气动隔膜泵工作方法介绍

宋香富

(福建明溪县气动工具产品研究所,福建 三明365200）

0 概述

气动隔膜泵是目前国内最新颖的一种液体传输机械，其作业场合的特殊性是其它泵无可比拟的，在喷漆、陶瓷釉浆、底油回收等场合发挥着重要作用，同时在环保、排污、建筑、精细化工等领域的应用也日益广泛。

气动隔膜泵的主体部件采用铝合金、铸铁、不锈钢、塑料等。根据其应用场合及传输液体介质的不同特点，其内部液体流经的零部件可分别选取丁腈橡胶、氟橡胶、氯丁橡胶、聚四氟乙烯四种。

1 基本结构

除供气管路、相关控制阀、压力表和液体传输管路以外，小型气动隔膜泵主要包括泵本体部分和进气换向阀部分，如图1所示。

气动隔膜泵组装后应放置在专用支架上工作，并确保稳定，整体效果图见图2。

2 工作原理

外部压气流经手动控制阀和压力表进入换向阀推动活塞体向单侧移动，打开进气通道，气流通过进气孔进入泵本体单侧气室，打破膜片两侧气室压力的平衡状态，膜片被单侧挤压带动小轴向气压低的一侧移动，这一动作带来的结果有三个：一是小轴本身的移动切换了本体内的气体流向；二是压强减小的气室一侧膜片外产生强大的吸引力，将泵外的液体介质从下分流器进口吸入；三是压强增大一侧膜片外产生的强大推力将上次吸入的液体朝着本体上分流器挤出，同时随着外部压气的不断供给，小轴在膜片的带动下切换移动方向，开启另一个循环。因此从上分流器传输出的液体介质呈现脉冲状喷出，伴随着工作过程，隔膜泵膜片带动小轴发出高频率的撞击声。工作原理图见图3。

下面对气动隔膜泵单侧气室充气工作状态进行具体分析。

图4中，换向阀进气口3处接进气接头和压力表，出气口4、5分别对应泵本体中部两个进气口，压力气体从进气口3进入换向阀，工作压力根据泵型号不同范围为0.1～0.8 MPa。活塞在上端时，出气口4通道开启，压气经过通道4进入隔膜泵单侧气室，膜片及小轴单向挤压移动隔开本体一侧气孔。盈余的气体被从排气孔挤出，回流至换向阀C处，改变了换向阀的气体通道，出口通道5开启。当气体回流至D处时，活塞和柱塞又被自动顶回，开启通道4。气流如此循环往复，带动泵本体膜片同时完成“吸”和“压”两种动作效果。

在与换向阀相连的泵本体内部（见图5），当气室A进气时气室B排气，此状态下，液体介质经过下分流器被吸入气室B膜片右侧空间，下钢球位于球導座中部，处于开启状态。同时，气室A膜片左侧空间内存留的液体被膜片挤压，左侧下球导座内的钢球将下进液口封闭，上侧钢球则在压力作用下被顶开，打开液体排出通道。上分流器顶部的缓冲筒空间对液体的排出起到了稳压和缓冲作用。不同型号的泵，工作循环速度在160次/分左右，液体介质传输能力约在20～180 L/min之间。

图4 换向阀工作状态图

3 气动隔膜泵的型号及性能参数

根据气动工具产品行业标准《凿岩机械与气动工具产品型号编制方法JB/T 1590-2010》的规定，气动隔膜泵型号应为“TBM”，“T”表示气动机械，“B”表示泵，“M”表示隔膜式。目前市场上的气动隔膜泵一般分为两种：一种是QBY气动隔膜泵，也称外置配气阀隔膜泵，外部有配气阀和导向阀；另一种是QBK气动隔膜泵，即内置配气阀隔膜泵。

图5 泵本体内部工作状态图

气动隔膜泵主要性能参数有最大工作流量（L/min）、最大允许通过颗粒直径（mm）、扬程（m）、最大工作压力（MPa）等。

4 气动隔膜泵的优点

（1）气动隔膜泵在供气压力正常情况下可连续运行，且长时间运转不会出现过热。

（2）无电气系统参与，因此不产生电火花。（3）无有害气体排出，节能环保。

（4）气动隔膜泵具有脉冲式自吸功能，可连续传输含有一定直径固体颗粒物的液体，也可传输不同粘度的液体介质，工作压力及传输流量调节方便，操作简单，体积小，重量轻，应用广泛。

5 使用注意事项

（1）气动隔膜泵应严格按照操作规程和使用说明书使用，使用前应确保各个组件和接头部位连接可靠。

（2）气源供给压力应在泵正常工作的额定压力范围之内，确保安全。

（3）保证泵传输的液体介质中最大颗粒直径不超过泵的最大安全通过颗粒直径标准。

（4）泵的各管线连接部位及排液口连接合理、设置规范，防止泄漏，腐蚀。

（5）维修拆解时，应先切断气源，打开卸压阀卸去残余压力，再松开接头。

（6）对泵进行定期保养，更换密封垫和消音器，清理泵体内残存的液料废渣、清洁进气口过滤器，在通风干燥处存放。

6 泵的维护

气动隔膜泵在运行过程中应确保不漏气、不漏液，压力表状态正常，控制阀工作可靠，各项性能指标符合要求。由于运动部件的磨损或零部件材料的老化，会使泵出现故障，影响使用。因此，用户应对泵运动部位的易损件定期更换维护。如小轴组件上的密封圈、膜片、换向阀活塞等。良好的使用习惯和定期维护保养可提高泵的工作效率，延长其使用寿命。