隔膜泵的操作要點及工藝改進研究

曹先佐

（陜西神渭煤炭管道運輸有限責任公司，陜西 榆林 719000）

最近幾年，隔膜泵是我國往復式料漿泵發展過程中最理想的一種泵，可以輸送各種各樣的料漿。荷蘭研制并開發了第一臺隔膜泵，我國目前使用的隔膜泵是在荷蘭的基礎之上研制的。和油隔離泵進行比較，它在設計的結構上更科學、合理，在實際運行中趨于平穩，控制系統安全可靠，并且操作起來方便，便于維修，噪音低，同時節電、節油，對零件的耗損低，易損件壽命長等優勢，為此，隔膜泵在我國的很多領域得到廣泛應用，帶來的社會和經濟效益非常高。

1 隔膜泵技術參數及結構原理

隔膜泵主要是雙杠雙作用的往復式泵，是利用電動機將皮帶進行帶動然后讓偏心輪進行旋轉，偏心輪把連桿進行帶動，讓活塞桿和十字頭進行往復運動。其中活塞的運動是利用兩側的推進液讓隔膜出現周期性的往復運動。如果隔膜在左邊運動時，隔膜室下面的位置進料閥就會將料漿吸住；如果隔膜在右邊運動時，隔膜室上部的排料閥就會打開讓料漿排出。另外，在操作的過程中因為隔膜泵的結構原因會導致很多的構件造成壽命上的影響，其中有閥體、活塞、缸套等，進而會妨礙隔膜泵的正常運行，使控制系統和橡膠隔膜的壽命受到影響，準確程度和靈敏度下降。

2 緩沖罐

泵在運行過程中，由于滲漏等原因緩沖罐的壓力會慢慢下降，到一定壓力時，泵出現打量不穩定并伴有異響，在壓力較低的情況下長時間運行，隔膜總是處于大范圍波動狀態，易使隔膜產生疲勞，降低隔膜的使用壽命。為克服這種情況，必須在運行中向緩沖罐沖壓。根據在調試過程及正常生產中積累下來的經驗，決定在帶負荷運行中向緩沖罐沖壓，以壓力表指針穩定做到充壓成功的標志，幾次試驗都取得很好效果，保證了泵長周期安全運行。泵在實際的運行過程中，因為會出現滲漏，導致緩沖罐的壓力有所下降，受到一定的壓力時，泵便會有異常的響動,在打量上有不穩定的問題出現，如果長時間在壓力很低的情況下進行，導致隔膜一直是波動的狀態，就會造成隔膜出現疲勞，隔膜的壽命大大下降。要想解決這些情況，就要在運行的過程中向緩沖罐進行沖壓。

3 排氣

3．1 注水排氣

進行煤漿腔注水排氣有兩個目的。第一是液端排氣。主要是利用進口管線上的沖洗水控制閥和出口管上的排污閥進行煤漿腔的排氣操作。第二是將液的自動加入進行有效地推進，也就是子宮充液的位置處理。要把液壓推動到隔膜處達到一定的位置上，就能針對管線上的排污閥來對自動充液進行完成的過程。其中需要注意的是，水壓的控制是注水排氣中十分重要的一項操作。通常情況下，泵的壓力是0.3MPa，在實際的操作中數據要達到0.28～0.35MPa，如果太高或者太低就會造成液腔注油出現太多或者太少的情況，導致在實際的運行過程中隔膜出現損傷。

3．2 注油排氣

注油排氣主要是促進液腔才完成注油。其中在充液的過程中是需要持續自動完成的，為此在充液的過程中要確保推進液排出的時候沒有空氣進入。此時控制桿就會從觸發的位置挪開，在1min后，充液完成。在這個時候推進液腔是充足的，但是活塞隔膜如果沒有達到合適的位置就需要利用盤車來進行充液。通常情況下，要使用自動盤車來對其進行充液，由于手動的盤車耗時耗力，無法讓充液達到理想的效果，就要使用低負荷泵進行推進液腔按成充液的操作，其中啟動低負荷要選擇在10%。

3．3 正常運行中排氣

泵在實際的運行過程中，會因為推進液中有溶解的氣體出現，密封不嚴導致的泄漏等，就會造成推進液中出現很多的氣體，給隔膜帶來一定的損害，為此，要對推進液腔進行定期排氣工作。

4 推進液控制系統

在實際的運行過程中，控制桿上的磁體會移動，是觸發器的ZSL、ZSH之間隨著控制而出現的，這時觸發器并沒有觸發。若推進液腔內的液體少，磁體就會轉移到觸發器的ZSL位置上，觸發器在輸出的脈沖信號就會到PLC上。此時PLC就會傳遞信號，將注油閥HV1、2、3打開，由此推進液就會進入到推進液腔內。如果推進液腔內的液體太多，觸發器ZSH同樣傳遞信號到PLC控制箱內，這個時候排油閥HV5、6、7就會打開，由此推進液就會進入到液腔內。上面兩種操作都是讓推進液在注入排出上自動完成的，但是在實際的運行過程中，泵會因為內部或者觸發器等問題，導致自動注入和排出的過程出現失控情況，為此需要進行檢修，要想在生產中正常運行，要使用手動注排油，需要特別注意的是，在進行第一次注油時，可能由于經驗不足導致推進液的排氣閥沒有打開，出現了推進液注入量太多，給隔膜造成嚴重的損害。經過多次嘗試，要使用手工注油，首先打開排氣閥，要將推進腔的壓力作為一個標志。經過多次的試驗成功后，才能進行實際的操作，確保安全生產。

5 引發隔膜故障的原因及構件壽命

5．1 隔膜故障的原因

通常情況下，隔膜在設計時使用壽命在8000h，面積大概是0.8m2，工作壓力是6MPa。在進出料的過程中，隔膜的左右兩側會有不同的受力影響，一般最大數值是4800kN,會受到變力的影響，會出現開裂或者損傷的情況。其中有兩個主要的原因：第一，是因為隔膜室的體積是一定的，但是進料有可能不穩定，造成壓力太低，進料的補償器低于1.2m,導致裝置中料位不合理，進料的過程中致使泵內料漿出現分離，出現料不足，空轉的現象，有撞擊或者錘擊，給隔膜的變應力增大，頻率就會加大，從而出現了隔膜疲勞造成的損壞。第二，由于隔膜內沒有將空氣排干凈，導致氣體的體積隨著壓力變化，出現了氣錘，將隔膜進行擊破。另外，如果進料的溫度超過100℃,就會導致隔膜老化速度加快，與此同時，料漿中有氣泡出現，氣體進入到隔膜內，讓推進液的壓力下降，在受力上給隔膜帶來不平衡，導致疲勞，出現損壞。

5．2 易損件壽命

我國在60年代就已經針對隔膜泵采取研究，但都沒有成功，主要的原因就是因為隔膜的使用壽命不達標。為了提高隔膜的壽命，針對膜片采取了600萬次的試驗。因為拉桿、活塞在實際操作上是使用油，同時隔膜的柔性降低，易損件在壽命上有所減少。

6 開停車負荷

GEHO的隔膜泵是由變頻電機驅動操作，如果在開停負荷上出現太小或者太大的情況，短時間內造成負荷波動大，長時間在低負荷下操作就會給變頻器帶來一定的影響，要處理上述問題，就要將開停的負荷控制在30%上下，與此同時，在設置儀表過程中，針對負荷的增減要控制在一定的時間內才能從工藝上對變頻器實施保護措施。

7 儀表空氣及潤滑油壓力

在操作過程中，潤滑油和儀器空氣都和主電機有設置聯鎖，推進液的排油閥和注油閥是氣閉閥，要確保空氣的壓力，2個閥之間的最小壓力要高于0.4MPa,為此，儀器空氣壓力要控制在0.5MPa以上,若出現停泵的情況，儀表空氣也不停止，防止推進液腔內的液體不足，另外，供給閥門的空氣要進行油霧化處理。泵在實際的運行過程中，潤滑油的實際壓力要高于壓力聯鎖值，并且潤滑油出口過濾器壓差不能太大，在進行此環節時，調節流量幅度不能過大，防止瞬間的流量太大造成壓力降低，導致聯鎖跳車。

8 控制系統

在隔膜泵技術中最關鍵的就是控制系統，隔膜的壽命是由它的可靠性和準確性決定的，同時決定整個隔膜泵是否成功。控制系統的目的就是讓探頭和導向桿上的磁環發出信號，然后利用控制箱發出指令，將補排油的任務完成。控制系統是由程控箱和探測部分組成，探測部分的磁環和探頭是檢測空氣壓力、推進液壓力等，同時將用信號的形式傳輸給程控箱中的控制元件，主要是將隔膜室內的油量控制在一定的范圍內，同時程控箱板上的指示燈會做出提示。為此，在進行現場操作的過程中，需要按照所規定的流程采取操作，防止因為設備的原因導致泵無法正常運行。

9 結語

現如今，隔膜泵在很多領域中被廣泛地推廣使用，帶來的經濟效益和社會效益非常大。目前，我國研發并投入生產的隔膜泵已經將進口的隔膜泵取代，同時大大降低資金的投入。本文對隔膜泵在操作和工藝的改進上進行了詳細闡述，讓隔膜泵在一個安全穩定的工藝環境里運行，同時也為隔膜泵在高效運行上提供了基礎的保障。