电动隔膜泵在化工行业中的应用优势及常见故障处理

郭宝志， 白晓宇， 刘 健， 孟 迎

(阳泉煤业(集团)有限责任公司化工研究院，山西 太原 030021)

引 言

电动隔膜泵(以下简称隔膜泵)，作为一种新的介质输送设备，具有压力高、效率高、振动小、流量可调、可输送易燃、易挥发、有毒、有腐蚀性液体等优点，是化工企业中的核心设备，主要作为原料输送，使用数量多，一旦出现故障，会给生态环境和企业的正常生产带来巨大影响。因此，故障原因的分析和合理的解决措施就显得尤为重要。

1 隔膜泵的结构

隔膜泵的结构较为简单，主要是在传统柱塞泵的基础上进行改造，由防爆电动机、偏心轮、曲轴、连杆、十字头、活塞缸、隔膜室、进料单向阀、出料单向阀、行程调节器、气体稳压器构成。

2 工作原理

防爆电机启动后，通过传动轴带动大小齿轮、偏心轮、曲轴、连杆、十字头，将旋转运动变为直线运动，带动活塞做往复运动。当活塞向内移动时，气缸内形成负压，隔膜向内发生变形，隔膜室也形成负压，此时，进料单向阀打开，出料单向阀关闭，原料进入隔膜室；当活塞向外移动时，气缸内为正压，推动隔膜向外发生变形，隔膜室体积减小，压力增大，此时，进料单向阀关闭，出料单向阀打开，原料排出。在此过程中，将气体稳压器充入氮气至泵体工作压力，同时，要根据进料负荷要求，将行程调节器从0%～100%调至合适位置，确保物料流量的准确性。

3 隔膜泵的应用优势

近年来，人们不断意识到环境污染给人类健康、生态环境等带来的严重影响，尤其在化工行业中，用于输送各类有毒有害介质的柱塞泵，经常发生泄漏，为了解决此问题，必须对其进行技术改造。

传统的柱塞泵在运行过程中，机械传动部分与输送的介质直接接触，造成活塞和缸套严重磨损，加速密封系统的损坏，出现泄露的情况越来越多，导致介质输送的流量和压力降低，处理起来也比较困难，因此，运用更为先进技术制造的隔膜泵出现在化工行业中，隔膜泵正是克服了以上缺点，对原来的密封结构和传动系统进行了优化改造，同时增加了隔膜室，无论其使用范围还是质量、运行效率都有绝对优势。

传统的柱塞泵，在介质输送过程中，不能满足最小泄漏量的要求，最终被隔膜泵所取代，即使是输送危害性很小的介质，也开始选用隔膜泵，而且隔膜泵还有以下优点：

1) 隔膜泵的柱塞采用活塞环密封，不再是简单的机械密封，在整个运行过程中，都浸泡在液压油里，和传统的柱塞泵相比，摩擦力小且密封结构几乎不受影响[1]。

2) 隔膜具有较长的使用寿命，由氯丁橡胶、氟橡胶等材料制成，能够将输送的介质和机械传动部分隔开，确保无泄漏。

3) 体积小、质量小、安装便捷、效率高、介质通过性好。

结合以上三方面优点，使得后期维护保养费用低、能耗小、减少企业运行成本。

4) 应用范围广，对使用环境要求低。

3) 隔膜泵与柱塞泵、离心泵、旋转式容积泵在相同性能范围内相比较，传动部分摩擦力小，可以很好的将电机运转时的电能转化为输送介质所需的动能，减少能量损耗，提高运行效率，降低经济成本。

4 常见故障分析及解决措施

随着隔膜泵的长时间运行，会出现一些故障，导致企业被迫停车检修，影响生产，以下是一些常见的故障和解决措施。

4.1 流量不足

运行时，原料输送的流量不能满足正常要求，在检查原料进出口阀组一切正常后，问题仍然存在。

原因分析：原料进出口阀组一切正常的情况下，隔膜片或行程调节器损坏，也会导致流量不足。

解决措施：检查并更换隔膜片或行程调节器[2]。

4.2 低温下，无流量，压力小

在低温下，泵体运行时，回油管有结冰现象，隔膜室压力小于正常工作压力，流量为零。

原因分析：使用的抗磨液压油标号不正确，在低温下，出现凝固现象，液压系统不能实现自动补油，液压腔内部压力不足，导致流量为零。

解决措施：将旧油排空，更换标号正确的防冻抗磨液压油。

4.3 行程低，无流量

运行时，当泵的行程调高或最大时，原料流量及出口压力均正常，但调小行程，会出现不上量的现象[3]。

原因分析：补油阀座损坏，使隔膜泵在低行程运行时，一部分气体不能及时排出，进入补液油箱，而气体具有可压缩性，在活塞运动时，一部分力会被气体压缩抵消掉，导致隔膜片变形小，隔膜室压力小，出现不上量的现象。

解决措施：更换补油阀座。

4.4 流量及出口压力忽高忽低

流量、出口压力波动较大，无法稳定，按常规检修方法对压力表进行了检查并清洗了原料出口阀组，故障仍然存在。

原因分析：由于进口处的“Y”型过滤器、原料进口阀组堵塞及气体稳压器异常，导致流量及出口压力忽高忽低。

解决措施：对进口处的“Y”型过滤器、原料进口阀组进行清洗，并检查气体稳压器，将其压力调至与工作压力相同，如损坏，进行更换。

4.5 压力下降，液压油不断损耗

运行时，出口压力突然降低，液压油位下降至最低处，补油后，问题仍不能解决，随即检查了补油阀、原料进出口阀组、泵体外部密封均正常。

原因分析：活塞橡胶老化，失去弹性，与气缸壁产生间隙，密封失效，液压油随即进入动力传动系统，导致油液及出口压力降低。或者，隔膜片损坏，油液进入隔膜室，随原料从出口阀排出，也会导致同样问题[4-5]。

解决措施：更换活塞密封部分或隔膜片，加注新油。

5 结语

隔膜泵质量可靠、技术先进、优势众多，被越来越多的化工企业应用在重要的生产工序上，在日常生产过程中，能够提高生产效率，减少原料的泄漏量，降低企业的运行成本，同时，减少了对生态环境的污染，满足环保要求。针对隔膜泵在运行过程中出现的一些常见故障进行了详细分析，并提出了相应的处理措施，希望企业在日后使用及维护保养过程中，通过本文提出的处理方法，得到一些帮助。

隔膜泵的技术已逐渐成熟，应用前景广泛，在化工、建筑、环保、食品、医药等行业已占据了绝对的主导地位，国内市场及国际市场的需求量日益增大，始终保持着高速增长的态势，未来的发展前景一片大好。