[发明专利]隔膜泵自动补气进料压力补偿罐

权利要求书

1.隔膜泵自动补气进料压力补偿罐，其特征在于，隔膜泵自动补气进料压力补偿罐由补偿罐（1）和自动补气装置组成，补偿罐（1）底部有进口（32）和出口（33），进口（32）与喂浆泵相通，出口（33）与隔膜泵相通，自动补气装置包括动力单元、充气单元、支承的套管、阻尼调节单元、浆液面控制单元和重力平衡单元，自动补气装置安装在补偿罐（1）上部，部分在补偿罐（1）内部，部分在补偿罐（1）外部，自动补气装置动力单元由开口（31）的弹性筒底部法兰（2）、弹性筒（3）、弹性筒顶部法兰（4）组成，弹性筒（3）为内凹壁的薄壁结构，沿薄壁纵向刚度好，沿横向弹性好，弹性筒（3）内部与压力补偿罐上部空气层相通；充气单元由充气活塞杆（5）、充气活塞（6）、充气缸充气单向阀（7）、充气缸（8）、缓冲罐充气单向阀（9）、放气单向阀（10）、缓冲罐（11）、压力表（12）组成；充气活塞杆（5）与弹性筒顶部法兰（4）联接；充气缸（8）下部与充气活塞杆（5）之间有环形口（30）；缓冲罐（11）与充气缸（8）联接，缓冲罐（11）通过软管与压力表（12）联接；阻尼调节单元由阻尼活塞杆（13）、阻尼活塞（14）、阻尼缸（15）组成，阻尼活塞（14）开有阻尼孔（26），在阻尼活塞（14）的上下阻尼腔中充有阻尼介质（25）；阻尼活塞杆（13）与缓冲罐（11）联接；阻尼缸（15）固定在支承的套管（16）顶部，充气缸（8）、缓冲罐（11）、阻尼活塞杆（13）、阻尼活塞（14）组成一体，可上下有阻尼浮动；支承的套管（16）上部有开孔（27），支承的套管（16）固定在补偿罐（1）上部，有开孔（27）的部分在补偿罐（1）外部，支承的套管（16）内部与弹性筒（3）外部之间空间与大气相通；浆液面控制单元由带有弹簧的二位三通阀（17）、导杆（18）、控制拉绳（19）、浮体（20）组成，二位三通阀（17）固定在支承的套管（16）外侧，二位三通阀（17）的入口通过软管与放气单向阀（10）相通，二位三通阀（17）的下出口（29）通向补偿罐（1）内部，二位三通阀（17）的上出口（28）通过管道通向支承的套管（16）内部，导杆（18）固定在支承的套管（16）外侧，浮体（20）中空密闭，可随浆液面变化沿导杆（18）上下移动，浮体（20）通过控制拉绳（19）与二位三通阀（17）阀芯下部联接；重力平衡单元由配重环（21）、平衡拉绳（22）、滑轮（23）组成，配重环（21）套于缓冲罐（11）外侧，可上下移动，平衡拉绳（22）通过滑轮一端与配重环（21）连接，另一端与缓冲罐（11）连接，配重环（21）重量略小于充气缸（8）、缓冲罐（11）、阻尼活塞杆（13）、阻尼活塞（14）组成的浮动体重量，动力单元为补气提供动力；充气单元实施充气；重力平衡单元与阻尼调节单元联动作用，保证在本装置不工作时充气缸（8）上端盖的下表面压在充气活塞（6）的上表面，随弹性筒顶部法兰（4）下移，而在本装置开始工作时，在初始压力P作用下充气缸（8）上升到初始位置L，并在压力波动过程中保证浮动体阻尼平衡位置，在充气缸（8）上端盖的下表面与充气活塞（6）的上表面之间形成充气腔（24）；浆液面控制单元控制充气量。

2.根据权利要求1所述的隔膜泵自动补气进料压力补偿罐的自动补气装置，其特征在于，喂浆泵以一定压力将浆料从进口（32）送入补偿罐（1），压缩补偿罐（1）内部原有空气于上部，形成压力为P的压缩空气层；由于动力单元弹性筒（3）内部与补偿罐（1）相通，弹性筒（3）内部与补偿罐内部压力相同，为P；弹性筒（3）侧壁在橫向压力P作用下向外扩展，由于侧壁有较好的纵向刚度，弹性筒顶部法兰（4）向上移动，同时弹性筒顶部法兰（4）在向上正压P作用下也上移，弹性筒顶部法兰（4）向上形成复合叠加位移L， 由于开始时充气缸（8）上端盖的下表面压在充气活塞（6）的上表面，因而带动充气缸（8）、缓冲罐（11）、阻尼活塞杆（13）、阻尼活塞（14）组成的浮动体上移L；对应补偿罐（1）内部不同压力P，浮动体上移L也不同；

补偿罐（1）底部出口（33）与往复式隔膜泵相通，往复式隔膜泵启动，隔膜泵进出料单向阀在浆料通过过程中不断开启—关闭产生液压冲击，补偿罐（1）的压缩空气层压力波动ΔP；弹性筒弹性作用，弹性筒顶部法兰（4）产生位移ΔL，由此带动充气活塞（6）位移波动ΔL；由于充气缸（8）、缓冲罐（11）、阻尼活塞杆（13）、阻尼活塞（14）组成阻尼浮动体，阻尼缸（15）固定在支承的套管（16）顶部，在阻尼活塞（14）阻尼作用下，充气活塞（6）波动下移时，充气缸（8）不能同步随之下移，形成空腔，充气缸充气单向阀（7）打开，空气通过环形口（30）进入充气活塞（6）与充气缸（8）之间的充气腔；当充气活塞（6）波动上移时，压缩充气腔空气，由于阻尼活塞（14）阻尼作用，充气缸（8）的不能随之同步上移，空气被压缩，缓冲罐充气单向阀（9）打开，压缩空气进入缓冲罐（11）；由于充气活塞（6）波动下移时，虽然充气缸（8）不能同步随之下移，但也有微小下移量，当充气活塞（6）波动上移时，充气活塞（6）上表面与充气缸（8）上端盖可以贴合，保证充气腔中的压缩空气全部进入缓冲罐（11），避免充气腔中压缩空气残留，在充气活塞（6）下移时残留空气膨胀，影响充气腔吸入空气效率；根据压强与面积关系，弹性筒顶部法兰（4）有效面积大于充气活塞（6）上表面积，可以保证充气腔中的压缩空气压入缓冲罐（11）；在此过程中，阻尼调节单元的阻尼活塞杆（13）、阻尼活塞（14）、阻尼缸（15）、阻尼介质（25）共同达到由充气缸（8）、缓冲罐（11）、阻尼活塞杆（13）、阻尼活塞（14）组成的浮动体阻尼平衡；缓冲罐（11）中空气压力大于补偿罐（1）上部空气层压力时，放气单向阀（10）打开，压缩空气进入二位三通阀（17）；

当浆液面往上移时，超过设计控制浆料面（34）以上，补偿罐（1）空气减少，浮体（20）上移，控制拉绳（19）松弛，二位三通阀（17）阀芯在弹簧作用下上移打通二位三通阀（17）的下出口（29），缓冲罐（11）中的压缩空气进入补偿罐（1），对补偿罐（1）补气；当浆液面往下移时，低于设计控制浆料面（34）以下，浮体（20）下移，在浮体重力作用下，控制拉绳（19）带动二位三通阀（17）阀芯下移打通上出口（28），缓冲罐（11）中的压缩空气进入支承的套管（16）内，支承的套管（16）内部通过开孔（27）与大气相通，此时不向补偿罐（1）补气；压力表（12）用于监测缓冲罐（11）中空气压力。