1活塞缸 2隔膜室 3出料阀箱 4出料空气包 5出料管 6进料阀箱 7出料三通 8进料管
图2——30 双缸双作用隔膜泵液力端结构图
1.1活塞缸
双缸双作用(SGMB型)型隔膜泵液力端有两组活塞缸。其结构如图2——31所示。它是由活塞7、活塞杆2、缸体8、缸套4、以及缸盖和密封装置等组成。双缸双作用活塞缸结构与三缸单作用隔膜泵活塞缸基本相同。
1密封盖 2活塞杆 3压力表开关 4缸套 5螺母 6套 7活塞 8缸体
图2——31双缸双作用隔膜泵液力端活塞缸结构图
活塞缸的铸造缸体8内装有缸套4,活塞7在缸套4里往复运动,压力油从缸体上方的左右进出油口进出。缸体上方的左右进出油口与隔膜室连接,以实现隔膜室内液压油的供给。铸造缸体8与动力端箱体定位相连接,下端把合于油缸支架上。活塞杆与动力端中的介杆相连接。
活塞杆2和缸套4均采用合金钢材料,表面经过硬化处理,因而具有高耐磨性。所以,即使因隔膜破裂造成矿浆进入活塞缸内,也不会立即损坏活塞杆2和缸套4。活塞7采用带支撑多皮碗结构,其密封圈材料具有高强度、高耐磨性,同时在活塞7上还装有导承环,可以提高活塞17与缸套4的使用寿命。用缸盖压紧顶套可以固定缸套,使之不能滑动或转动。缸尾密封装置可以封住活塞缸腔内的推进液油,使之与动力端腔内不能串油,保证隔膜行程补、排油信号的准确度。
介杆与活塞杆装配要使螺母与介杆靠紧时,介杆与活塞杆应有1mm间隙;两螺母保持2~3mm间隙;大螺母用790Kgm力矩拧紧,并在2~4小时再次拧紧,并用止动键锁紧,后
将M5螺钉用电焊焊住;装配前须将介杆密封盒与箱体连接的螺栓拆松,活塞杆装配好后,再将密封盒装好。
双缸双作用隔膜泵液力端的隔膜室及进、出料阀箱前面已经介绍,这里就不在叙述。 2、动力端
双缸双作用隔膜泵动力端见图2-32。动力端采用偏心曲柄连杆机构。主要由箱体1、介杆3、十字头部装4、连杆5、主动轴部装6、、齿圈和偏心轮轴部装7等部件组成。
1箱体 2活塞杆紧定装置 3介杆 4十字头 5连杆 6主动轴部装 7齿圈、偏心轮部装
图2——32 双缸双作用隔膜泵动力端结构图
主动轴部装6见图2-33图。主要由主动轴3、左右旋齿轮4、5、调心滚柱轴承1及密封件2组成。主动轴3由两个单列滚柱轴承1支撑定位,轴向可以游动。使齿轮啮合处于最佳定位状态。
1轴承 2油封 3主动轴 4左旋齿轮 5右旋齿轮
图2——33主动轴部装结构图
十字头4一端与连杆5通过销轴连接,并由两组四个单列向心短园柱滚子轴承支撑按一定角度摆动。十字头4另一端与介杆3采用螺纹连接,介杆与液力端活塞杆采用螺纹连接,并用活塞杆紧定装置2锁固。
十字头与介杆装配要使螺母与十字头靠紧时,介杆与活塞杆应有1mm间隙;两螺母保持2~3mm间隙;大螺母用550Kgm力矩拧紧,并在2~4小时再次拧紧,并用止动键锁紧,后在十字头上用电焊焊住;装配前须将介杆密封盒与箱体连接的螺栓拆松,活塞杆装配好后,再将密封盒装好。
齿圈和偏心轮轴部装7见图2-34。主要由轴、偏心轮、左右齿圈和轴承组成。该轴上的偏心轮系铸造而成,它以过盈配合方式固定在轴上。轴由两个双列调心滚柱轴承支撑定位。偏心圆盘上均安装滚动轴承作为连杆5大头的轴承。齿圈为合金钢制造装配后组成人字齿圈。齿圈与主动轴部装上齿轮啮合作为减速机构组成部分,以接受动力。人字齿圈及连杆的调整定位由上述两种轴承自动完成。
1轴承 2轴 3偏心轮 4左旋齿圈 5右旋齿圈 图2——34齿圈和偏心轮轴部装结构图
偏心轮轴结构可避免曲拐轴毛坯、加工、热处理、磨削等困难。使工艺简化。该机构加工制造方便,结构紧凑,可使联间距减小。其刚度和强度均较好。
箱体1是动力端主要部件之一,它由箱体、箱盖、轴承盖等组成。箱体的主要作用是偏心轮轴的支撑和定位;十字头运动的支撑和导向;液力端活塞缸等的支撑和定位,箱体在工作中承受或传递隔膜泵的作用力和力矩。箱体毛坯根据需要有铸造毛坯和焊接毛坯两种。两种毛坯都需要进行退火处理和渗漏试验。箱体1的两侧设有活塞杆、十字头与导板的观察孔,以便于检查、维修。箱盖上设有排气孔。
第三节 隔膜泵的核心技术
一、核心技术
隔膜泵的核心技术是指有别于往复泵的专有技术,由隔膜技术、活塞密封技术、自动化控制技术组成。
1、隔膜技术
隔膜技术由三部分组成。
(1)橡胶隔膜的材质。由于隔膜长期运行在油介质与矿浆中,不同的工艺系统,矿浆性质差异较大,其中尤其以氧化铝溶出工艺系统的矿浆条件恶劣。这样,隔膜就要有不同的材质。
(2)隔膜的几何尺寸是影响隔膜寿命的关键因素,尤其是隔膜边缘几何形状的设计,一方面要防止应力集中,另一方面还要考虑其密封性,以避免油与矿浆之间的互渗。 (3)隔膜受力状态控制,在此方面技术上,GEHO隔膜泵优于其它类型泵。为保证隔膜受力处于最佳状态,GEHO隔膜泵设置了隔膜行程检测及控制单元。检测单元如图2-1所示,通过设置导杆,使无法检测的隔膜拉伸变形,变为检测导杆行程,从而解决了检测隔膜受力状态这一难题。由于导杆处于密闭的高压油腔内,所以采用磁信号传感技术。控制单元是指PLC接受检测系统发出的一次信号后,经软件程序分析处理后,通过推进液系统对油缸内的油量进行调整。
2、活塞密封技术
活塞密封性能决定了隔膜腔油量的变化程度,密封性好,油量变化小,利于隔膜处于良好的工作状态,同时,隔膜油量调整系统动作次数少,元器件寿命长,可靠性高。隔膜泵活塞采用带支撑环的多组V形密封圈的结构,其V形密封圈有别于目前国内标准的V形密封圈,其密封主要是通过唇密封,这样可以减少发热,延长使用寿命。
3、自动化控制技术
自动化控制技术是指为保证隔膜泵运行可靠性,将其曲柄滑块机构的润滑、冲洗及工作压力、隔膜行程的检测调整以及流量调整的控制由PLC及变频调速装置来完成,并通过人机对话界面实现隔膜泵的运行。
二、SGMB、DGMB系列隔膜泵的核心技术水平 1、检测控制技术
SGMB、DGMB系列隔膜泵的检测控制技术由四部分组成:检测技术、液压执行技术、两位两通阀技术、PLC隔膜位置控制技术。
SGMB、DGMB系列隔膜泵的检测控制技术发展经历了第一代技术、第二代技术和第三代技术。第二代技术较第一代技术在可靠性、灵敏度等技术性能上都有大幅度提高,尤其是第二代技术在高温条件(1000C左右)下,检测控制精度不发生漂移。特别是最新研制的第三代技术,在隔膜位置控制方面取得了突破性进展。该技术经实验室测定,各项指标均优于第二代技术。 (1)检测技术
检测技术由检测方式选择、检测传感器两部分组成。
直接检测隔膜是否出现拉伸变形很难实现,但是,如图2-10所示,设置导杆1与隔膜3相连接,检测导杆移动位置,来达到检测隔膜是否出现拉伸是很容易实现的,并且十分灵敏、可靠。通过上述转换,隔膜的油量控制又形象地称为隔膜位置控制。 隔膜导杆位置传感器工况为:
油压:1.5MPa~20MPa:
油温:100C~1000C
导杆往复运动,往复精度小于±lmm
导杆磨损下沉l~2mm时,往复精度小于±1mm。
显然,国内常规使用的机械触点、接近开关无法满足工况条件。 新型磁信号传感器(第三代技术) 工作原理:
图2-35新型磁信号传感器.
如图2-21所示,导杆上安装磁环,在隔膜腔壁上设置探头,检测磁信号,并转变为电信号,完成一次信号检测。 技术特性:
导杆、护套是无磁材料。这种无磁材料要求有很高的机械性能,以承受油压。铜、塑料等材料机械性能满足不了耐压强度。国内常规供应无磁钢,如1Crl8Ni9Ti等经试验室检测无磁性能不理想。导杆、护套无磁材料最后由我公司自行研制成功。无磁性能(磁导率为1)、机械性能均达到国际GEH0泵水平。
采用磁环,不是磁块或磁条,避免了磁力线方向性问题。
磁环必须是弱磁、永磁材料,1000C油中退磁率小于1%,国内无法满足其技术要求,主要是耐温性差,我公司隔膜泵上所用磁环均为进口。 磁环保证使用寿命为10年。 。 磁环嵌入导杆中,增加了磁环耐振性。试验检测表明:嵌入型保护结构性能优于GEH0泵的裸露结构。
护套承受油压,耐压可达20MPa。
该探头是检测技术的NOW—HOW。其性能指标,如图2-35所示,
检测距离为: a:10~12mm(要求大于8mm),a值的变化量△a=2~3mm,b值变化量△b=±o.25mm(工况要求:△b=±lmm):
温度 00C~1000C变化,
导杆往复运动△b=±0.15mm(工况要求:△b=±o.5mm); 新型磁信号传感器保证使用寿命为动作次数l00万次。
(2)液压执行技术