針對泵產(chǎn)品密封泄漏以及往復式隔膜泵結構復雜、笨重、調試困難等問(wèn)題,我們研制成功了q=2m3/h,25m3/h;p≤0.4mpa環(huán)形隔膜泵兩種產(chǎn)品,并于1994年元月通過(guò)了部級鑒定,并獲得國家專(zhuān)利,專(zhuān)利號92236204.1。1、結構特征環(huán)形隔膜泵首先以平面蠕動(dòng)式剛性支承環(huán)和環(huán)形隔膜區別于一般轉子泵和往復式隔膜泵。此外現有隔膜泵多采用片狀隔膜來(lái)隔開(kāi)輸送介質(zhì)和工作介質(zhì),并使用往復式曲柄連桿機構、三閥機構、進(jìn)出口閥組;環(huán)形隔膜泵吸收了軟管泵、撓性襯圈泵及其它轉子泵的特點(diǎn),采用回轉式驅動(dòng)機構和環(huán)形隔膜有機結合的新穎結構,用環(huán)形隔膜將輸送介質(zhì)與驅動(dòng)元件隔開(kāi),使輸送介質(zhì)無(wú)法向外泄漏。環(huán)形隔膜泵主要由泵體1、隔離機構2、剛性支承環(huán)3、環(huán)形隔膜4、軸承套5、軸承6、傳動(dòng)軸7及浮動(dòng)承壓環(huán)、泵端蓋等組成(圖1);環(huán)形隔膜端部靠軸承蓋沿軸向壓緊固定,其和泵端蓋、剛性支承環(huán)、泵體組成封閉容積,當傳動(dòng)軸旋轉時(shí),借助進(jìn)、出口隔離機構和剛性支承環(huán)、泵體形成吸液和排液腔,達到無(wú)泄漏輸送介質(zhì)的目的。環(huán)形隔膜泵主要結構特征為:(1)隔膜和泵體間設有平面蠕動(dòng)式剛性支承環(huán);(2)環(huán)形隔膜內置有浮動(dòng)承壓環(huán);(3)環(huán)形隔膜將輸送介質(zhì)和潤滑介質(zhì)隔開(kāi),(4)環(huán)形隔膜泵獨有進(jìn)出口組合隔離機構;(5)無(wú)需底閥和進(jìn)出口閥組;(6)獨特的軸向密封結構。(7)剛性支承環(huán)與傳動(dòng)軸間設有軸承。2、設計要點(diǎn)2.1、流量環(huán)形隔膜泵中剛性支承環(huán)和隔離元件、泵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(zhì)沿進(jìn)口至出口連續流動(dòng)。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(diǎn),可見(jiàn)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(huán)寬度,cmr--泵體內腔半徑,cmr--剛性支承環(huán)半徑,cmk--理論容積系數,主要考慮無(wú)效密封角α及結構尺寸r,r等對理論流量的影響;通常無(wú)效密封角α分別控制在20。以?xún)?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。則有泵理論流量為:考慮到泵的壓差、介質(zhì)粘度、間隙大小及泵速對流量的影響,則泵的額定流量為:qr=kvqth式中kp--容積系數2.2、泵速和泵徑向、軸向間隙的確定2.2.1、泵速由于采用了平面蠕動(dòng)的剛性支承環(huán),因而泵體、泵端蓋和剛性支承環(huán)間相對滑動(dòng)速度與泵速相關(guān),其值可估算,即:v=πne/30可見(jiàn)合理控制與降低泵速,則可以減小摩擦和功率損耗,延長(cháng)泵使用壽命,提高泵效率。根據經(jīng)驗,通常將泵速控制在n≤300min-1范圍。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。泵的性能與徑向、軸向間隙及相關(guān)結構參數和介質(zhì)特性密切有關(guān),其中徑向間隙主要根據壓差△p;輸送介質(zhì)的粘度γ;剛性支承環(huán)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(shí),間隙t應取小值;當ν,r增大時(shí),間隙t可取大值。軸向密封采用間隙密封和彈性密封相結合效果良好;而平行間隙的泄漏量可由下式估計:q=10-5xt3b△p/1.2γl[ml/s]式中b―間隙寬度,cml―間隙長(cháng)度,cm△p―壓差,mpaν―介質(zhì)動(dòng)力粘度,pa?st―間隙值,cm通常,合理控制徑、軸向間隙可以提高自吸性能和排出