[发明专利]一种隔膜泵状态检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种准确监测隔膜泵运行状态的方法。

背景技术

隔膜泵是广泛应用在化工、矿山以及管道输送领域的工矿设备，它具有输出压力高、坚固耐用和隔膜室结构简单、耐腐蚀等优点，而流量与压力无关，适应输送介质十分广泛，吸入性能好，效率高，因此，在尾矿、水煤浆、氧化铝等诸多工业领域起着至关重要的作用。

隔膜泵是在活塞泵的基础上，在活塞前方增加由液压油进行推动的橡胶隔膜，达到利用橡胶隔膜防止活塞被磨蚀或腐蚀的目的，因此，隔膜泵与活塞泵一样，属于容积泵的一种，其工作原理如下：

1.首先通过变频器将50Hz工频的交流电进行频率转换，并将其送至异步电动机，达到调速驱动的目的，异步电动机是隔膜泵机械部件的动力源。

2.异步电动机在转动过程中，带动减速机进而使曲轴转动，将异步电动机的较高的角速度变为适宜隔膜泵驱动的较低角速度。

3.曲轴在转动过程中带动连杆十字头与活塞运动，将曲轴的转动运动转化为活塞的往复直线运动。

4.活塞在活塞缸内进行往复直线运动，反复挤压液压油，对其做功，液压油将压力传送至橡胶隔膜，达到利用液压油实现压力传递的目的。

上述部分为隔膜泵的机械驱动原理，以下部分为隔膜泵的物料输送原理。

5.隔膜泵被安装在输送管路上，隔膜泵的上游工艺管路为入料管路，下游工艺管路为出料管路，出于利用隔膜泵使物料增压达到输送物料的目的，入料管路的压力应低于出料管路压力。

6.在橡胶隔膜前方，具有一个容纳物料的腔体，称为隔膜腔，隔膜腔的下方与上方分别与入料管路和出料管路相连接。

7.在管路与隔膜泵连接的部分分别按转有带有弹簧的单向阀门，以防止被输送物料的逆向流动，在每个隔膜腔上分别安装有两个单向阀门，其允许流动方向均为从入料管路方向流向出料管路方向。

8.其中，安装在入料管路与隔膜腔之间的单向阀门称为入料单向阀门，用于防止隔膜腔内物料逆向流动至入料管路；安装在出料管路与隔膜腔之前的单向阀门称为出料单向阀门，用于防止出料管路内物料你先流动至隔膜腔。

9.当活塞向前方做推进运动时，活塞缸内液压油受到挤压，压力升高，隔膜腔内物料压力高于入料管路压力，也高于出料管路压力，此时，入料单向阀门关闭，出料单向阀门打开，物料从隔膜腔流入出料管路，此过程为隔膜泵做功过程。

10.当活塞缸向后方做拉伸运动时，活塞缸内液压油因空间的释放，压力降低，隔膜腔内物料压力低于出料管路压力，也低于入料管路压力，此时，出料单向阀门关闭，入料单向阀门打开，物料从入料管路流入隔膜腔，此过程为隔膜泵吸料过程。

入料单向阀门与出料单向阀门在隔膜泵中起到了保证隔膜泵物料输送做功的方向性，可以看出，活塞每往复运动一个周期，入料单向阀门与出料单向阀门各打开、关闭一次，由于入料单向阀门与出料单向阀门的打开条件不同，因此，两者不能同时打开与关闭。

在实际物料输送中，由于隔膜泵所输送介质的性质各不相同，当物料颗粒较大或物料中掺杂有其他杂质时，如果颗粒或杂质嵌入单向阀门单向阀滑道内，或受挤压附着在单向阀的密封面，均会造成单向阀的打开或关闭受阻，影响单向阀的密封性能，在工业生产中，此种故障情况称为“卡阀”，由于在每个隔膜室安装有两个单向阀，即入料单向阀、出料单向阀，而每个单向阀的状态有两种，即打开受阻、关闭受阻，因此，卡阀现象可以分为以下四种情况进行讨论。

出料单向阀：出料单向阀的作用是防止出料管路物料流入隔膜腔内的，当出料管路物料流入隔膜腔时，同时使隔膜腔压力升高，使隔膜腔压力等于出料管路压力，该压力远大于入料管路压力，出料单向阀的卡阀可分为以下两种情况：

1.出料单向阀打开受阻：在活塞向前推进过程中，如果出料单向阀不能顺畅打开，则在该活塞推进过程物料输送流量的大幅降低，甚至瞬时流量降为0，同时，由于物料在密闭空间的挤压，将会造成隔膜腔内物料压力的进一步升高，由于压力的升高，导致曲轴转矩的增大以及变频器电流的增大，该状态有可能导致由于压力和转矩过大而造成的橡胶隔膜或机械部件损害，也有可能导致由于电流过大而造成的电机或变频器损害。不过，一般情况下，出料单向阀受到颗粒等阻碍不能打开时，其阻碍力并不会十分大，因此，在隔膜腔压力进一步升高之前，有可能因隔膜腔压力与出料管路压力差的增大，而使出料单向阀得以打开，进而使隔膜腔内物料流入出料管路使隔膜泵恢复正常运转。可以看出，该情况下的卡阀其破坏性巨大，但发生可能性较小，而且在发生后有自我恢复的可能性。