柱塞泵外殼用什麼鑄造

A. 鋁合金壓鑄件表面處理有哪些方法如何選擇

鋁合金壓鑄件表面處理分為前處理和後處理，前處理是為了去除表面氧化皮、油污，增加後處理附著力及改善外觀效果。鋁合金壓鑄件表面前處理最常用的有拋丸、噴砂和磷化3種，後處理一般使用噴塗、氧化、電鍍、電泳4種。其他的表面處理方法因成本的原因，只應用於有特殊要求的產品上。
從成本方面進行選擇，前處理依次為拋丸→噴砂→磷化→拋光，噴塗→電泳→氧化→電鍍。磷化後只能進行噴塗、電泳，不能再做氧化、電鍍處理。
從裝飾和防腐蝕方面進行選擇，前處理依次為拋光→磷化→噴砂→拋丸，氧化→電鍍→噴塗→電泳。
汽車發動機殼體一般採用拋丸→噴塗處理。

表面前處理方法
1、手工處理：
如刮刀、鋼絲刷或砂輪等。用手工可以除去工件表面的銹跡和氧化皮，但手工處理勞
動強度大、生產效率低，質量差，清理不徹底。

2、化學處理：
主要是利用酸鹼性或鹼性溶液與工件表面的氧化物及油污發生化學反應，使其溶解在酸性或鹼性的溶液中，以達到去除工件表面銹跡氧化皮及油污，再利用尼龍製成的毛刷輥或
304#不銹鋼絲（耐酸鹼溶液製成的鋼絲刷輥清掃干凈便可達到目的。化學處理適應於對薄板件清理，但缺點是：若時間控制不當，即使加緩蝕劑，也能使鋼材產生過蝕現象，對於較復雜的結構件和有孔的零件，經酸性溶液酸洗後，浸入縫隙或孔穴中的余酸難以徹底清除，若處理不當，將成為工件以後腐蝕的隱患，且化學物易揮發，成本高，處理後的化學排放工作難度大，若處理不當，將對環境造成嚴重的污染。隨著人們環保意識的提高，此種處理方法正被機械處理法取代。

3、機械處理法：
主要包括鋼絲刷輥拉絲法，機械拋光法、噴丸法。
a、鋼絲刷輥拋光法也就是刷輥在電機的帶動下，刷輥以與軋件運動相反的方向在板帶的上下表面高速旋轉刷去氧化皮。刷掉的氧化皮採用封閉循環冷卻水沖洗系統沖掉。
b、 機械拋光是靠切削、材料表麵塑性變形去掉被拋光後的凸部而得到平滑面的拋光方法，一般使用油石條、羊毛輪、砂紙等，以手工操作為主，特殊零件如回轉體表面，可使用轉台等輔助工具，表面質量要求高的可採用超精研拋的方法。超精研拋是採用特製的磨具，在含有磨料的研拋液中，緊壓在工件被加工表面上，作高速旋轉運動。利用該技術可以達到Ra0.008μm的表面粗糙度。
c、噴丸分為拋丸和噴砂：
用鋼丸或砂粒進行表面處理，打擊力大，清理效果明顯。但拋丸對薄板工件的處理，容易使工件變形，且鋼丸打擊到工件表面（無論拋丸或噴丸）使金屬基材產生變形，由於Fe304和FE203沒有塑性，破碎後剝離，而油膜與其材一同變形，所以對帶有油污的工件，拋丸、噴砂無法徹底清除油污。在現有的工件表面處理方法中，清理效果最佳的還數噴砂清理。噴砂適用於工件表面要求較高的清理。噴砂過程中產生大量的矽塵無法清除，嚴重影響操作工人的健康並污染環境。

根據使用的方法不同，可將表面後處理技術分為下述種類。
一、電化學方法
這種方法是利用電極反應，在工件表面形成鍍層。其中主要的方法是：

1、電鍍
在電解質溶液中，工件為陰極，在外電流作用下，使其表面形成鍍層的過程，稱為電

鍍。鍍層可為金屬、合金、半導體或含各類固體微粒，如鍍銅、鍍鎳等。

2、氧化
在電解質溶液中，工件為陽極，在外電流作用下，使其表面形成氧化膜層的過程，稱
為陽極氧化，鋁合金錶面形成三氧化二鋁膜。

3、電泳
工件作為一個電極放入導電的水溶性或水乳化的塗料中，與塗料中另一電極構成解電路。在電場作用下，塗料溶液中已離解成帶電的樹脂離子，陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動。這些帶電荷的樹脂離子，連同被吸附的顏料粒子一起電泳到工件表面，形成塗層，這一過程稱為電泳。

二、化學方法
這種方法是無電流作用，利用化學物質相互作用，在工件表面形成鍍覆層。其中主要的方法是：
1、化學轉化膜處理
在電解質溶液中，金屬工件在無外電流作用，由溶液中化學物質與工件相互作用從而
在其表面形成鍍層的過程，稱為化學轉化膜處理。如金屬表面的發藍、磷化、鈍化、鉻鹽處理等。

2、化學鍍
在電解質溶液中，工件表面經催化處理，無外電流作用，在溶液中由於化學物質的還
原作用，將某些物質沉積於工件表面而形成鍍層的過程，稱為化學鍍，如化學鍍鎳、化學鍍銅等。

三、熱加工方法
這種方法是在高溫條件下令材料熔融或熱擴散，在工件表面形成塗層。其主要方法是：
1、熱浸鍍
金屬工件放入熔融金屬中，令其表面形成塗層的過程，稱為熱浸鍍，如熱鍍鋅、熱鍍鋁等。
2、熱噴塗
將熔融金屬霧化，噴塗於工件表面，形成塗層的過程，稱為熱噴塗，如熱噴塗鋅、熱
噴塗陶瓷等。
3、熱燙印
將金屬箔加溫、加壓覆蓋於工件表面上，形成塗覆層的過程，稱為熱燙印，如熱燙印銅箔等。
4、化學熱處理
工件與化學物質接觸、加熱，在高溫態下令某種元素進入工件表面的過程，稱為化學熱處理，如滲氮、滲碳等。
5、堆焊
以焊接方式，令熔敷金屬堆集於工件表面而形成焊層的過程，稱為堆焊，如堆焊耐磨合金等。

四、真空法
這種方法是在高真空狀態下令材料氣化或離子化沉積於工件表面而形成鍍層的過程。
其主要方法是。
1、物理氣相沉積（PVD）在真空條件下，將金屬氣化成原子或分子，或者使其離子化成離子，直接沉積到工件表面，形成塗層的過程，稱為物理氣相沉積，其沉積粒子束來源於非化學因素，如蒸發鍍濺射鍍、離子鍍等。
2、離子注入
高電壓下將不同離子注入工件表面令其表面改性的過程，稱為離子注入，如注硼等。
3、化學氣相沉積（CVD）低壓（有時也在常壓）下，氣態物質在工件表面因化學反應而生成固態沉積層的過程，稱為化學氣相鍍，如氣相沉積氧化硅、氮化硅等。

五、噴塗
噴塗通過噴槍或碟式霧化器，藉助於壓力或離心力，分散成均勻而微細的霧滴，施塗於被塗物表面的塗裝方法。可分為空氣噴塗、無空氣噴塗、靜電噴塗。
1、空氣噴塗

空氣噴塗是目前油漆塗裝施工中採用得比較廣泛的一種塗飾工藝。空氣噴塗是利用壓縮空氣的氣流，流過噴槍噴嘴孔形成負壓，負壓使漆料從吸管吸入，經噴嘴噴出，形成漆霧，漆霧噴射到被塗飾零部件表面上形成均勻的漆膜。
2、無空氣噴塗
無空氣噴塗是利用柱塞泵、隔膜泵等形式的增壓泵將液體狀的塗料增壓，然後經高壓軟管輸送至無氣噴槍，最後在無氣噴嘴處釋放液壓、瞬時霧化後噴向被塗物表面，形成塗膜層。由於塗料里不含有空氣，所以被稱為無空氣噴塗，簡稱無氣噴塗。
3、靜電噴塗
靜電噴塗是利用高壓靜電電場使帶負電的塗料微粒沿著電場相反的方向定向運動，並將塗料微粒吸附在工件表面的一種噴塗方法。

B. 　泥漿輸送設備

在非金屬礦產加工生產中，物料的濕法細磨、分級、壓濾脫水等許多地方都要用泥漿輸送設備。對於各種不同的用途，泥漿輸送設備有離心式和容積式兩種。前者如葉輪式泥漿泵、砂泵；後者如往復式隔膜泵、螺桿泵等。

一、離心式泥漿泵

（一）離心式泥漿泵的工作原理

離心式泥漿泵又名砂泵，其結構與離心式水泵相似，如圖6-7所示。

圖6-7離心式泥漿泵

1-聯軸器；2-主軸；3-軸承座；4-軸承；5-填料壓蓋；6-軸套；7-水封填料箱；8-平衡盤；9-後襯套；10-葉輪；11-前襯套；12-前殼體；13-後殼體；14-機座

在泥漿泵的殼體內有一個葉輪10，被安裝在直接與電動機軸相聯或為傳動裝置帶動的旋轉主軸上。葉輪上有數片均勻分布的形狀特殊的葉片，在葉片間形成了泥漿的通道。泵殼為螺旋形蝸殼。泥漿進口管安於殼體的軸心處，泥漿出口管裝在殼體的切線方向上。

當葉輪隨主軸高速旋轉時，殼體內泥漿受葉片的推動，跟隨旋轉，產生了很大的離心力，這種離心力所具有的壓強，即為葉輪處泥漿的動壓頭。當泥漿流到殼體出口處時，流道擴大流速降低，於是部分動壓頭轉化為靜壓頭，當此壓頭高於泵外系統的壓頭時，泥漿就被排出泵外。

隨著泵內泥漿的排出，葉輪中部逐漸降為負壓，於是機外的泥漿被吸入，砂泵就是這樣把泥漿不斷地吸入和排出，進行著輸送工作。

由離心泵的工作原理可見，泵的壓頭是隨著葉輪直徑和轉速的增加而增大的，但受到泵用材料強度、製造精度、耗用功率等方面的影響，離心泵葉輪直徑不宜過大，轉速不宜過高，因此，離心式泥漿泵的壓力不能很高，單級泵的壓力，一般不超過0.2MPa。

（二）主要結構部件和特點

1.葉輪

葉輪10是直接作用於泥漿的部件，要求它有足夠的強度和耐磨性。它選用耐磨材料製造，如灰口鑄鐵、高硅鑄鐵、鎳鉻鑄鐵、鑄鋼、鈦合金、天然橡膠和合成橡膠等。一般採用開式和半開式葉輪，為加強葉片的剛性和強度，也可採用閉式葉輪。葉輪內的流道寬大平滑，葉片短厚而片少（2～4片）。

在葉輪前後蓋板上還制有徑向或旋轉方向凸出的付葉片，用於防止固體顆粒進入軸封裝置。

在葉輪的後蓋板上應開4～6個小孔，使葉輪後方與吸入口處的壓力盡量一致，以達到平衡軸向力的目的。這種開平衡孔辦法簡單易行，但會引起泥漿迴流，泵送效率降低，同時仍有10%～25%的軸向力得不到平衡。採用安裝盤8的辦法，可進一步平衡軸向力。

2.殼體

離心式泥漿泵的殼體，內部曲線平滑，流道寬大，殼體內密封環（圖6-7中密封環已與前襯套整體製造）與葉輪進口處外緣的間隙較大。一般把殼體做成剖分式結構，即分成前殼體12和後殼體13，以便於清洗和處理阻塞事故。裝配時，殼體的中心線與葉輪旋轉中心線重合。在殼體內表面，還分別襯有前殼護板襯套11和後殼護板襯套9，這些橡膠質的護板襯套有較好的耐磨性，容易更換，對殼體起保護作用。

殼體內環形通道截面的變化較小，外形近似圓盤形，泵送的效率較低。

為了保證泥漿泵在整個使用期間不因部件的磨損而降低送漿效率，可裝設葉輪與殼體間隙的調整機構。

為了在泵的使用過程中及時清除堵塞物，應在殼體的適當位置開設檢修孔。在剖分式殼體上採用搖臂連接方式，有利於快速裝拆。

3.主軸與軸承

主軸使用碳素鋼等材料製成，有足夠剛性和強度。如在它的軸封部位上加裝耐磨材料製成的軸套，則可提高其使用壽命。主軸一端通過法蘭式撓性聯軸器1與電機轉軸相聯，主軸的另一端裝著葉輪10。整個主軸用軸承4安裝在泥漿泵的機座14上。

因為離心泵工作時有軸向力存在，所以安裝主軸的軸承應選用止推滾動軸承。如果軸向力不大或泵的功率較少，也可以選用徑向滾動軸承或巴氏合金襯里的滑動軸承。

4.軸封裝置

在旋轉主軸與固定殼體的交接處，必須有軸封裝置，它對泵的使用情況和泵送效率有很大的影響，多數採用簡單的壓蓋填料箱軸封裝置。帶水封環的填料箱結構效果較好。

填料箱安裝在殼體上，或與殼體整體製造。填料又稱盤根，是一種用浸透潤滑油脂的棉麻纖維或合成纖維製成的軟填料，或是在纖維中加入軟金屬的半金屬填料，或在纖維中混入石墨、石棉等製成填料。軸封的嚴密性用松緊填料壓蓋的方法來保證。壓蓋常用青銅等耐磨材料製成。在水封環中注入干凈的水，使填料箱得到經常的沖洗，這樣即使有固體顆粒進入填料箱，也會被及時排出，以延長填料壽命，避免主軸表面的磨損。

（三）離心式泥漿泵的使用

1.這種泵是依靠葉輪帶動泥漿旋轉，使其產生離心力來工作的，泥漿在離心力作用下所產生的壓力為

非金屬礦產加工機械設備

式中ρ——泥漿密度（g/cm³）；

ω——泥漿旋轉角速度（rad）；

r——泥漿旋轉半徑（m）。

可見，離心力所產生的壓力與該流體的密度成正比。如果泥漿中含有較多空氣，那末泵送這種泥漿時所產生的壓力就很小，甚至難以送出去，這就是「氣縛」現象。所以在開泵以前，泵內和吸入管內必須充滿泥漿，排除空氣。也可將泵體置於受吸液面之下，讓泥漿自己流入泵內，免去了「灌泵」操作。

2.保證有良好的軸封，防止空氣漏入泵體，調緊填料壓蓋可加強軸封的嚴密性。但調得過緊，會因填料與主軸摩擦阻力急劇增大而使主軸無法轉動。

3.安裝吸入管時應盡量少用彎管和接頭，以免影響吸入高度，管道介面處要嚴密無縫，不能漏氣，可用肥皂水作泄漏試驗。吸入管上不能產生有留氣體的「氣袋」。

4.根據離心泵的特性曲線，泥漿輸送量可用出漿管道上的閥門進行調節。

5.離心式泥漿泵是一種高速轉動的機械，主軸可以與電機軸直聯，但須注意兩軸對中整個設備應在同一基礎，不與其它基礎相連，以免發生共振。

6.配管（吸入管，輸漿管）應有其它構件支撐，避免殼體荷載過重。

（四）主要性能

現在我國此類泵產品有PN型泥漿泵，用來輸送最大濃度按重量計不超過50%～60%濃度的泥漿或含砂漿；PS型砂泵，輸送含固體物質按重量計不超過65%的含砂量或污濁液體。它們的規格、性能見表6-7、表6-8，性能曲線見圖6-8、圖6-9。

二、往復隔膜式泥漿泵

往復隔膜泥漿泵簡稱隔膜泵。

普通結構的隔膜泵能輸出壓力為0.8～1.2MPa的流體，在非金屬礦產加工生產中常用隔膜泵為壓濾機供漿。一般泵送的壓力越高，過濾效率越高，榨取的泥料含水率越低。我國能製造輸送壓力為2MPa以上的隔膜泵。

（一）隔膜泵的結構

表6-7PN型泥漿泵規格性能（摘）

註：1、2、3、4為出口徑毫米數被25除所得整數值；P為雜質泵；N為泥漿泵。

表6-8PS型砂泵性能（摘）

註：

、4為出口徑毫米數被25除所得整數值；P為雜質泵；S為砂泵。

圖6-82PN型泥漿泵性能曲線圖

非金屬礦產加工機械設備

按缸體數目不同，隔膜泵有單缸泵、雙缸泵和多缸泵。雙缸泵比單缸泵的生產能力大，輸漿的速度和壓力較均勻，因此，電機的負荷也較均勻。多缸泵的性能則更好，如相位差為120。的三缸泵，其瞬間最小流量約為平均流量的87%，瞬時最大流量為平均流量的106%。但多缸泵結構比較復雜，造價較高。目前使用最廣泛的是雙缸隔膜泵，它的結構如圖6-10所示。

雙缸泵實質上是由二個單缸泵組合的，把二個泵送系統對稱地安裝在機架兩側，共用電動機、機械傳動機構、進漿管道和出料管道。所以只要剖析其中一個泵送系統就可以了。

它的結構部件主要有機架、機械傳動系統、柱塞和柱塞缸、隔膜和隔膜室、閥門和閥門室、空氣室、壓力調節器等。

1.機架

它是安裝和支承機械傳動系統和泥漿輸送系統的構件，用鑄鐵或鑄鋼整體鑄造而成，在其裝配面上需經機械加工。也可用鋼板焊接而成或用裝配式結構。機架的形狀有立式喇叭狀（圖6-10）和立式四稜柱狀兩種。通過地腳螺絲安裝在混凝土基礎上，要求機架的製造在保證有足夠的剛性和強度前提下，減輕重量，節約材料，縮小外形尺寸。

圖6-10雙缸隔膜泵

1-曲柄；2-連桿；3-柱塞；4-壓蓋；5-填料；6-管道；7-柱塞缸；8-隔膜室；9-隔膜；10-進漿閥；11-閥門室；12-出漿閥；13-管道；14-空氣室；15-出漿管；16-電動機；17、18-螺栓；19-貯油筒；20-保險閥；21-輸油閥

2.機械傳動系統

隔膜泵的送液作用，首先是由於泵體上柱塞3往復運動而獲得。根據機械運動原理，柱塞在曲柄連桿機構帶動下作往復運動時，往復的頻率，或者說曲柄軸的轉速是受到一定限制的。為不使這種往復運動產生過大的慣性沖擊力，在負荷較大的情況下，通常要求曲柄軸的轉速小於60r/min。所以隔膜泵的傳動系統，在傳遞動力的同時還必須有一定的減速比。

隔膜泵上的機械傳動系統有減速器傳動和皮帶傳動兩種形式。圖6-10所示為減速器傳動。電動機與減速器都安裝在泵體的機架上。電動機16的主軸與減速器輸入軸相聯。減速器的輸出軸上安裝著曲柄1，當曲柄旋轉時，連桿2和柱塞3作上下往復運動。這種形式使整個設備結構緊湊，外形美觀；皮帶傳動機構，是電動機經二級皮帶輪傳動使曲柄旋轉的機構，撓性皮帶對設備有一定的保險作用，直徑與重量較大的皮帶輪有飛輪作用，使電機負荷比較均勻，且具有加工比較容易等優點。其缺點是設備笨重，外形尺寸和佔地面積較大。

3.柱塞和柱塞缸

圓柱形的柱塞3是一條鋼柱（鑄鐵空心件），它可以在柱塞缸7內作上下往復運動，柱塞與柱塞缸的接觸表面，按配合要求作了很好的精加工。為加強它們之間配合緊密度，在柱塞缸的上部安裝有壓蓋填料箱式密封裝置，調節緊固螺柱，可使壓蓋4壓緊填料5，增加缸內密封性。柱塞缸下部稍有擴大，內貯液壓油，一側有孔徑管道6與壓力調節器的貯油筒19底部相通，另一側有孔與隔膜室8的右半室相通。

4.隔膜和隔膜室

隔膜室8中的隔膜9是這種往復式泥漿泵的特有部件。隔膜通常是一塊厚10～25mm的圓形橡皮。有很好的強度和柔軟性，耐熱、耐油。選用Ⅰ-1組低硬度耐油橡膠比較適宜，它的拉斷力不小於8MPa，拉斷伸長率不小於350%，拉斷永久變形不大於30%。隔膜把隔膜室分成左右兩室，右室徑孔板通柱塞缸，左室徑孔板通閥門室11。所以，隔膜把機械活動部分與泥漿輸送部分隔離開來，使隔膜泵具有耐磨、使用壽命長、容易清洗、不易堵塞等優點。

5.閥門和閥門室

在閥門室11中有進漿閥10和出漿閥12。進漿閥下方與進漿管道相連；出漿閥上方與出漿管道13及空氣室14相連，對閥門的要求是：①閥的流通面積較大，對液流的阻力較小；②閥的閉啟靈活自如。關閉時，閥體與閥座之間的接觸嚴密無泄漏，開啟時，閥體離閥座的距離適當，容易復位；③閥體本身重量恰當，當依靠其自重落在閥座上時，沖擊力小。同時，不會輕易離位，閥門閉合良好；④閥的強度、剛性耐磨性好，在承受相當大壓力時，不會變形和破壞。在受泥漿多次沖擊後，仍能保持原形；⑤進漿閥和出漿閥可以互換。

目前常用的有球形閥和平板閥兩種，它們都是單向閥。依靠液壓向上頂開，依靠自重落下復位。有些泵在閥座上方的閥門室里，裝有擋蓋，用以限制閥體離座的距離。為檢修、安裝、清洗的方便，閥門室上開有檢修孔，平時用蓋板封閉著。

6.空氣室

空氣室是一個圓球形（或圓柱形等）的中空殼體，內部充填著一定壓力（一般為大氣壓）的空氣。空氣室底部與閥門室和出漿管相通，空氣室頂部裝有指示輸漿壓力的壓力表。

由於柱塞在整個沖程中的往復運動是變速運動，所以隔膜泵送漿的瞬時壓力與流量會隨著時間有相應的起伏變化。這種不均勻的脈動輸液情況，說明液體在通過泵體和配管時有加速度存在。由加速度所產生的阻抗，會增加泵用電機的消耗功率，並引起液流沖擊，加劇管道磨損，縮短設備使用壽命，還使泵體和配管產生振動，發生噪音。為了緩和這種脈動情況，採取了一些措施，如將單缸泵改為雙缸泵或多缸泵，安裝彈簧式緩沖裝置等，設置空氣室則是一種最簡單而有效的辦法。

在泵的排出沖程、出漿管道中壓力增大時，封閉在空氣室中的空氣被壓縮，吸收部分壓力能，貯存部分液體，使管道內的壓力和流量不會上升得太高；在管道中壓力逐步降低時，被壓縮的氣體膨脹，釋放出壓力能。貯存的液體補充到管道的液流中，使出漿管道內的壓力和流量不會迅速減少。所以，空氣室好似電路中的濾波器一樣，對管道中的液流起到了緩沖脈動作用。

由於泵的脈動輸液情況，使壓力表指針時常擺動較大，影響壓力表使用壽命。為了保護壓力表，可安裝壓力表開關，只在讀示壓力時才將開關打開。壓力表與空氣室的連接管最好選用螺旋管，以免操作不慎時泥漿直接噴入表中，影響精度。

7.壓力調節器

壓力調節器由貯油筒19（圖6-10）、保險閥20和輸油閥21等組成。貯油筒內裝滿與柱塞缸中同樣的液壓油，它的底部經管道6與柱塞缸7相通。保險閥20被壓力彈簧壓在閥座上，壓力大小可由螺旋18調節。輸油閥被拉力彈簧拉緊在閥座上，拉力大小由螺旋17調節。

隔膜泵的壓力調節過程是這樣進行的：當柱塞3向上運動時，柱塞缸內壓力降低，形成負壓，在外界大氣壓與缸內壓力差值大到足以克服拉力彈簧的拉力時，輸油閥21便向下打開，貯油筒內的油液經管道6流入柱塞缸，於是缸內壓力不再下降；當柱塞3向下運動時，缸內壓力增加，形成正壓，當正壓值大到足以克服壓力彈簧的壓力時，保險閥20便被頂開，缸中的油液經管道6排向貯油筒，柱塞缸內壓力不再增加。而柱塞缸內的壓力是通過隔膜傳遞給閥門室中泥漿的，缸內壓力大小反映了隔膜泵輸液壓力的大小。所以，只要調節壓力彈簧的壓力，就可控制泵送泥漿的壓力。

由上述情況可見，壓力調節器既有調壓、保險作用，又有輸油、補油作用。

拉力彈簧的正常拉力值按下述步驟調節：

先讓柱塞處於沖程的中間位置，在柱塞缸及與缸相通的隔膜室右半部、管道和貯油筒中充滿油液，關閉保險閥和輸油閥。然後開動電機使柱塞向上運動，並調節輸油閥上拉力彈簧的拉力，使柱塞向上運動到極限位置時，輸油閥正好仍未打開。這樣在以後運轉中，若因泄漏等情況造成缸內油量減少而出現更大負壓時，輸油閥就會打開，向缸中補油，避免缸內壓力過低，使隔膜向油缸一側過分的彎曲變形。

壓力彈簧的正常壓力應以隔膜泵輸液的額定最高壓力為標准，或以輸液系統所需最高壓力為標准進行調節。

隔膜泵的實際輸液壓力是隨負載的阻力而變化的，負載（例如壓濾機）的阻力越大，它的輸液壓力也越大。在理論上，可以提供無限大的壓力，可是實際上要受隔膜材料、泵體結構和泵用功率等多種因素的限制。所以，應把壓力彈簧的壓力調節到柱塞排液沖程時出漿管道壓力（有壓力表顯示）達到規定數值時，柱塞缸內的液壓油正好沖開保險閥、排向貯油筒。這樣就可防止泵體因出現壓力過高而損壞的情況，同時也保證輸送的泥漿能達到一定的壓力要求。

（二）隔膜泵工作原理

電動機經過機械傳動曲柄連桿機構，使柱塞上下往復運動。在柱塞上升時，柱塞缸容積增大，產生部分真空，缸內壓力下降，當缸內壓力降低至小於閥門室11中的壓力時，隔膜9向柱塞缸一側彎曲變形，這時，閥門室容積逐漸增大，室內壓力也隨之降低，當出現較大負值時，泥漿在外界大氣壓作用下經過進漿管道，沖開進漿閥10，進入閥門室。當柱塞下壓時，缸內容積減少，壓力漸增，並通過油液傳遞給隔膜，當缸內壓力大於閥門室中壓力時，隔膜向閥門室一側彎曲變形，充滿在閥門室里的泥漿受到隔膜的推力，壓住了單向進漿閥10，當推力大於出漿管道中壓力時，泥漿沖開單向出漿閥12，進入輸漿管道，排到其它系統去。

只要柱塞不斷地上下往復運動，就使泥漿被隔膜泵不停地吸入和輸出。

三、隔膜泵的設計計算

（一）生產能力

隔膜泵的生產能力是指泵送液體或泥漿的流量，可按下式計算：

非金屬礦產加工機械設備

式中m——泵缸數目；

Q——單位時間的體積流量（m³/h）；

A——柱塞斷面積（m²），

；

d——柱塞直徑（m）；

s——柱塞沖程（m）；等於曲柄長度的一倍；

n——曲柄軸回轉速度（r/min）；

η_r——隔膜泵容積系數，η_r＝0.65～0.85。

隔膜泵容積系數的意義是實際排出量與理論排出量的比值。產生（1-η_r）的原因是：①因進漿閥沒有完全關閉嚴密而引起的常時泄漏；②因出漿閥沒有完全關閉嚴密而引起的常時泄漏；③由於進漿閥關閉的遲後，在柱塞排液沖程時，閥門室中的泥漿向進漿管倒流；④由於出漿閥關閉的遲後，在柱塞吸液沖程時，出漿管道中泥漿向閥門室倒流；⑤由於液體（或泥漿）的壓縮性而使排液量減少，當用氣流攪拌的泥漿被泵送時，由於泥漿中含有較多的空氣，這種情況就較為嚴重；⑥管道及泵體連接處密封不良，造成液體向外部泄漏或空氣向泵送系統侵入；⑦隔膜泵的設計、製造質量較差。

（二）功率

隔膜泵的功率主要消耗在泵送泥漿方面，其次消耗在機械傳動的摩擦方面，可按下式計算：

非金屬礦產加工機械設備

式中N——功率消耗（kW）；

Q——生產能力（m³/h）；

p——輸漿壓力（MPa）；

η——機械傳動總效率，η＝0.65～0.8。

配用電機的功率較式（6-3）的計算值大20%～30%，再按標准選型。

（三）空氣室的容積和壁厚

一般來說，空氣室容積大一些，緩沖作用就強一些。但過大了，使設備體型龐大，而且也是不必要的。空氣室適宜容積可按下式確定：

非金屬礦產加工機械設備

式中V——空氣室容積（m³）；

i——隔膜泵排量變化率，其意義是瞬時最大排量與平均排量的差值和平均排量的比值，單缸為0.55；雙缸為0.11；三缸為0.012；

A—柱塞的橫斷面積（m²）；

s——柱塞沖程（m）；

k——許用脈動變化率，其意義是脈動壓力振幅與泵的輸液平均壓力之比。隨工作性質的要求選取。一般取k＝0.01～0.05。如對壓濾機供漿時，對脈動要求不高，可取k＝0.05。

空氣室的壁厚可根據薄壁容器強度公式計算：

非金屬礦產加工機械設備

式中δ——空氣室壁厚（mm）；

p——空氣室承受的最高壓力，按隔膜泵額定最高壓力確定（MPa）；

D——空氣室內徑，按空氣室適宜容積確定（mm）；

σ——製造空氣室材料的許用應力，

，σ_b為材料的抗拉強度極限（MPa）；n為安全系數，取n＝5；

C——考慮泥漿對空氣室內壁的磨損、腐蝕等因素的放大尺寸，取C＝2～6mm。

當用鑄造法製造時，要求壁厚δ＞6mm。

（四）曲柄連桿機構的設計

隔膜泵柱塞的往復運動，通常由電機經減速機構和曲柄連桿機構的傳動來實現。

曲柄連桿機構的設計按下述步驟進行：

1.根據所選用電機型號和減速傳動的速比，確定曲柄軸的轉速n，並要求n＜60r/min。

2.根據隔膜泵的缸數m、柱塞直徑d和所需的生產能力Q，確定曲柄長度a（m）。

3.確定連桿長度b。

四、隔膜泵的使用

1.開機前先要檢查各運動部件是否有故障，潤滑情況是否良好，泵體與配管連接處是否有漏氣現象。

2.在柱塞缸和貯油筒中應加滿液壓油。按輸漿壓力要求和正確的方法調節好壓力調節器中彈簧的彈力。

3.檢查閥門情況，並把泥漿灌入閥門室，以利及時送漿。

4.若在出漿管道上裝有截止閥，在開機前必須將它打開。為避免產生操作不慎而造成的問題，可在出漿管道上安裝安全閥。當管內壓力過高時，安全閥自動打開，管內壓力不再上升。

5.隔膜泵是一種往復泵，當柱塞往復次數n、沖程s一定時，泵的流量Q就一定。要想改變Q，就應改變n或s，在實際使用時要做到這一點會使泵的結構復雜化。所以，通常調節流量的方法是在出漿管道上安裝旁路支管。切忌用出漿管道閥門來調節，否則將造成事故。

6.隔膜泵具有自吸能力，為了防止因泵停止工作時，進漿管內的泥漿自行沉降而發生堵住進漿管底閥，造成第二次起動困難的情況，允許不裝底閥。

五、隔膜泵與砂泵的比較

隔膜泵與砂泵的比較如表6-9所列。

表6-9隔膜泵與砂泵的比較

隔膜泵的技術性能列於表6-10。

表6-10國產隔膜泵規格和技術性能

六、螺桿泵

螺桿泵又名莫諾泵，適用於輸送泥漿懸浮液。按螺桿數不同，有單桿、雙桿、三桿等多種結構形式。圖6-11為單桿螺桿泵的結構。

螺桿泵的主要結構部件是帶有雙頭螺紋內腔的定子1和帶有單頭螺紋表面的轉子2。定子的螺距為轉子螺距的1/2。

在由耐磨橡膠製成的定子內表面與轉子外面之間形成了彎曲的孔腔7。當轉子轉動時，孔腔的形狀不斷地變化，使泥漿由進漿口A吸入，在轉子擠壓下，從出漿口B輸出。

圖6-11螺桿泵結構圖

1-定子；2-轉子；3-機體；4-銷子；5-連接桿；6-空心轉軸；7-孔腔

泵的空心轉軸6與電動機直接相連。軸孔中間有一根連接桿5。連接桿的一端以活動鉸鏈結構連接在轉軸上，另一端用銷子4和活動鉸鏈結構與轉子2的一端相接。當電機帶動空心轉軸旋轉時，通過連接桿的傳動，使轉子2旋轉。轉速為1500～3000r/min。

這種泵的結構輕巧，外形小，送漿平穩，適應性強，可以與壓濾機、噴霧乾燥器、注漿成型生產線等配套使用，效果良好。按泵規格型號不同，單桿泵的生產能力為10～500L/min；輸漿壓力為0.14～1MPa，螺桿愈長，壓力愈高。

國產單桿螺桿泵技術性能列於表6-11。

表6-11部分螺桿泵技術性能

C. 杞村悜鏌卞炴車鐨勬車杞寸殑鏃嬭漿鏂瑰悜欏烘椂閽堟柟鍚戝拰閫嗘椂閽堟柟鍚戦兘鍙浠ュ悧

杞村悜鏌卞炴車鐨勬車杞寸殑鏃嬭漿鏂瑰悜欏烘椂閽堟柟鍚戝拰閫嗘椂閽堟柟鍚戦兘鍙浠ワ紝浣嗛渶婊¤凍浠ヤ笅鏉′歡錛

杞村悜鏌卞炴車涓鐨勬熅濉炴槸杞村悜鎺掑垪鐨勩傚綋緙鎬綋杞寸嚎鍜浼犲姩杞杞寸嚎閲嶅悎鏃訛紝縐頒負鏂滅洏寮忚醬鍚戞熅濉炴車錛涘綋緙鎬綋杞寸嚎鍜屼紶鍔ㄨ醬杞寸嚎涓嶅湪涓鏉＄洿綰誇笂錛岃屾垚涓涓澶硅捨蟲椂錛岀О涓烘枩杞村紡杞村悜鏌卞炴車銆傝醬鍚戞熅濉炴車鍏鋒湁緇撴瀯緔у噾錛屽伐浣滃帇鍔涢珮錛屽規槗瀹炵幇鍙橀噺絳変紭鐐廣

娑插帇娉靛熀鏈鍨嬩負娉曢摱閾懼叞榪炴帴寮忥紝鐢ㄦ敮鎵垮駭瀹夎呰佹湁瓚沖熺殑鍒氬害錛屾祮娉電殑鍦嗗艦閰嶅悎鍙伴樁錛堜織縐扮洿鍙ｏ級涓庢敮鎵垮駭瀛旈厤鍚堬紝鑰岄厤鍚堜笉寰楄繃鏉撅紝嫻嗘車鍐呭唴鍏瑙掕灪閽夌墷鍥哄湴鎷х揣閿嬩寒瀛欏湪鏀鎵垮駭涓婏紙鑴氭灦錛夈