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氣動隔膜�
閱讀�12961時間�2010-12-17 16:49:33

  氣動隔膜泵是一種用于輸送粘性大�離心�無法輸送的料漿類流體的�。它以壓縮空氣為動力,推動隔膜運�,一但到了極限位�,壓縮空氣分配閥自動改變壓縮氣體的進出方向,從而改變隔膜的運動方向,使其不斷進行往�(fù)運動,再由進出口管�(nèi)四�單向�的配合來達到抽送介�(zhì)的目�,是一種應(yīng)用非常廣泛的��

自動控制

  用PLC可編程序控制器控制的氣動隔膜泵操作方�、性能良好、運行可�,達到預(yù)期的效果。同時,PLC的又一�(yīng)用進一步證�:把計算機功能完備,靈活性好,通用性強的優(yōu)點與繼電器系�(tǒng)簡單易懂、功率大的優(yōu)點結(jié)合起來,用PLC控制取代單純的繼�、接觸控制,是當代各類機械及其生�(chǎn)過程最理想的控制方�。其實現(xiàn)的方法如�

  一、氣動隔膜泵控制要求

  氣動隔膜泵中液體的輸送靠氣體推動隔膜交替地進液、排液來完成。輸送流量的多少,取決于進液、排液的動作時問??刂乒�?,除泵的啟仃、隔膜的排液進液動作以外,還包括集液箱的液位檢測與控制,流量累計與顯�,特別是隔膜破裂�(yù)極警及全破裂事故報警。集液箱�(nèi)液體是系�(tǒng)中需要通過泵傳送的介質(zhì),它的出口與泵連接。上電后,集液箱進液閥打開進液。為保證箱內(nèi)液體源源不斷地提供給�,必須對其液位進行定時檢測。當液位低于下限值時,報警并停泵;當液體高到上限位�,進液閥門�(guān)閉停止進液。隔膜可謂泵的心臟,一旦發(fā)生破�,就可能造成不堪�(shè)想的后果。因此,隔膜工作狀杰的隨機�(jiān)測尤為重�,系�(tǒng)不僅要有隔膜全破裂事故報�、自動關(guān)�、投人備用泵,還希望有破裂預(yù)報警。引進的氣動隔膜泵繼電控制系�(tǒng)卻不能實�(xiàn)這一重要功能。同�,流量的計算定時由時問繼電器來整定,精度�。液位也是另外的裝置控制,使得操作極不方�,可靠性大大降低。為�,我們確定選用目前國�(nèi)外先進的PLC可編程程序控制器來控制氣動隔膜泵�

  二、PLC基本原理

  PLC按系�(tǒng)程序賦予的功�,接受并存儲從編程器鍵入的用戶程序和�(shù)�(jù),用掃描的方式接受現(xiàn)場輸入裝置的�(shù)�(jù)或狀�(tài),并存入輸入狀�(tài)或數(shù)�(jù)寄存器中;診斷電源及PLC�(nèi)部電路工作狀�(tài)和編程過程中的語法錯誤等。PLC進人運行狀�(tài)�,從存儲器逐條讀取用戶程�,經(jīng)過命令解釋后按指令規(guī)定的任務(wù)�(chǎn)生相�(yīng)的控制信號去啟閉有關(guān)的控制門電路,分�、分渠道地去�(zhí)行數(shù)�(jù)的存取、傳�、組�、比較和變換等動作,完成用戶程序中規(guī)定的邏輯或算�(shù)運算等任�(wù)。根�(jù)運算�(jié)�,更新有�(guān)標志位的狀�(tài)和輸出狀�(tài)寄存器的�(nèi)�,再由輸出狀�(tài)表的位狀�(tài)或數(shù)�(jù)寄存器的有關(guān)�(nèi)�,實�(xiàn)輸出控制,制表打印或�(shù)�(jù)通信等功��

  CPU從首地址開始按次序逐條掃描所有的寄存器地址,執(zhí)行用戶輸入的全部功能,直至用戶輸入程序結(jié)�。在掃描期間,對線圈�、斷狀�(tài)的邏輯設(shè)定,取決于輸入的用戶邏輯程序指令。這些線圈的狀�(tài)可以立即被下面的邏輯功能所用。在對邏輯的描結(jié)束后,CPU從輸入模塊讀入新的輸人狀�(tài),并把邏輯執(zhí)行中的新�(shù)�(jù)提供給輸出模��

  接著編程器服�(wù),即接受邏輯�/或來更改它的顯示。在編程器服�(wù)�,CPU對它的內(nèi)部硬件進行檢查,并使監(jiān)控定時器�(fù)�。它的作用是確保存貯器內(nèi)部線路故障不致引起CPU進行無限制循�(huán)�

  輸入強制I/O。當�(nèi)部檢查結(jié)束后,CPU回到掃描的開�,繼�(xù)�0000地址開始按順序掃描邏輯功能,這樣的循�(huán)掃描操作從CPU通電開始進行,直至斷電結(jié)��

  掃描操作也提供了一個固定的可定義的邏輯判定程序,按程序的次序來求解功能,一個功能的�(jié)果可以立即用于后繼邏輯中,消除了�(fù)雜邏輯的競爭問題�

  �、控制系�(tǒng)�(shè)�

  根據(jù)隔膜泵的控制要求,我們確定選用日本三菱公司的F1-40MR小型可編程序控制器該控制器總點數(shù)�40,其中輸人為24�,輸出為16�,適用于順序邏輯量控制。同時還有足夠的輔助繼電�。整機抗干擾能力�,工作環(huán)境要求低,一般場合均能使�,可靠性極�。F1-40MR為繼電器輸出,每只觸點容量為AC220V / 1.2A,壽�20萬次,并具有輸入/輸出相應(yīng)的LED顯示作自我診�

  控制系統(tǒng)流程見圖3. I/O配置接線�,PLC輸人單元的輸入定義號為X400-- X407, X500- X507,X410-X413, X510-X513,依次分配給泵的啟、仃控制按鈕,集液箱液位接近開關(guān),隔膜檢測電子開�(guān)及報�、消除控制按�。輸出定義號為Y430-- Y437, Y530-Y537,依次分配給隔膜泵、集液箱,備用泵等三個電磁閥,一個流量檢測,四對蜂嗚器和指示�。由于電磁閥功率較大,因此輸出部分采用JQX-10F小型繼電器過渡,以提高可排�。根�(jù)流程圖及系統(tǒng)配置的通道編號,很容易畫出梯形�,再按PLC語言編程�

原理

  氣動隔膜泵是以壓縮空氣為動力和按�1�1比率的設(shè)計而進行工作�。一個隔膜室的內(nèi)�(cè)將被交替地增壓而同時另一個隔膜室被排空。這會�(dǎo)致通過緊固在隔膜中�(以金屬板連接)的普通桿連接的隔膜產(chǎn)生擺��(因為一個隔膜在�(zhí)行排放沖程而另一個則在對�(yīng)的隔膜室中被拉動并執(zhí)行吸氣沖�)??諝鈮毫ψ饔糜诟裟さ恼麄€�(nèi)表面,同時液體從隔膜的對�(yīng)�(cè)排出。隔膜在排放沖程期間以平�(wěn)的狀�(tài)工作�  同時允許泵以超過200英尺(61�)水柱的輸送壓頭進行工作�

  為獲得最長的隔膜使用期,�(yīng)使隔膜泵盡可能靠近被泵輸送的液體。當正的吸入壓頭超過10英尺 (3�048�)的液體高度時,可能需要一個背壓式�(diào)節(jié)裝置,以限度地提高l輔膜的壽命。對隔膜室的交替式增壓和排空通過一個安裝在外部的液�4路閥芯式空氣分配閥來實現(xiàn)。當閥芯移動到閥體的一個端頭時,入口壓力作用于一個隔膜室,而另一個隔膜室則被排空。當當閥芯移動到閥體的另一端頭�,作用于隔膜室中的壓力相�??諝夥峙溟y的閥芯通過�(nèi)部的控制閥來移動,該控制閥輪流施壓于該空氣分配閥的閥芯的一個端�,而排空另一個端�。當隔膜板接觸到�(zhí)行器的柱塞時,控制閥會在隔膜沖程的每一端移動。然后該�(zhí)行器的柱塞就會將控制閥的閥芯的端頭推向啟動空氣分配閥的位�。隔膜室與帶有為每一個隔膜室配備的進水管和出水管止回閥的歧管相�,保持液體通過泵的單向流動�

安裝

  氣動隔膜泵安裝其實很簡單,最主要就是要細�,還有就是按照說明指定的慢慢安裝就可��

  吸入管的管徑不得小于泵入口端口徑,如輸送高粘度流體時,吸入管的管徑大于泵入口口�。入口端的吸入配管必須耐用,沒有皺�,才能夠�(chǎn)生高真空狀�(tài)。出口配管的管徑至少要與出口徑相�,或者稍微大些以降低摩擦損失。所有配管及接頭必須是密封不漏的,否則會降低泵的自吸能力�

  安裝:如若忽略安裝細節(jié),長期以來的細心策劃、研究及挑選將仍可能�(dǎo)致不佳泵送效果及影響泵的使用壽命�

  位置:噪音、安全及其他邏輯因素通常都對�(shè)備應(yīng)安裝的位置有要求。有沖突要求的并�(lián)安裝將可能導(dǎo)致使用區(qū)域的阻塞,影響到其他泵的安裝�

  使用:首�,泵的位置必須是便于使用�,這樣將便于維修人員進行日常檢查及調(diào)��

  供氣:每臺泵�(yīng)有一條通氣管,且通氣管應(yīng)能提供足以達到理想泵送流量的空氣�。氣壓按不同泵送需求而定,但勿超�7BAR。(125PSI�

  安裝高度:請充分考慮泵的自吸能力以避免自吸減少的問題�

  管路:直至考慮過每個可能發(fā)生管路問題的位置后才能最終決定泵位�

  安裝�(yīng)選擇在一個最短及最直進出口管路的連接�。應(yīng)盡量避免額外的彎管及管件�(shè)施。泵體應(yīng)能獨立支撐所有管�。而且,管路應(yīng)有序排列以避免給泵體管路裝置�(chǎn)生應(yīng)��

  可以安裝活動軟管以消除泵自然往返動作而產(chǎn)生的�(yīng)力。若要將泵體與一固定底座連接,在泵體及底座間的安置緩沖墊將有助減少泵體震��

  如果泵將用于泵送細致介�(zhì),則須確認所有的管道接頭必須是密封不外漏的,而且自吸的揚程須于泵的能力所及之�(nèi)�

  要停止泵在緊急情況下的運作,只需�(guān)上安裝在氣管上的“截止”閥門。一個適�?shù)墓δ荛y將終止泵的供�,從而阻止輸�。“截止”閥門�(yīng)安裝在離泵不遠的地方以便�(yīng)付緊急情��

故障排除

  1.拆卸氣動隔膜泵之前,將左右邊的氣室及液室分別標上記號以助于后續(xù)的再組裝動作�

  2.使用扳手將連接出口管與液室的小卡箍松開,拆除出口管即可看到閥球和閥�,拿出球和座并檢查泵的其他備件有磨損、化�(xué)腐蝕、裂痕等�(xiàn)象�

  3.使用扳手將連接進口管與液室的小卡箍松開,拆除出口管即可看到閥球和閥座,拿出球和座并檢查泵的其他備件有磨�、化�(xué)腐蝕、裂痕等�(xiàn)象�

  4.使用扳手將液室和泵的中間體分開,拆除液室即可看到膜片及膜片夾板�

  5.使用工具或扳手固定膜片外夾板左右邊�,將隔膜裝置與中間體分開。然后順時針旋轉(zhuǎn)松開隔膜裝置。移出膜片外夾板�,將軸從中間體取��

  6.使用夾鉗(加墊木板)將軸與膜片裝置分開,檢查軸、夾�、膜片是否損壞和腐蝕�(xiàn)��

  7.安裝從步驟6到步�

  泵有動作,但是流量小或完全沒有液體流出:

  1.檢查泵的氣穴現(xiàn)�,降低泵的速度讓液體進入液室�

  2.檢查閥球是否卡�。如果操作液體與泵的彈性體不相容,彈性體會有膨脹的現(xiàn)象發(fā)�。請更換適當材質(zhì)的彈性體�

  3.檢查泵入口的接頭是否完全鎖緊不�,尤其是入口端閥球附近的卡箍需鎖緊�

  泵的空氣閥結(jié)冰:

  檢查壓縮空氣含水量是否過�,安裝空氣干燥設(shè)�

  泵的出口有氣泡產(chǎn)生:

  檢查膜片是否破裂,檢查卡箍是否鎖�,尤其是入口管卡��

  �(chǎn)品自空氣排放口流出:

  檢查膜片是否破裂,檢查膜片及�(nèi)外夾板在軸上是否夾緊

  閥發(fā)出嘎嘎聲:增加出口或入口揚程�

  泵拆卸及再組裝指南:

  警告:在修泵之前,需先將空氣來源配管從泵拆除,并且將泵中的空氣壓力排放掉。拆除所有連接泵的出入口的管線,然后將泵內(nèi)的流體排放到適當?shù)娜萜鲀?nèi)。戴防護�、眼�、手�

  泵沒有動作或運作很慢�

  1.檢查空氣入口端的濾�(wǎng)或空氣過濾裝置是否有雜質(zhì)�

  2.檢查空氣閥是否卡住,用清潔液清洗空氣閥�

  3.檢查空氣閥是否磨損,必要時更換新的零件�

  4.檢查中心體的密封零件狀�,如果嚴重磨�,則無法達到密封效果,而且空氣會從空氣出口端排�。由于其特別�(gòu)造,請只使用GLYD��

  5.檢查空氣閥中的活塞活動是否正常�

  6.檢查潤滑油的種�。添加的潤滑油如果高于建議用油的粘度,則活塞可能卡住或運作不正常。建議使用輕薄及抗凍的潤滑油。(ISO等級15/5WT的抗凍油�

改進方�

  氣動隔膜泵可以輸送高粘度、大顆粒介質(zhì),可輸送易�、易爆介�(zhì),具有自吸能�,還可置于介�(zhì)�(nèi)運行。該型泵沒有軸封,無泄漏。另�,其制造成本低,具有離心泵、螺桿泵、轉(zhuǎn)子泵等型泵無法比擬的�(yōu)點。但�,該型泵由于是靠隔膜不斷往�(fù)運動來達到輸液目的,而隔膜往往是非金屬材料制成,如橡膠、聚四氟乙烯,非金屬的疲勞壽命往往很短,現(xiàn)在國外氣動隔膜泵的疲勞壽命次�(shù)一般在2000萬次左右,的也不�5000萬次。而國�(nèi)氣動隔膜泵的疲勞壽命次數(shù)一般在300萬次以下,正是此原因,大大影響國�(nèi)氣動隔膜泵的廣泛使用�

  1、隔膜改�

  根據(jù)市場的需�,我廠于98年開�(fā)了氣動隔膜泵系列�(chǎn)�,個規(guī)格是40口徑,參照國外樣機設(shè)計后,泵運行動作正常,但是經(jīng)過多次實�,隔膜耐疲勞不超過200萬次,于是進行隔膜攻關(guān)。首�,因為隔膜在泵內(nèi)以很快的速度進行往�(fù)運動,特別是氣體壓力�0. 7MPa�,往�(fù)次數(shù)�145次每分鐘,一般實際使用時,往�(fù)次數(shù)�30 } 60次每分鐘左右。要提高隔膜的疲勞壽命,必需限度地減少隔膜的�(yīng)力集�,于是從隔膜的外形著�,只要不影響隔膜安裝,將波形隔膜的波形半徑盡量加大,所有過渡圓角也盡量加大。其次,從隔膜的材料進行攻關(guān),橡膠原料采用進口膠,簾子布采用特殊型�,硫化工藝進行嚴格控制,每道工序進行嚴格把關(guān),制造了10件樣品�

  2、隔膜壓蓋的改�

  對隔膜破裂的原因進行分析,發(fā)�(xiàn)都是在隔膜壓蓋接觸位置破�,而且空氣腔發(fā)�(xiàn)許多粉末,說明造成隔膜破裂的主要原因是因為隔膜壓蓋對隔膜壓得太�,以及壓蓋不斷與隔膜碰撞和磨擦所致,于是決定改進壓蓋和隔膜(壓蓋與隔膜改進前的裝配如�2所�)。首�,壓蓋加大且一個是平的,另一個是圓弧�,使隔膜運動時與壓蓋的接觸始終是沿著圓弧壓蓋的圓弧邊成一條線接觸.

使用范圍

  1.泵吸花生�、泡菜、土豆泥、小紅腸、果�、蘋果醬、巧克力��

  2.泵吸油漆、樹�、顏��

  3.粘合劑和膠水、全部種類可用泵吸取�

  4.各種�、瓷、磚器及陶器釉漿�

  5.油井鉆好�,用泵吸沉積物及灌漿�

  6.泵吸各種乳劑和填料�

  7.泵吸各種污水�

  8.用泵為油輪,駁船清倉吸取倉內(nèi)污水�

  9.啤酒花及�(fā)酵粉稀�、糖�、糖蜜�

  10.泵吸礦井、坑�、隧�、選礦、礦渣中的積水。泵吸水泥灌漿及灰漿�

  11.各種橡膠��

  12.各種磨料、腐蝕劑、石油及泥漿、清洗油垢及一般容��

  13.各種劇毒、易�、易揮發(fā)液體�

  14.各種強酸、強�、強腐蝕液體�

  15.各種高溫液體可�150��

  16.作為各種固液體分離設(shè)備的前級送壓裝置

維庫電子�,電子知�,一查百��

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