專利名稱：一種往復(fù)式液壓礦漿隔膜泵用隔膜及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種往復(fù)式液壓礦漿隔膜泵用隔膜，同時(shí)還涉及這種隔膜的 制造方法。本發(fā)明提供的隔膜應(yīng)用于大、中流量往復(fù)式液壓礦漿隔膜泵，這種泵適用于輸送流量20 500M7h，壓力《12.0MPa，溫度《11(TC的各種化工 介質(zhì)，特別是高濃度、具有一定磨蝕性的礦漿介質(zhì)。
背景技術(shù)：
目前在濕法冶金、煤化工等行業(yè)輸送高濃度、大流量含固體顆粒介質(zhì)的 水力機(jī)械中大量選用往復(fù)式液壓礦槳隔膜泵，該泵采用液壓隔膜將磨蝕性顆 粒介質(zhì)與運(yùn)動(dòng)件和密封件隔離開，避免了以上易損件的磨損，由此提高其使 用壽命。由于往復(fù)式液壓礦漿隔膜泵輸送流量普遍較大，其液缸直徑隨之增 大，考慮到缸蓋直徑、特別是連接螺栓的排布過多、過密， 一般采用加深腔 室軸向深度的方法來控制缸蓋直徑與整個(gè)液缸的螺栓排布尺寸。考慮到具體 使用工況，目前使用的隔膜普遍采用"碟形"結(jié)構(gòu)的橡膠隔膜，在介質(zhì)流量 不大和缸徑較小的情況下也有采用平板結(jié)構(gòu)的橡膠與聚四氟乙烯材料隔膜。 由于介質(zhì)顆粒的沖刷磨損以及限位過流孔板的撞擊破壞，造成橡膠隔膜的局 部破壞，而橡膠膜片表面磨損后抗撕裂破壞的能力將大大較低，影響到膜片 的使用壽命，進(jìn)而影響到液壓礦漿泵的使用壽命。發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種工作可靠、使 用壽命更長(zhǎng)的往復(fù)式液壓礦漿隔膜泵用隔膜。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述隔膜的一種制造方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為 一種往復(fù)式液壓礦漿隔膜泵用隔膜，其特 征在于所述隔膜采用聚四氟乙烯材料，隔膜為環(huán)狀波紋形狀。上述往復(fù)式液壓礦漿隔膜泵用波紋四氟隔膜的制造方法，它包括如下步(1) 備料-將聚四氟乙烯原料準(zhǔn)備好備用；(2) 模壓成型一將聚四氟乙烯原料通過模壓由粉末狀成為較厚的板狀結(jié) 構(gòu)，未產(chǎn)生相變；(3) 燒結(jié)一通過高溫?zé)Y(jié)，將模壓得到的四氟板料變?yōu)槿劢饨Y(jié)構(gòu)的四氟 板料，產(chǎn)生相變；(4) 淬火-對(duì)燒結(jié)后的聚四氟乙烯板料進(jìn)行淬火處理，以改善其內(nèi)在機(jī) 械性能；(5) 多向輥壓-利用輥壓機(jī)對(duì)淬火后的聚四氟乙烯板料從不同方向反復(fù) 輥壓形成致密的平板結(jié)構(gòu)，以增加分子間的密實(shí)性，達(dá)到增加強(qiáng)度和撓曲性 能的目的；(6) 熱模壓成型-利用模具在低于淬火溫度的條件下將聚四氟乙烯平板 熱壓成環(huán)狀波紋形狀?，F(xiàn)有的大中型往復(fù)式液壓礦漿隔膜泵均采用橡膠隔膜，本發(fā)明在液壓隔 膜泵中采用"波紋四氟隔膜"，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1. 波紋隔膜可利用環(huán)狀波紋母線的延展性，在運(yùn)動(dòng)中承受的拉伸變形與 拉應(yīng)力較小，主要承受壓應(yīng)力，四氟隔膜承壓強(qiáng)度較橡膠更高，強(qiáng)度可得到 保證；2. 四氟隔膜耐溫性能較之適用于輸送礦漿介質(zhì)的橡膠材料更好，適用溫 度、壓力范圍更廣，適用的介質(zhì)工況更多；3. 本方法制備的聚四氟乙烯環(huán)狀波紋隔膜在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中具有良好的收 縮、回復(fù)能力，能在高溫、高壓的惡劣工況下始終保持波紋結(jié)構(gòu)；4. 四氟膜片表面摩擦系數(shù)較小，磨損對(duì)四氟膜片的強(qiáng)度破壞敏感性?。欢鹉z膜片表面磨損后抗撕裂破壞的能力將大大降低、壽命更短-，5.四氟膜片的厚度較橡膠型隔膜薄，膜片周邊撓曲變形的應(yīng)力小，可提高 四氟膜片在撓曲運(yùn)動(dòng)時(shí)的使用壽命。四氟波紋隔膜在往復(fù)式液壓礦漿隔膜泵上的應(yīng)用，擴(kuò)大了液壓礦槳泵的 隔膜材料的選擇范圍，有利于礦漿泵的發(fā)展和應(yīng)用。
圖l一本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2—應(yīng)用了本隔膜的往復(fù)式液壓礦漿隔膜泵的結(jié)構(gòu)示意圖(圖上只反映了往復(fù)式液壓礦漿隔膜泵液缸部分)。其中，l-活塞部件；2-排閥組部件；3-前限制板；4-隔膜；5-后限制板； 6-限位閥部件；7-泵體部件；8-吸管座；9-吸閥組部件。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。聚四氟乙烯隔膜片在液壓隔膜計(jì)量泵中應(yīng)用較多，但都是平板型結(jié)構(gòu)， 其隔膜直徑與厚度都相對(duì)較小，特別是平板結(jié)構(gòu)的隔膜變形撓度較小，致使 隔膜腔室體積受到限制，在強(qiáng)度與變形等方面也受到限制，這是四氟隔膜長(zhǎng) 期在往復(fù)式液壓隔膜泵中得不到應(yīng)用的主要原因。本發(fā)明考慮到礦漿介質(zhì)的磨蝕性和輸送溫度，采用較大厚度的聚四氟乙 烯作為隔膜材料并模壓成環(huán)狀波紋型，參見圖1，利用波紋母線的延展性，使變形空間增大，在同樣腔室直徑下，腔室體積設(shè)計(jì)為平板隔膜的3 5倍。由于波紋隔膜母線的展開長(zhǎng)度接近"碟形"腔室的圓錐臺(tái)母線長(zhǎng)度，使其在運(yùn) 動(dòng)中拉伸變形與拉應(yīng)力較小，主要承受壓應(yīng)力，而四氟隔膜承壓強(qiáng)度較橡膠 更高，強(qiáng)度可得到保證。同時(shí)本環(huán)狀波紋隔膜的壓制得到特殊工藝的保證， 在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中具有收縮、回復(fù)的能力，能在高溫、高壓的惡劣工況下始終保持環(huán)狀波紋結(jié)構(gòu)；由于四氟膜片表面摩擦系數(shù)較小，磨損對(duì)四氟膜片的強(qiáng)度 破壞敏感性小，而橡膠膜片表面磨損后抗撕裂破壞的能力將大大較低，因而 波紋四氟隔膜在磨蝕性礦漿介質(zhì)中的使用壽命比橡膠隔膜更長(zhǎng)；四氟膜片的 厚度較橡膠型隔膜薄，膜片周邊撓曲變形的壓力小，可提高四氟膜片在撓曲 運(yùn)動(dòng)時(shí)的使用壽命。本往復(fù)式液壓礦漿隔膜泵用隔膜的制造方法包括如下步驟，(1) 備料-將聚四氟乙烯原料準(zhǔn)備好備用；(2) 模壓成型一將聚四氟乙烯原料通過模壓由粉末狀成為較厚的板狀結(jié) 構(gòu)，該步為純物理處理，未產(chǎn)生相變；(3) 燒結(jié)一通過高溫?zé)Y(jié)，將模壓得到的四氟板料變?yōu)槿劢饨Y(jié)構(gòu)的四氟 板料，該步產(chǎn)生相變；(4) 淬火-對(duì)四氟乙烯板料進(jìn)行淬火處理，以改善其內(nèi)在機(jī)械性能；(5) 多向輥壓-利用輥壓機(jī)對(duì)淬火后的聚四氟乙烯從不同方向反復(fù)輥壓 形成致密的平板結(jié)構(gòu)，以增加分子間的密實(shí)性，達(dá)到增加強(qiáng)度和撓曲性能的 目的；(6) 熱模壓成型-利用模具在低于淬火溫度的條件下將聚四氟乙烯平板 熱壓成環(huán)狀波紋形狀。本方法不但能夠得到符合要求的聚四氟乙烯環(huán)狀波紋隔膜，而且在往復(fù) 運(yùn)動(dòng)中具有收縮、回復(fù)的能力，能在高溫、高壓的惡劣工況下始終保持波紋 波紋結(jié)構(gòu)而不變形。參見圖2，圖2是應(yīng)用了本隔膜的往復(fù)式液壓礦漿隔膜泵的結(jié)構(gòu)示意圖 (圖上只反映了往復(fù)式液壓礦漿隔膜泵液缸部分)，本往復(fù)式液壓礦漿隔膜泵 包括活塞部件l、排閥組部件2、前限制板3、隔膜4、后限制板5、限位閥部 件6、泵體部件7、吸管座8和吸閥組部件9，隔膜4安裝于前限制板3和后 限制板5之間，通過隔膜4將液壓腔和介質(zhì)腔隔離，隔膜4的運(yùn)動(dòng)位置受到 前限制板3和后限制板5的限制。所述隔膜4采用聚四氟乙烯材料，隔膜4為波紋形狀。排閥組部件2安裝于泵體7上端，吸閥組部件9通過吸管座8 安裝于泵體7下端。圖示活塞部件1向左運(yùn)動(dòng)時(shí)為吸入過程，此時(shí)吸閥組部 件9打開，排閥組部件2關(guān)閉，介質(zhì)從吸閥組進(jìn)口進(jìn)入；圖示活塞部件l向 右運(yùn)動(dòng)時(shí)為排出過程，此時(shí)吸閥組部件9關(guān)閉，排閥組部件2打開，介質(zhì)從 排閥組出口排出。由于聚四氟乙烯波紋隔膜4具有的上述特點(diǎn)，因此本往復(fù) 式液壓礦漿隔膜泵工作可靠，使用壽命長(zhǎng)。本發(fā)明采用大型厚壁波紋隔膜代替現(xiàn)有的橡膠隔膜，利用波紋的延展性 來滿足大燒度腔室的變形要求；材料選用聚四氟乙烯，利用四氟膜片表面摩 擦系數(shù)較小，磨損對(duì)四氟膜片的強(qiáng)度破壞敏感性小、抗壓強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，開 辟了液壓礦漿隔膜泵膜片材料及結(jié)構(gòu)的新領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1、一種往復(fù)式液壓礦漿隔膜泵用隔膜，其特征在于所述隔膜(4)采用聚四氟乙烯材料，隔膜(4)為環(huán)狀波紋形狀。
2、 一種往復(fù)式液壓礦漿隔膜泵用隔膜制造方法，其特征在于它包括如 下步驟，(1) 備料-將聚四氟乙烯原料準(zhǔn)備好備用；(2) 模壓成型一將聚四氟乙烯原料通過模壓由粉末狀成為較厚的板狀結(jié)構(gòu)；(3) 燒結(jié)一通過高溫?zé)Y(jié)，將模壓得到的四氟板料變?yōu)槿劢饨Y(jié)構(gòu)的四氟板料；(4) 淬火-對(duì)四氟乙烯板料進(jìn)行淬火處理；(5) 多向輥壓-利用輥壓機(jī)對(duì)淬火后的聚四氟乙烯板料從不同方向反復(fù) 輥壓形成致密的平板結(jié)構(gòu)；(6) 熱模壓成型-利用模具在低于淬火溫度的條件下將聚四氟乙烯平板 熱壓成環(huán)狀波紋形狀。
全文摘要
本發(fā)明公開的往復(fù)式液壓礦漿隔膜泵用隔膜采用聚四氟乙烯材料，隔膜為環(huán)狀波紋形狀，通過備料-模壓成型-燒結(jié)-淬火-多向輥壓-熱模壓成型生產(chǎn)工藝而得。本發(fā)明承壓強(qiáng)度較橡膠更高，強(qiáng)度可得到保證；耐溫性能更好，適用范圍廣；能在高溫、高壓的惡劣工況下始終保持波紋結(jié)構(gòu)；磨損對(duì)四氟膜片的強(qiáng)度破壞敏感性小，可提高四氟膜片在撓曲運(yùn)動(dòng)時(shí)的使用壽命。
文檔編號(hào)F04B53/00GK101220812SQ20081006930
公開日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2008年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月29日
發(fā)明者伍筱麗, 劉祖清, 戴宏達(dá), 管汝光, 趙自成 申請(qǐng)人:重慶水泵廠有限責(zé)任公司