針對(duì)泵產(chǎn)品密封泄漏以及往復(fù)式隔膜泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重、調(diào)試?yán)щy等問(wèn)題，我們研制成功了Q=2m3/h，25m3/h;P≤0.4MPa環(huán)形隔膜泵兩種產(chǎn)品，并于1994年元月通過(guò)了部級(jí)鑒定，并獲得國(guó)家專(zhuān)利，專(zhuān)利號(hào)92236204.1。

　　1、結(jié)構(gòu)特征 環(huán)形隔膜泵首先以平面蠕動(dòng)式剛性支承環(huán)和環(huán)形隔膜區(qū)別于一般轉(zhuǎn)子泵和往復(fù)式隔膜泵。此外現(xiàn)有隔膜泵多采用片狀隔膜來(lái)隔開(kāi)輸送介質(zhì)和工作介質(zhì)，并使用往復(fù)式曲柄連桿機(jī)構(gòu)、三閥機(jī)構(gòu)、進(jìn)出口閥組;環(huán)形隔膜泵吸收了軟管泵、撓性襯圈泵及其它轉(zhuǎn)子泵的特點(diǎn)，采用回轉(zhuǎn)式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和環(huán)形隔膜有機(jī)結(jié)合的新穎結(jié)構(gòu)，用環(huán)形隔膜將輸送介質(zhì)與驅(qū)動(dòng)元件隔開(kāi)，使輸送介質(zhì)無(wú)法向外泄漏。環(huán)形隔膜泵主要由泵體1、隔離機(jī)構(gòu)2、剛性支承環(huán)3、環(huán)形隔膜4、軸承套5、軸承6、傳動(dòng)軸7及浮動(dòng)承壓環(huán)、泵端蓋等組成(圖1);

? ? ? ?

　　環(huán)形隔膜端部靠軸承蓋沿軸向壓緊固定，其和泵端蓋、剛性支承環(huán)、泵體組成封閉容積，當(dāng)傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，借助進(jìn)、出口隔離機(jī)構(gòu)和剛性支承環(huán)、泵體形成吸液和排液腔，達(dá)到無(wú)泄漏輸送介質(zhì)的目的。

　　環(huán)形隔膜泵主要結(jié)構(gòu)特征為：

　　(1)隔膜和泵體間設(shè)有平面蠕動(dòng)式剛性支承環(huán);

　　(2)環(huán)形隔膜內(nèi)置有浮動(dòng)承壓環(huán);

　　(3)環(huán)形隔膜將輸送介質(zhì)和潤(rùn)滑介質(zhì)隔開(kāi);

　　(4)環(huán)形隔膜泵獨(dú)有進(jìn)出口組合隔離機(jī)構(gòu);

　　(5)無(wú)需底閥和進(jìn)出口閥組;

　　(6)獨(dú)特的軸向密封結(jié)構(gòu);

　　(7)剛性支承環(huán)與傳動(dòng)軸間設(shè)有軸承。

　　2、設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　2.1、流量

　　環(huán)形隔膜泵中剛性支承環(huán)和隔離元件、泵體將液腔隔成吸入和排出部分，隨吸入和排出液腔容積的變化，介質(zhì)沿進(jìn)口至出口連續(xù)流動(dòng)。如圖2所示吸人口A和排出口B分別為吸、排腔徑向密封死點(diǎn)，可見(jiàn)每轉(zhuǎn)排出理論流量應(yīng)為：Q;，t=10-'n(RZ一r2)BK[L]

　　式中B--剛性支承環(huán)寬度，cm

　　R--泵體內(nèi)腔半徑，cm

　　r--剛性支承環(huán)半徑，cm

　　K--理論容積系數(shù)，主要考慮無(wú)效密

　　封角α及結(jié)構(gòu)尺寸R，r等對(duì)理

　　論流量的影響;通常無(wú)效密封角

　　α分別控制在20。以?xún)?nèi)，K值可

　　精確求得，一般取0.90-0.95　　設(shè)計(jì)中有R=r+e，其中e為偏心值，cm。

　　則有泵理論流量為：考慮到泵的壓差、介質(zhì)粘度、間隙大小及泵速對(duì)流量的影響，則泵的額定流量為：Qr=KvQth　　式中Kp--容積系數(shù)

　　2.2、泵速和泵徑向、軸向間隙的確定

　　2.2.1、泵速　　由于采用了平面蠕動(dòng)的剛性支承環(huán)，因而泵體、泵端蓋和剛性支承環(huán)間相對(duì)滑動(dòng)速度與泵速相關(guān)，其值可估算，即：　　V=πne/30　　可見(jiàn)合理控制與降低泵速，則可以減小摩擦和功率損耗，延長(zhǎng)泵使用壽命，提高泵效率。

　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，通常將泵速控制在n≤300min-1范圍。

　　2.2.2、軸、徑向間隙　　吸人和排出腔間徑向密封為楔形間隙，軸向間隙為平行縫隙。泵的性能與徑向、軸向間隙及相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)和介質(zhì)特性密切有關(guān)，其中徑向間隙主要根據(jù)壓差△P;輸送介質(zhì)的粘度γ;剛性支承環(huán)半徑r;偏心值e等因素確定。

　　即間隙T=f(ν，r)/f(△P，e)，顯然當(dāng)△P和e增大時(shí)，間隙T應(yīng)取小值;當(dāng)ν，r增大時(shí)，間隙T可取大值。

　　軸向密封采用間隙密封和彈性密封相結(jié)合效果良好;而平行間隙的泄漏量可由下式估計(jì)：

　　q=10-5xT3b△P/1.2γL[mL/s]　　式中b—間隙寬度，cm　　　　　L—間隙長(zhǎng)度，cm　　　　　△P—壓差，MPa　　　　　ν—介質(zhì)動(dòng)力粘度，Pa·s

　　T—間隙值，cm　　通常，合理控制徑、軸向間隙可以提高自吸性能和排出壓力，減小泵內(nèi)泄漏量，保持較高容積系數(shù)。實(shí)踐證明，剛性支承環(huán)和泵體、傳動(dòng)軸和軸承套以及軸承和軸承蓋的公差配合、徑軸向尺寸鏈的計(jì)算至關(guān)重要。通過(guò)設(shè)計(jì)分析和試驗(yàn)驗(yàn)證，徑向、軸向間隙應(yīng)控制在0.03～0.20范圍內(nèi)。