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全面解说关于隔膜压力表设计细节

返回列表发布日期:2019-08-08 09:11:39    |    


      隔膜压力表设计的进步扩大了隔膜压力表的多功能性,使隔膜压力表更小更轻,并提高了隔膜压力表流量、真空和可靠性。无论是用于传送、分配还是处理气体或液体,隔膜压力表具有与其相对简单的结构,无需维护的无油操作以及输送介质无污染输送相关的益处。隔膜设计的进步扩展了其在工业和研究应用中的潜力和多功能性,有助于开发更小更轻的隔膜压力表以适应不断缩小的包络,并提高隔膜压力表流量、真空和可靠性的整体能力。
      简单的橡胶部件隔膜已发展成为有限元计算和复杂制造工艺支持的装置。隔膜主要用于从隔膜压力表的压缩室中置换气体或液体。集成到隔膜压力表中相对简单,弹性隔膜在隔膜压力表和壳体之间被压紧,以将传输隔室与壳体内部隔开。然后隔膜压力表连接到连杆。在操作中,壳体内部的驱动器使连杆往复运动,这使得隔膜上下移动。在向下冲程中,隔膜压力表室中产生的抽吸使入口阀打开,允许流入腔室。在向上行程中,由上升隔膜引起的压力导致出口阀打开,允许流出腔室。
隔膜压力表设计
      最常见的标准隔膜压力表设计包括扁平、模制、结构和替代形状。
      本工程图中显示了三种类型的隔膜压力表。左侧的平膜是最简单和最便宜的。具有结构化的隔膜压力表、更小、更坚固、泄漏率低至带有平膜片简单单元的1%。平膜是最简单和最便宜的形状,基本上是弹性体盘,如图所示。隔膜和连杆之间的连接由夹紧盘(金属或塑料)和通过隔膜中心的孔引导的螺钉提供。带有平面隔膜的隔膜压力表提供高压缩强度,因为连杆和隔膜支撑盘有助于提供支撑。然而,在权衡之中,带有平膜的隔膜压力表通常不会达到最佳真空度,未涂层的金属部件容易产生腐蚀性或侵蚀性介质,可以预期相对较差的气密性,导致更高的泄漏率。
      通过完全封闭位于输送室中隔膜的侧面,模制隔膜代表了显着的改进。这是通过将金属螺柱(驱动隔膜所需)硫化到隔膜的中心来实现的,隔膜在该点处形成刚性区域并且不需要刚性夹紧盘(以及可能的泄漏路径)。通过这种设计,输送室适应于致动隔膜压力表的轮廓,并且隔膜压力表的间隙容积减小,而没有隔膜在运动的上转向点处撞击隔膜压力表的风险。产生理想的真空,隔膜的封闭表面可提高隔膜压力表的气密性。此外,这种设计固有地允许开发耐化学性的版本,而无需涂覆金属部件,隔膜压力表的硫化金属螺柱已经被弹性体覆盖。对于会遇到腐蚀性或侵蚀性介质的应用,可以为隔膜压力表提供额外的保护,并提供适当的涂层。
      结构化隔膜压力表结合了扁平和模制类型的优点,并避免了许多缺点。与模制隔膜一样,驱动隔膜所需的金属螺栓在中心硫化到隔膜中,在隔膜中形成刚性区域,位于输送室中的隔膜压力表侧面完全关闭。与获得专利结构化隔膜的物理差异在于其底面是带肋的,以适应特定的载荷,并且隔膜压力表在中心加固。软件预测如何加强底面以获得最大的应力处理能力,同时最小化材料厚度。
结果:减少机械负载(和更少的磨损),更小的尺寸(对于更紧凑的设计),相对更高的压缩强度,良好的流动能力和更高的效率。这些最新技术的结构化隔膜具有极高的气密性(可通过特殊设计进行改进),并且具有显着降低的泄漏率(与平面隔膜压力表相比减少了100倍)。
      其他设计选项。不同配置的隔膜压力表,如椭圆形,为某些应用提供了显着的优势。这些可以最大化可用的隔膜压力表空间,以产生每个信封尺寸最大的性能。椭圆形隔膜通过使用电动机上方未使用的空间使隔膜压力表腔伸长来实现这一目标。与圆形相比,椭圆形的额外表面积导致更高的流速。通过将椭圆的方向与偏心定位的连杆适当地对准,通过与较低流量设计相同外部尺寸的隔膜压力表产生增加的流量。并且因为隔膜压力表上没有额外的拉伸,所以寿命与标准版本相同。这对于电池供电的空气移动应用尤其有用。
      双隔膜是另一种配置变型,将“安全”隔膜与“工作”隔膜配对,以保护必须转移危险、有毒或其他有害(或有价值)介质的应用。这些应用提高了对气密性和防止泄漏的要求,并且几十年来一直用于监测核电厂的排放。与额外的密封环一起,双隔膜布置增强了气密性,泄漏率低至<6 x 10-6 mbar l / s。(在极少数情况下,如果工作隔膜损坏,输送的介质将不会逸出,但将被捕获在两个隔膜之间的中间空间中。)“安全”隔膜仅在隔膜压力表运行期间受到低机械和热负荷的影响,“工作”膜片弹性变形并受压缩过程加热。通过隔膜压力表的输送或压缩能力的突然和急剧下降,可以很容易地检测到工作隔膜的破裂。可以安装一个传感器来监控工作隔膜和安全隔膜之间的中间区域,以检测对工作隔膜的任何损坏。可以为此任务指定合适的压力和气体传感器。
      优化的材料和先进的控制技术使隔膜压力表技术取得了重大突破。这些改进以及更高效的构造可以为您提供更高的设计灵活性。但是,很多时候,在设计过程中购买压力表的时间太晚,无法满足系统复杂和动态的要求。隔膜压力表应始终被视为动态子系统,具有针对应用定制的能力。您可以从一系列材料、特殊配置和涂层中进行选择,以根据您的应用要求定制压力表。

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