專利名稱：一種往復式液壓礦漿隔膜泵用隔膜及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種往復式液壓礦漿隔膜泵用隔膜，同時還涉及這種隔膜的 制造方法。本發明提供的隔膜應用于大、中流量往復式液壓礦漿隔膜泵，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，特別是高濃度、具有一定磨蝕性的礦漿介質。
背景技術：
目前在濕法冶金、煤化工等行業輸送高濃度、大流量含固體顆粒介質的 水力機械中大量選用往復式液壓礦槳隔膜泵，該泵采用液壓隔膜將磨蝕性顆 粒介質與運動件和密封件隔離開，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"結構的橡膠隔膜，在介質流量 不大和缸徑較小的情況下也有采用平板結構的橡膠與聚四氟乙烯材料隔膜。 由于介質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，進而影響到液壓礦漿泵的使用壽命。發明內容針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的是提供一種工作可靠、使 用壽命更長的往復式液壓礦漿隔膜泵用隔膜。本發明的另一個目的是提供上述隔膜的一種制造方法。本發明所采用的技術方案為 一種往復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，隔膜為環狀波紋形狀。上述往復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 構，未產生相變；(3) 燒結一通過高溫燒結，將模壓得到的四氟板料變為熔解結構的四氟 板料，產生相變；(4) 淬火-對燒結后的聚四氟乙烯板料進行淬火處理，以改善其內在機 械性能；(5) 多向輥壓-利用輥壓機對淬火后的聚四氟乙烯板料從不同方向反復 輥壓形成致密的平板結構，以增加分子間的密實性，達到增加強度和撓曲性 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 熱壓成環狀波紋形狀。現有的大中型往復式液壓礦漿隔膜泵均采用橡膠隔膜，本發明在液壓隔 膜泵中采用"波紋四氟隔膜"，與現有技術相比具有以下優點1. 波紋隔膜可利用環狀波紋母線的延展性，在運動中承受的拉伸變形與 拉應力較小，主要承受壓應力，四氟隔膜承壓強度較橡膠更高，強度可得到 保證；2. 四氟隔膜耐溫性能較之適用于輸送礦漿介質的橡膠材料更好，適用溫 度、壓力范圍更廣，適用的介質工況更多；3. 本方法制備的聚四氟乙烯環狀波紋隔膜在往復運動中具有良好的收 縮、回復能力，能在高溫、高壓的惡劣工況下始終保持波紋結構；4. 四氟膜片表面摩擦系數較小，磨損對四氟膜片的強度破壞敏感性小；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力小，可提高 四氟膜片在撓曲運動時的使用壽命。四氟波紋隔膜在往復式液壓礦漿隔膜泵上的應用，擴大了液壓礦槳泵的 隔膜材料的選擇范圍，有利于礦漿泵的發展和應用。
圖l一本發明結構示意圖；圖2—應用了本隔膜的往復式液壓礦漿隔膜泵的結構示意圖(圖上只反映了往復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。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明作進一步說明。聚四氟乙烯隔膜片在液壓隔膜計量泵中應用較多，但都是平板型結構， 其隔膜直徑與厚度都相對較小，特別是平板結構的隔膜變形撓度較小，致使 隔膜腔室體積受到限制，在強度與變形等方面也受到限制，這是四氟隔膜長 期在往復式液壓隔膜泵中得不到應用的主要原因。本發明考慮到礦漿介質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，腔室體積設計為平板隔膜的3 5倍。由于波紋隔膜母線的展開長度接近"碟形"腔室的圓錐臺母線長度，使其在運 動中拉伸變形與拉應力較小，主要承受壓應力，而四氟隔膜承壓強度較橡膠 更高，強度可得到保證。同時本環狀波紋隔膜的壓制得到特殊工藝的保證， 在往復運動中具有收縮、回復的能力，能在高溫、高壓的惡劣工況下始終保持環狀波紋結構；由于四氟膜片表面摩擦系數較小，磨損對四氟膜片的強度 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中的使用壽命比橡膠隔膜更長；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 運動時的使用壽命。本往復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 構，該步為純物理處理，未產生相變；(3) 燒結一通過高溫燒結，將模壓得到的四氟板料變為熔解結構的四氟 板料，該步產生相變；(4) 淬火-對四氟乙烯板料進行淬火處理，以改善其內在機械性能；(5) 多向輥壓-利用輥壓機對淬火后的聚四氟乙烯從不同方向反復輥壓 形成致密的平板結構，以增加分子間的密實性，達到增加強度和撓曲性能的 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狀波紋隔膜，而且在往復 運動中具有收縮、回復的能力，能在高溫、高壓的惡劣工況下始終保持波紋 波紋結構而不變形。參見圖2，圖2是應用了本隔膜的往復式液壓礦漿隔膜泵的結構示意圖 (圖上只反映了往復式液壓礦漿隔膜泵液缸部分)，本往復式液壓礦漿隔膜泵 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將液壓腔和介質腔隔離，隔膜4的運動位置受到 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向左運動時為吸入過程，此時吸閥組部 件9打開，排閥組部件2關閉，介質從吸閥組進口進入；圖示活塞部件l向 右運動時為排出過程，此時吸閥組部件9關閉，排閥組部件2打開，介質從 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，因此本往復 式液壓礦漿隔膜泵工作可靠，使用壽命長。本發明采用大型厚壁波紋隔膜代替現有的橡膠隔膜，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 擦系數較小，磨損對四氟膜片的強度破壞敏感性小、抗壓強度高等優點，開 辟了液壓礦漿隔膜泵膜片材料及結構的新領域。
權利要求
1、一種往復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)為環狀波紋形狀。
2、 一種往復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構；(3) 燒結一通過高溫燒結，將模壓得到的四氟板料變為熔解結構的四氟板料；(4) 淬火-對四氟乙烯板料進行淬火處理；(5) 多向輥壓-利用輥壓機對淬火后的聚四氟乙烯板料從不同方向反復 輥壓形成致密的平板結構；(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 熱壓成環狀波紋形狀。
全文摘要
本發明公開的往復式液壓礦漿隔膜泵用隔膜采用聚四氟乙烯材料，隔膜為環狀波紋形狀，通過備料-模壓成型-燒結-淬火-多向輥壓-熱模壓成型生產工藝而得。本發明承壓強度較橡膠更高，強度可得到保證；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構；磨損對四氟膜片的強度破壞敏感性小，可提高四氟膜片在撓曲運動時的使用壽命。
文檔編號F04B53/00GK101220812SQ20081006930
公開日2008年7月16日 申請日期2008年1月29日 優先權日2008年1月29日
發明者伍筱麗, 劉祖清, 戴宏達, 管汝光, 趙自成 申請人:重慶水泵廠有限責任公司