在这个时候推进液腔是充足的，但是活塞隔膜如果没有达到合适的位置就需要利用盘车来进行充液。通常情况下，要使用自动盘车来对其进行充液，由于手动的盘车耗时耗力，无法让充液达到理想的效果，就要使用低负荷泵进行推进液腔按成充液的操作，其中启动低负荷要选择在10%。

3．3 正常运行中排气

泵在实际的运行过程中，会因为推进液中有溶解的气体出现，密封不严导致的泄漏等，就会造成推进液中出现很多的气体，给隔膜带来一定的损害，为此，要对推进液腔进行定期排气工作。

4 推进液控制系统

在实际的运行过程中，控制杆上的磁体会移动，是触发器的ZSL、ZSH之间随着控制而出现的，这时触发器并没有触发。若推进液腔内的液体少，磁体就会转移到触发器的ZSL位置上，触发器在输出的脉冲信号就会到PLC上。此时PLC就会传递信号，将注油阀HV1、2、3打开，由此推进液就会进入到推进液腔内。如果推进液腔内的液体太多，触发器ZSH同样传递信号到PLC控制箱内，这个时候排油阀HV5、6、7就会打开，由此推进液就会进入到液腔内。上面两种操作都是让推进液在注入排出上自动完成的，但是在实际的运行过程中，泵会因为内部或者触发器等问题，导致自动注入和排出的过程出现失控情况，为此需要进行检修，要想在生产中正常运行，要使用手动注排油，需要特别注意的是，在进行第一次注油时，可能由于经验不足导致推进液的排气阀没有打开，出现了推进液注入量太多，给隔膜造成严重的损害。经过多次尝试，要使用手工注油，首先打开排气阀，要将推进腔的压力作为一个标志。经过多次的试验成功后，才能进行实际的操作，确保安全生产。

5 引发隔膜故障的原因及构件寿命

5．1 隔膜故障的原因

通常情况下，隔膜在设计时使用寿命在8000h，面积大概是0.8m2，工作压力是6MPa。在进出料的过程中，隔膜的左右两侧会有不同的受力影响，一般最大数值是4800kN,会受到变力的影响，会出现开裂或者损伤的情况。其中有两个主要的原因：第一，是因为隔膜室的体积是一定的，但是进料有可能不稳定，造成压力太低，进料的补偿器低于1.2m,导致装置中料位不合理，进料的过程中致使泵内料浆出现分离，出现料不足，空转的现象，有撞击或者锤击，给隔膜的变应力增大，频率就会加大，从而出现了隔膜疲劳造成的损坏。第二，由于隔膜内没有将空气排干净，导致气体的体积随着压力变化，出现了气锤，将隔膜进行击破。另外，如果进料的温度超过100℃,就会导致隔膜老化速度加快，与此同时，料浆中有气泡出现，气体进入到隔膜内，让推进液的压力下降，在受力上给隔膜带来不平衡，导致疲劳，出现损坏。

5．2 易损件寿命

我国在60年代就已经针对隔膜泵采取研究，但都没有成功，主要的原因就是因为隔膜的使用寿命不达标。为了提高隔膜的寿命，针对膜片采取了600万次的试验。因为拉杆、活塞在实际操作上是使用油，同时隔膜的柔性降低，易损件在寿命上有所减少。

6 开停车负荷

GEHO的隔膜泵是由变频电机驱动操作，如果在开停负荷上出现太小或者太大的情况，短时间内造成负荷波动大，长时间在低负荷下操作就会给变频器带来一定的影响，要处理上述问题，就要将开停的负荷控制在30%上下，与此同时，在设置仪表过程中，针对负荷的增减要控制在一定的时间内才能从工艺上对变频器实施保护措施。

7 仪表空气及润滑油压力

在操作过程中，润滑油和仪器空气都和主电机有设置联锁，推进液的排油阀和注油阀是气闭阀，要确保空气的压力，2个阀之间的最小压力要高于0.4MPa,为此，仪器空气压力要控制在0.5MPa以上,若出现停泵的情况，仪表空气也不停止，防止推进液腔内的液体不足，另外，供给阀门的空气要进行油雾化处理。泵在实际的运行过程中，润滑油的实际压力要高于压力联锁值，并且润滑油出口过滤器压差不能太大，在进行此环节时，调节流量幅度不能过大，防止瞬间的流量太大造成压力降低，导致联锁跳车。

8 控制系统

在隔膜泵技术中最关键的就是控制系统，隔膜的寿命是由它的可靠性和准确性决定的，同时决定整个隔膜泵是否成功。控制系统的目的就是让探头和导向杆上的磁环发出信号，然后利用控制箱发出指令，将补排油的任务完成。控制系统是由程控箱和探测部分组成，探测部分的磁环和探头是检测空气压力、推进液压力等，同时将用信号的形式传输给程控箱中的控制元件，主要是将隔膜室内的油量控制在一定的范围内，同时程控箱板上的指示灯会做出提示。为此，在进行现场操作的过程中，需要按照所规定的流程采取操作，防止因为设备的原因导致泵无法正常运行。

9 结语

现如今，隔膜泵在很多领域中被广泛地推广使用，带来的经济效益和社会效益非常大。目前，我国研发并投入生产的隔膜泵已经将进口的隔膜泵取代，同时大大降低资金的投入。本文对隔膜泵在操作和工艺的改进上进行了详细阐述，让隔膜泵在一个安全稳定的工艺环境里运行，同时也为隔膜泵在高效运行上提供了基础的保障。