负压泵工作下泵膜片力学性能综述论文（精选合集）

第一篇：负压泵工作下泵膜片力学性能综述论文

1负压泵工作时相应数学模型

1.1泵容器压强计算数学模型

假定初始状态时进出气口和泵膜片空腔处于标准大气压P0下，且连杆上轴承的轴线与电机回转线重合。设泵膜片与底板所围成的空间为V1，进气口相连的容器容积为V2，假定泵膜片的等效横截面为s，偏心轴的小端圆柱的偏心量为h。根据气体的特性，压强与密度成正比关系，质量一定时，压强与体积的乘积恒定。在从进气口抽气开始到结束的过程中，泵膜片所在空腔内与抽气口空腔内气体的总质量恒定，按照质量守恒定律，计算出第一次抽气后的容器V2、压强P1如下式：（V1＋V2＋hs）×P1=（V1+V2）×P0。

1.2泵真空度数学模型

真空度的计算可以通过两种方式进行，一种是按照进气口两端压强差；另一种是按照给泵膜片提供的驱动来计算真空度。（1）抽气口的真空度取决于泵膜片体积空间的压强，在泵膜片空间抽气过程中，若该空间体积最大时的压强等于V2内压强时，停止抽气，该状态下即达到真空值。（V1-hs）×P0+V2Pn-1≤（V1+V2+hs）×Pm。（2）根据给泵膜片提供动力的电机来计算，根据结构特点，泵膜片的运动是通过膜片挡板来传递的，而膜片挡板的运动是通过连杆绕心轴回转实现，所以泵膜片运动由膜片挡板驱动。整个膜片挡板和连杆的运动则由电机提供，很显然，根据力学原理有：Pm×S*×h×K＝M×η。式中，S*为泵膜片当量横截面面积，Pm为达到真空度时变动空间的压强，h为偏心量，M为电机输出轴承受的负载，K为与摩擦、密封性阻尼等相关的系数，η为传递效率。考虑到在V2内达到真空值时，V2+hs空间内的压强和V2内一致，否则V2还没有达到稳定的真空度值。因此上式Pm就是真空度值，体现了电机承载能力与真空度之间的关系。从上两种分析真空度值来看，第一种分析方式计算麻烦。即必须要把每一次V2内压强计算出来与V1+hs内的压强做一个比较。这不仅会增加很多的工作量，而且还存在计算误差问题，通过多级迭代后误差会被放大，很可能严重影响到结果的准确性。采用第二种方式计算比较可靠，只需要准确计量膜片挡板的面积与芯轴的偏心量。本产品的泵膜片在实际工作过程中由于存在弹性和塑性的变形，以至于其当量横截面面积无法计算，因此只能通过试验得到其真空度的值。通过对该产品试验考核，得到本批次产品在当前工况下的真空度满足用户指定的指标30kPa。后续仿真计算所使用的真空度都是用该试验值进行。

1.3泵力学本构方程模型

由于泵体除阀膜片和泵膜片外都是各向同性材料，泵膜片和阀膜片属超弹塑性材料，因而属于瞬态动力学计算范畴。由弹塑性力学有限元法，分析在笛卡尔坐标系下的力学平衡方程：［M］｛u咬｝+［K］｛u｝=｛F｝。式中，［M］为系统质量矩阵，［K］为系统刚度矩阵，｛u咬｝为各节点加速度向量，｛u｝为各节点位移向量，F为载荷向量。由于该负压泵的材料除泵膜片外皆为弹塑性各向同性，它的本构方程在线弹性条件满足下叠加原理，在弹性区内应用经典弹性理论的广义Hooke定律有［1］：

2负压泵物理模型及计算结果

根据上述分析的工作原理，电机给偏心轴A提供旋转速度与一定的力矩，本文关心的是泵膜片在工作时的承载情况，因此只需将电机的输出转速和负载作为负压泵与电机接口处偏心轴的输入即可，要分析的模型如图3所示。泵体工作时体积变化关键在泵膜片（红色）的形状改变，泵膜片的A、B平面被泵膜片压板D和底板B固定，C、D平面固定在泵膜片挡板与连杆E上，随着连杆的运动而运动，进而实现泵膜片和底板之间空腔的体积变化。按照上述分析，在有限元计算强度过程中需将轴承G内部建立动摩擦接触对，对通过紧固件连接的地方设置为绑定接触，以简化过程和降低计算时间。对轴承和连杆的轴承室接触处，由于其处间隙配合公差不到一道，故可以简化计算成绑定接触。对减震垫施加全约束，偏心轴施加电机的输出转速，然后计算出该状态下的泵膜片应力与位移的分布情况。根据实际工作情况，对泵膜片单独分析，对泵膜片的A、B、D共3个面及4个圆孔内表面进行固定，计算其前6阶振型，如图5～图10所示。经试验验证，该泵膜片的前6阶振型与如上仿真振型趋势是一致的，因此模态仿真结果是可信的。当前状况下，初始位置时泵膜片不受到内腔和表面所处的气压差，电机输出端的偏心轴偏心量为3mm，经Workbench仿真计算，得到泵膜片在不考虑腔体内真空度的影响时，该膜片的位移大小分布和应力分布分别如图11与图12所示。在不考虑真空度影响条件下，泵膜片的最大位移为3.0096mm，泵与偏心量3.0mm，因此，从位移角度来分析，变形是合理的，泵膜片的位移比偏心量略大一些（0.01mm），这是由于泵膜片在拉伸压缩后会产生微小的挤压变形且存在一个离心作用，使得泵膜片的位移量略大于偏心量。膜片运动到垂向最大位置时应力分布极值为30.2kPa，处于泵膜片与膜片底板凸台结合处。而泵膜片材质为氟橡胶，其用于压缩空气的橡胶材料能承载不小于60MPa的工作压力，因此，当前工况下膜片承载能力能满足使用。在当前工况条件下，泵膜片的外表面承受一个标准大气压，内表面受到30kPa的真空度压力作用，泵膜片凹槽在气压和拉伸变形共同作用下受到垂直向下的位移为2.8mm，最大应力为0.08MPa。由于泵膜片几何尺寸相对偏心量比较大，泵膜片产生的变形范围很小，几乎处于弹性变形区。因此，当偏心量为最大值3mm时，槽内的最大变形为真空度环境下的位移与偏心时的位移进行矢量叠加。按照等比计算，偏心量为3mm时其最大应力为0.28MPa，其值也远远小于该材料的最大工作压力60MPa。

3结论

通过上述计算结果可知，材料为氟橡胶的泵膜片在偏心量为3mm的偏心轴带动下，使得气体经过单向阀指定空间产生预定的真空度。其泵膜片承受的最大应力为280kPa，弹性足够，不会出现破坏现象，能满足实际工作需求，泵膜片设计尺寸可靠。

第二篇：株洲无负压变频泵技术员对无负压变频供水设备原理的介绍

株州无负压变频泵技术员对无负压变频供水设备原理的介绍:

湖南通德无负压变频水泵轴封采用耐磨机械密封,无泄露且寿命长,适用于自来水,空调系统,冷却塔,高层建筑,浴室等冷热水加压,也适用于塑料机冷却水循环加压,化工流程冷却塔上水及国民经济各部门输送淡水,咸水或物理性质似水的液体,液体温度小于等等100度,如高温请选用高温型管道泵，材质.泵体,泵盖,叶轮,泵轴用不锈钢制造.无负

而且泵吸力强劲,不锈钢（AISI304）的泵体,封套和调节环,铸铝的电机底座,合成聚合物叶轮,不锈钢泵轴,碳/陶瓷机械密封.异步封闭式电机,过热和超载保护,单相电机的永恒电容保护；对三相电机的保护,可选用一个合适超载保护装置.运行范围,最大流量为5.7m3/min 最高扬程为45米

液体温度范围,0℃－35℃ 采用标准（ITL）,EN60335-2-41

最高环境温度,40℃ 最大自吸深度：8米

最大工作压力,8bar（800Kpa）保护系数,IP44 绝缘等级.F

无负压变频水泵产品优点:

--体积小,重量轻,易于安装和维护,叶轮为工程塑料,其余部分均为不锈钢.--性价比极高；

--先进的水力模型设计,浮动式叶轮和中心密封,效率高,有利于降低运行成本.--高强度的工程塑料叶轮,可在杂质颗粒较小的介质中,使用寿命长；

--内置止回阀,能有效的减小水锤对水泵和电机的损害.--电机接头均为NEMA标准。Taco（塔克）或Franklin（富兰克林）电机可选.--流量范围:0.5-20M3/H,功率范围:0.25-7.5KW.无负压变频水泵产品用途：

无负压变频水泵广泛应用于深井取水,楼宇供水,农业灌溉,园林和喷泉等系统,及其他工业取水.无负压变频水泵安装指导：

--安装前应仔细检查无负压变频水泵体流产内有无硬质物,以免运行时损坏叶轮和泵体.--安装时管路理量不允许加在无负压变频水泵上,以免使泵变形,影响正常运行.--拧紧地脚螺栓,以免起动时振动对无负压变频水泵性能产生影响.--在泵的进,出口管路上安装调节阀,在泵出口附近安装压力表,以控制泵在额定工况内运行,确保泵的正常使用.--排出管路如装逆止阀应装在闸阀的外面.--无负压变频水泵的安装方式分为硬性联接安装和柔性联接安装.

第三篇：水厂泵工工作标准

泸州市兴泸水务(集团)合江水业有限公司

泵工工作标准

一、职责

1、热爱泵工工作，熟悉水泵操作技能及设备性能；遵守供水行业职工职业道德规范，认真履行有关泵工管理制度。

2、在生产过程中，做到勤检查、勤联系、勤调整。服从管理，听从调度指挥，正确操作，确保安全供水。发现异常及隐患应及时报告，配合相关部门处理异常情况。

3、严守工作岗位，遵守规章制度，积极主动参与班组管理活动，完成好日常生产任务。

二、工作内容与要求

1、严格执行各项操作规程和安全制度，正确进行开机、停机操作，保证安全供水、节约能耗。

2、注意机组运行情况，遇有异常声响、烟雾、气味等，应立即采取措施，必要时停机检查，但不得开空车或带故障运行。

3、正确计算出水量和机组运行的时间及各种消耗，认真填写原始记录。

4、做好设备的维护保养工作（机组的清洁、水泵填料函加填盘根、轴承加注润滑油等），并注意按时搞好清洁卫生工作。

5、严守工作岗位，按时上下班，不迟到早退，不带与生产无关的人员进入泵房。

6、严格遵守交接班制度，并能准确、真实、规范填写原始记录及其他记录，要做到记录完整、交待清楚、职责分明。

7、加强对所属工作范围内的设备巡检及日常保养，发现问题及时处理报告。

8、遵守劳动纪律，坚守工作岗位，做到不脱岗、串岗、不迟到早退，出勤率达到公司要求。

9、按要求做好所属范围内的清洁卫生工作，保证工作现场整洁有序。

泸州市兴泸水务（集团）合江水业有限公司

2013年2月

第四篇：泵车调度操作工工作要求

泵车司机及操作工工作要求

一、泵车以每台车为单位班组，泵车司机为班长既监任现场调度，归生产配送调度直接领导，每班组必须团结合睦，必须文明施工，严禁彼此勾心斗角，遇到问题互相推卸责任。必须遵守公司各项管理制度。

二、泵车司机负责运输车辆的现场调动有序卸料，及时协调施工单位与运输车辆司机之间的磨擦，杜绝与施工单位发生口角及打架现象。遇到问题解决不了及时向调度室反应，请领导帮助解决。

三、杜绝不听从施工单位安排指挥，利用工作之便向施工单位索要钱财物品，热情周到的服务赢得施工单位的认可，发扬不卑不亢的优良传统及高素质高服务的企业形象。

四、五、要有高尚的敬业精神，现场支泵、挪泵必须做到迅速，准确、及时不允泵送混凝土时，司机必须密切注意泵车的运行情况，发现不正常现象及许故意拖延时间，浪费施工时间。时通知操作工，停止运行检查是否出现故障，出现故障的及时通知公司维修人员检查，并向领导汇报，如果需要调泵及时的安排调动泵车替补。

六、现场调度必须熟悉调度工作要求当中的七掌握，及时与生产调度联系，汇报现场施工情况，做到不压车不断格。七、八、九、十、要作好与施工单位的配送混凝土方量认证及送货单的签收认证。负责监督配送人员，杜绝偷盗施工单位财物，发现问题必须及时禁止其 操作工工作时必须通知施工单位的扶泵管人员，站立位置必须与泵车输 操作人员必须严格按照泵车操作说明书操作施工，严禁不按规范操作，不规行为，并向公司领导汇报。送臂成45度角扶泵管。严禁酒后上岗，严重带病上岗。

十一、现场调度到达施工现场后，及时查看施工现场土质情况，是否附合支泵要求，不允许寻找各种借口不给施工单位支泵，如果发现场地异常，及时与工地沟通解决。

十二、严令禁止施工单位向混凝土内加水，发现加水应劝阻其行为，劝阻不听用手机拍照其行为拍照不清楚名通知实验室带相机到工地拍照，拍照时要从四个不同方进行拍照，然后上传到公司邮箱保存。

十三、及时完成领导按排的各项工作。

第五篇：无负压罐工作原理

无负压罐工作原理

不锈钢无负压罐（无负压稳流罐）是一种用于无负压供水设备的罐体。无负压罐通过罐体顶部设置真空补偿器（又称为真空预置器、真空抑制器，无负压阀），进水口连接自来水管路，出水口与水泵的进水口连接。

由于真空补偿器的作用，罐体内部在任何工作状态下都保持正压，避免了水泵直接抽取自来水管网的水，保护了水泵，避免了用户缺水。主要是通过以下过程来实现的：自来水不断进入罐体时，随着水位不断升高，罐体内的空气经真空补偿器自动排出。当水位上升到一定水位时，真空补偿器自动关闭，此时自来水仍不断进入，罐体内部压力逐渐增大，直至最终罐体内的压力等于自来水管网的压力。当用户用水增大或者自来水管网流量压力变小时，罐体内部水位会逐渐下降，当水位下降到一定值时真空补偿器自动打开，接通大气，罐体内无负压，水泵抽取罐体内的水。当用户用水量大，自来水管量小或者自来水停水时，罐体上的液位控制器控制水泵的停或开。

无负压供水设备工作原理

无负压供水设备投入使用，自来水管网的水进入供水罐，罐内空气从真空消除器排除，待水充满后，真空消除器自动关闭。当自来水管网压力能够满足用水要求时，系统由旁通止回阀向用水管网直接供水；当自来水管网压力不能满足用水需求时，系统压力信号由远传压力表反馈给变频控制器，水泵运行，并根据用水量的大小自动调节转速恒压供水，若运转水泵达到工频转速时，则启动另一台水泵变频运转。水泵供水时，若自来水管网的水量大于水泵流量，系统保持正常供水；用水高峰时，若自来水管网的水量小于水泵流量时，供水罐内的水作为补充水源仍能正常供水，此时，空气由真空消除器进入供水罐，罐内真空遭到破坏，确保了自来水管网不产生负压，用水高峰过后，系统又恢复到正常供水状态。当自来水管网停水，造成供水罐液位不断下降，液位探测器将信号反馈给变频控制器，水泵自动停机，以保护水泵机组，供水罐可以储存并释放能量，避免了水泵频繁启动。