大型隔膜泵液壓式拆裝工具的設計與應用

張恩龍

（中國有色（沈陽）泵業有限公司，遼寧 沈陽 110144）

大流量、高壓力往復式隔膜泵作為固-液兩相流體輸送的關鍵設備，在石油化工、有色金屬以及長距離管道輸送等諸多領域均得到了廣泛的應用。在隔膜泵運行維護的過程當中，經常需要對關鍵部件（如隔膜室蓋、軸承壓蓋等）所在位置進行安裝和拆卸，但由于這些位置的鎖緊螺母在安裝和拆卸過程中需要較大的鎖緊力矩，常規液壓扳手不能確保安裝的精確性與安全性，因此設計并制造出適用于隔膜泵安裝拆卸、結構科學合理且適用性和操作性較強的液壓式拆裝工具對于降低檢修拆裝工藝難度、提高檢修和運行維護工作效率以及提升設備安全性均具有重要意義。

根據隔膜泵動力端和液力端的結構特點，一般可將隔膜泵分為三缸單作用隔膜泵和雙缸雙作用隔膜泵兩種類型，兩種類型的隔膜泵均具有運行穩定、連續運轉率高等優點，具體的泵型選擇則應結合用戶生產工藝的實際需要并綜合考慮技術經濟性等多方面因素來決定[1]。這兩類泵型所使用的液壓拆裝工具具有一定的通用性，本文將對幾種常見的液壓式工具的設計與使用進行詳細介紹。

1 液力端隔膜室蓋液壓拆卸工具

在大型隔膜泵的運行維護過程中，對隔膜室蓋的拆卸是非常重要的一個操作環節，這不僅因為拆卸隔膜室蓋與更換常規備件（如導桿支撐套、橡膠隔膜）有著直接的關系，也因為隔膜室蓋與隔膜腔的配合公差導致其較難拆卸[2]。因此設計出專用于該位置處拆解的液壓拆卸工具就顯得尤為重要了。以某大型隔膜泵液力端隔膜室蓋拆卸工具為例，其結構示意圖如圖1所示。

圖1 隔膜室蓋液壓拆卸工具示意圖

當檢修時需要拆下隔膜室蓋時，將件1～7按圖所示組裝好。利用手動泵打壓使柱塞產生位移，柱塞的運動將導致隔膜室蓋與隔膜腔發生相對運動從而促使隔膜室蓋得以拆卸。當隔膜室蓋和隔膜腔之間克服了初始的摩擦力后，僅需利用天車拉動隔膜室蓋處的吊環螺釘便可緩緩摘下隔膜室蓋。該種工具的優勢如下：①液壓式結構使隔膜室蓋幾個受力點均勻受力，避免了在拆卸過程中產生局部的變形不均和應力集中；②采用手動泵打壓的方式大大降低了隔膜室蓋拆卸的人工勞動量；③該工具的現場可操作性良好，組裝方便，易于安裝。

在設計此工具時，要注意以下兩個方面。首先，柱塞的行程部分要足以使隔膜室蓋與隔膜腔實現分離；其次，柱塞的通徑以及密封圈應完全符合國家標準的規定，確保其使用的安全性。

2 液力端分體式隔膜室蓋螺母液壓拆裝工具

分體式隔膜室蓋螺母液壓拆裝工具的結構如圖2所示。由打壓環、支撐座、柱塞、高壓膠管、手動泵等關鍵部件所組成。

當需要拆卸隔膜室蓋螺母時，按圖示方式裝配好后向打壓環內注油，并利用手動泵加壓使柱塞發生相對運動，使隔膜室蓋螺柱發生微小的彈性變形，從而使螺母的預緊力得到釋放，此時便可輕而易舉的取下隔膜室蓋螺母[3]。反之亦然，當需要安裝隔膜室蓋螺母的時候，通過打壓拉伸隔膜室蓋螺柱，使得螺母有更強的預緊力提升空間，達到鎖緊隔膜室蓋螺母的使用目的。

此工具在設計過程中應注意的是，柱塞中密封圈的設計應能夠滿足壓力上限的需要，確保其使用安全性。此工具在大型高壓隔膜泵用戶現場使用頻次較高、易于操作且安全可靠，這一結構形式也為同類產品的設計和研發提供了依據和參考。

圖2 分體式隔膜室蓋螺母液壓拆裝工具的結構示意圖

3 動力端中間軸承壓蓋液壓拆裝工具

在大型隔膜泵動力端的拆裝過程中，尤其是在三拐四支撐箱體結構里，中間兩個支撐座的軸承蓋螺母規格較大（通常為M42或M56）。

因此該處螺母在安裝和拆卸時需要的力矩較大，僅靠力矩扳手難以保證滿足安裝的要求，因此需要設計出結構合理、操作方便的拆裝工具。

隔膜泵動力端中間軸承壓蓋螺母液壓拆裝工具的結構如圖3所示。其結構主要包括：柱塞缸、分配器、支撐座、液壓軟管、快速接頭、扳手等。

首先，用液壓軟管和快速接頭將活塞缸和分配器連接起來組成中間軸承蓋液壓拆裝工具；而后使用手動液壓泵打壓，柱塞缸的放氣孔螺塞在給壓前取下，待放氣孔中有油液流出時，將其重新安裝擰緊，必要時加密封填料提高密封性。當中間軸承蓋螺栓因柱塞的相對運動產生彈性拉伸變形時，螺母與中間軸承蓋上表面的預緊力被消除，此時用扳手便可拆下螺母。反之，當需要安裝中間軸承蓋螺母時，中間軸承蓋螺柱的拉伸變形使得螺母存在進一步鎖緊的空間，也能夠有效增大預緊力。

圖3 隔膜泵動力端中間軸承蓋液壓拆卸工具

此工具的要點如下：①柱塞的行程要滿足中間軸承座螺母產生足夠的彈性變形；②支撐座的開口要足夠扳手旋轉運動。

4 結論

本文針對大型高壓隔膜泵動力端及液力端關鍵件的拆卸和安裝，介紹了兩種專用工具的設計方案及技術細節。這兩種工具均具有結構簡單、加工方便、可操作性強、有效降低人工因素等多方面優點，為同類產品的設計和研發具有參照效應，也為提升產品供貨商的企業形象，改善市場滿意度等方面也有具有積極意義。