由塑料材料制造的气动隔膜泵:密封、柔韧、耐化学腐蚀

作者:张蓉 文章来源:本站原创 发布时间:2010-07-02

借助于耐化学腐蚀性和结构设计上的优点,塑料材料制造的弗尔德气动隔膜泵也能够输送重要的化工介质,例如盐酸或者树脂。

无论是酸、碱或者是化学稀释剂,由塑料材料制造的气动隔膜泵能够安全可靠地泵送这些危险的、喷射气体的或者是腐蚀性的液体介质。

在化学工业企业中,挤出泵属于最常见的泵产品,气动隔膜泵也是其中之一。与其他类型的挤出泵相比,气动隔膜泵有着自己独特的优点。例如它可以无油运行而不会使自己受到损坏,也可以通过空气压力的调节实现从零到最大泵送流量的调整。另外,气动隔膜泵具有很好的自我保护性能,在没有压缩空气输入时它会立刻停止工作,从而保证了气动隔膜泵不会因压力过载而损坏。

还有一个非常重要的优点:气动隔膜泵不仅可以用金属材料制造,而且可以用塑料材料制造。利用聚合物材料制造的气动隔膜泵又有着与众不同的优点:塑料一般都具有较低的比重,隔热、绝缘和阻热性能好。另外,它有着良好的耐腐蚀性能,并且方便生产制造。

制作气动隔膜泵使用的塑料材料主要是聚丙烯PP、聚乙烯PE、PTFE、聚偏氟乙烯PDVF和乙缩醛。PP和PE是热塑性塑料,在受热时会软化,能够发生变形,但它的分子结构保持不变。它们以很好的耐化学腐蚀性能而著称,从而有着多种多样的使用可能性。

有着更好耐化学性能的塑料材料是聚四氟乙烯PTFE,其商品名称特氟龙(Teflon)在市场上已享有盛誉。其良好的耐化学腐蚀性能使得PTFE能够在许多高要求的应用场合中使用,尤其是在耐受腐蚀性的化学试剂方面。对PTFE材料使用的惟一限制是含有研磨成分的介质。

聚偏氟乙烯PVDF,市场中的商品名称为Kynar,它以良好的耐化学腐蚀性能而著称,尤其是抵抗酸、中性碱。但它仅适合于在抵抗强碱、酮和酯等化学介质中使用。其他的特性为使用寿命长,耐磨性能好等。

乙缩醛,著名的商品名称是POM聚甲醛,是一种热塑性塑料,具有很好的耐有机酸和化学试剂的性能。乙缩醛树脂属于最强的、最稳定的热塑性塑料,以其很长的使用寿命、很低的吸湿敏感性和很好的电气性能而著称。

不仅仅是被泵送介质,泵送量的多少和泵送压力的大小对泵也提出了更高的要求,而且流程工艺本身也对泵的材料提出了一定的要求和材料使用的前提条件。在生产流程的环保框架内,密封性以及与密封有关的连接件泄露问题、避免危险物质外溢的问题显得越来越重要。在这样的相互关系中,德国引进了TA-Luft空气质量控制技术规范。这一技术规范主要是用于防止液体介质中有害气体的溢出。在输送液体介质时,不允许出现能够溢出气体的液态物质泄露出来,因此也要求泵是绝无泄露的。

气动隔膜泵的一个最大优点就是无密封件的结构设计。由于这种没有密封件的泵在工作时没有泄露,因此能够毫无问题的满足TA-Luft技术规范的要求。欧盟的其他国家也先后引进了TA-Luft空气质量控制技术规范。

塑料由于其很高的表面阻抗(在1012Ω和1017Ω之间)经常用作绝缘材料,但这些特性也会导致带来静电。因此,由塑料材料制造的弗尔德气动隔膜泵也可作为具有导电性能的泵类型来供货。其外壳使用的是具有导电性能的PP/Acental材料,连接在具有导电性能的零件上。当这种泵在中部接地时,就可以在Atex易燃易爆危险场合中使用。

基于这些材料的特殊性能和泵结构设计所带来的优点,由塑料材料制造的气动隔膜泵能够在各种不同的应用场合中安全、可靠的工作,在多种使用条件下都能够胜任。

气动隔膜泵的结构和功能

由于被泵送的介质直接与泵壳相互接触,因此气动隔膜泵的材料是结构设计的重要因素。隔膜泵的泵壳,可用不锈钢、铝合金、灰铸铁、聚丙烯PP、聚乙烯PE、PTFE、聚偏氟乙烯PDVF和乙缩醛材料来制造。气动隔膜泵的内部主要有三个重要件:阀、隔膜、空气控制阀。


图1 弗尔德气动隔膜泵的剖面图。

其中的阀由一个环形的阀座和一个位于阀座上的锥体组成。锥形阀体的直径比阀座要大,因此可以很好地封闭阀的通道。

隔膜的运动就是泵送运动的过程。经一根轴将隔膜连接起来,使它们能够始终同步运动。它也对隔膜腔进行密封,并且能够避免空气控制阀与被泵送介质相互接触。

空气控制阀主导着进入的空气进入合适的隔膜腔中。在研发设计这种空气控制阀时,避免死角是非常重要。它保证了泵送介质不出现可导致隔膜泵失效的介质流中断。

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