隔膜泵及其管道的技术研究

论文摘要

用隔膜泵进行管道输送是一种新兴的输送方式,它是将固体颗粒制成浆液后,用泵使固体颗粒在管道内呈悬浮状态下的长距离输送。这种运输方式具有投资少、费用低和不污染环境等优点。由于隔膜泵相对活塞泵等其他泵具有故障率低、寿命长等优势,正越来越多地被应用于工业中。随着三维建模软件和仿真软件的不断发展和完善,可视化设计技术不断地被应用于工业设计中,从而避免了制造样机而浪费大量的人力和资金,大大降低设计成本。本文应用SolidWorks软件对隔膜泵的主要零部件进行建模并用ADAMS仿真隔膜泵的工作过程,检查干涉及缺陷,修改参数并最终保证隔膜泵的良好运行。增加隔膜泵的临界转速可增加隔膜泵的流量或保持流量不变而使其体积和质量减小,而这一直是生产者和设计者所期望的。本文分析了限制隔膜泵临界转速的主要因素并在确定隔膜泵最大往复次数的基础上推导出临界转速的公式,然后分析并给出了增加临界转速的措施。隔膜是隔膜泵中的关键零部件之一。但隔膜在运行过程中会由于各种原因出现破裂,从而影响隔膜泵的正常运行。本文利用有限元分析技术对隔膜进行了应力分析,在此基础上给出了隔膜疲劳强度的计算方法。作为一种机械设备,隔膜泵在运行中难免出现故障,所以对隔膜泵的运行状态进行监控并在故障出现时及时报警就显得尤为重要。本文采用了强大的PLC控制技术对隔膜泵进行状态监控,并给出了详细的电路图和程序。最后对隔膜泵管道的振动机理进行了分析和技术研究,然后采取了抑制振动的措施。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 隔膜泵及其管道输送简介
• 1.2.1 隔膜泵的结构及分类
• 1.2.2 隔膜泵的工作原理
• 1.2.3 隔膜泵及其管道的国内外研究概况
• 1.2.4 隔膜泵及其管道的技术发展趋势
• 1.2.5 隔膜泵及其管道的核心技术
• 1.2.6 隔膜泵及其管道的主要应用及研究意义
• 1.3 本论文研究的目的、意义和主要内容
• 1.3.1 本论文研究的目的、意义
• 1.3.2 本论文研究的主要内容
• 第2章 隔膜泵的可视化设计
• 2.1 可视化设计简介
• 2.1.1 可视化设计的内涵
• 2.1.2 可视化设计的具体研究内容
• 2.1.3 可视化设计法的关键技术
• 2.2 隔膜泵的可视化三维建模
• 2.2.1 SolidWorks软件简介
• 2.2.2 隔膜泵零部件三维模型的建立
• 2.3 隔膜泵的装配体可视化模型
• 2.3.1 ADAMS简介
• 2.3.2 隔膜泵的可视化设计模型
• 2.4 本章小结
• 第3章 隔膜泵的临界转速及其提高措施
• 3.1 隔膜泵临界转速的确定
• 3.1.1 限制隔膜泵临界转速的主要因素
• 3.1.2 隔膜泵泵阀的结构型式
• 3.1.3 隔膜泵临界转速的公式推导
• 3.2 提高隔膜泵临界转速的措施
• 3.3 本章小结
• 第4章 隔膜的强度分析及提高隔膜寿命的措施
• 4.1 隔膜的强度分析
• 4.1.1 概述
• 4.1.2 有限元与ANSYS软件简介
• 4.1.3 隔膜模型的确定
• 4.1.4 隔膜的有限元分析及结果
• 4.1.5 隔膜的疲劳强度计算
• 4.2 提高隔膜寿命的措施
• 4.2.1 引起隔膜故障的原因
• 4.2.2 影响隔膜寿命的因素
• 4.2.3 提高隔膜寿命的措施
• 4.3 本章小结
• 第5章 隔膜泵的故障机理及监测诊断系统
• 5.1 隔膜泵的主要故障机理及应对措施
• 5.1.1 隔膜破裂
• 5.1.2 进出料阀的损坏
• 5.1.3 活塞杆断
• 5.1.4 缸衬及活塞环磨损
• 5.1.5 蓄能器中氮气包破
• 5.2 在线监测与故障诊断系统的开发
• 5.2.1 隔膜泵隔膜在线监测系统的开发
• 5.2.2 隔膜泵阀体的在线监测
• 5.3 本章小结
• 第6章 隔膜泵管道系统的振动及抑制
• 6.1 概述
• 6.2 隔膜泵管道系统的振动机理
• 6.2.1 压力脉动引起的管道振动
• 6.2.2 共振
• 6.2.3 机组振动引起的管道振动
• 6.3 隔膜泵管道系统的振动抑制
• 6.3.1 测量和降低压力脉动
• 6.3.2 避免和减弱共振
• 6.3.3 合理设计管道系统
• 6.4 本章小结
• 第7章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢