道问工业设备

在油漆生产企业里，输送流体种类大部分为易燃、易爆、 有毒、有害的液体，其中不乏高粘高稠的东西，如硝化棉液、 树脂、松香、沥青液、油漆成品等。如何选用合适的设备输送 这些物料，既要保障安全生产，又要满足工艺需要，改善工作 环境，方便日后的维护管理等，是一个相当重要的课题。威尔顿气动隔膜泵凭着其结构、性能及操作方便的特点，较好地解决上述 问题。

1 结构简单，无动密封 气动隔膜泵结构及其运行原理 ( 详见图 1) ［1］。 结构上主要由泵体 A、隔膜片②、内置止回阀⑥ ( 球阀) 、 气动控制阀①、隔膜连杆⑤、泵进出口连接管 ( B、C) 等组 成。隔膜片②装在隔膜连杆⑤的两端，将泵体分隔成互不连通 的左物料腔室、气体腔室、右物料腔室。左右两个物料腔室分 别由泵的进、出口管 ( B、C) 连接，被其进出口上 4 个止回阀 ⑥ ( 球阀) 相隔离。这样气动隔膜泵在工作时，物料只能在物 料腔室内运行，绝不跑进气体腔里。 图 1 气动隔膜泵结构及其运行原理示意图 注: A—泵体; B—泵进口连接管; C—出口连接管 ①气动控制阀; ②隔膜片; ③气体腔室内要排出的气体; ④气体腔室内气体排出端口; ⑤隔膜连杆; ⑥止回阀; ⑦右物料腔室; P1 － 气体腔室内气体压力; P2 － 左物料腔室内的压力: P3 － 右物料腔室内压力; P4 － 大气压力 第 41 卷第 14 期 伍星等: 试述气动隔膜泵在油漆生产企业中的应用 175 它的运行原理是压缩空气通过气动控制阀①将分配至气体 腔室，向左隔膜②的内表面上施加均匀压力，同时排出气体 ③从右隔膜后方通过气阀组件导向排出端口④ ( 此处装有消音 器) ; 气体腔室内气体压力 P1 超过左物料腔室内的压力 P2，隔 膜连杆⑤来回移动，形成物料在左腔室排放，在右腔室进行吸 入。排放和吸入物料的方向由止回阀⑥ ( 球阀) 运行方向控 制。吸入行程使泵执行吸入。吸入行程可降低右物料腔室内压 力 P3，增加右腔室内体积，从而生成大气压力 P4 压差，推动 物料经过吸入管道，穿过吸入侧止回阀⑥，流入右物料腔室 ⑦中; 吸入行程还可启动泵的往复运动。通过行程机械拉动吸 入隔膜的移动，隔膜的内板与对准的驱动柱塞发生接触，移动 导向阀芯。导向阀激活后，便向气动控制阀的另一端发出压力 信号，使压缩空气方向改向右腔室的一侧，如此循环往复，气 动隔膜泵的吸入、压出行程得以持续［1］。 通过对气动隔膜泵结构及其工作原理的分析可以看到，气 动隔膜泵在工作过程中，使输送的物料完全处在密闭的环境 中，有关密封均为静密封，在防泄漏方面比离心泵、齿轮泵等 优越。因为离心泵、齿轮泵同样在油漆生产企业中广泛使用， 它们主要由泵壳、叶轮 ( 或齿轮) 、轴及轴封组成，其中轴封 分为填料密封和机械密封，它们的作用是防止高压液体从泵体 内沿轴漏出，或者外界空气沿轴漏入。填料密封主要靠填料压 盖压紧填料，并迫使它产生变形来达到密封的目的，其严密程 度可由压盖上螺栓的松紧加以调节。填料不可压得过紧，过紧 虽能制止泄漏，但机械磨损增加，功率消耗过大，严重时造成 发热、冒烟，甚至烧坏零件; 也不可压得过松，过松则起不到 密封的作用。合理的松紧使液体慢慢从填料函中呈滴状渗出， 大约每秒钟 1 滴为度。填料密封的优点为简单易行，缺点是维 修工作量大，损失功率也大，总有液体泄出。因此，对易燃、 易爆、贵重或有毒的液体不宜使用。而机械密封，主要密封原 件由动环、静环构成。密封是靠动环与静环两者端面间的紧密 粘合实现。动环固定在泵轴上并一同旋转，动环的端面紧贴静 环。而静环则与静环座固定连接，动环与静环两端面间的紧帖 程度由弹簧调节，通过推环来达到。与填料密封相比，机械密 封具有液体泄漏量小，使用寿命长，消耗功率少，结构紧凑， 密封性能好等优点。缺点是零件加工要求高，成本较贵，卸装 和更换零件不便［2］。不论是填料密封还是机械密封，在泵的运 转过程中，是呈动密封状态，其泄漏机率远高于静密封，对于 输送高稠高粘且易燃易爆、有毒物料的泵来讲，其安全性就比 不上气动隔膜泵。在输送高稠高粘且易燃易爆物料时，由于动 密封失效而引发齿轮泵着火及爆裂的案例时有发生，这也是危 及安全生产之隐患。 另外由于离心泵、齿轮泵等在输送物料过程中，其泵叶轮 或齿轮、轴不同程度地与物料接触，它们对物料进行打滚、挤 压、剪切、研磨，其过程造成泵体发热，这对输送高粘高稠且 易燃易爆物料是相当不利。为安全起见，需对泵体实行喷淋水 降温，由于长期喷淋，泵轴裸露部位表面易锈蚀、起毛刺、麻 坑等，给机械密封维修增添麻烦，如对轴表面处理不好，将影 响机械密封的装配质量，而气动隔膜泵无这方面的现象发生。

2 适应范围广、使用效率高、操作方便、可 靠、安全 有关离心泵、齿轮泵、气动隔膜泵性能比较如表 1 ［2］。 表 1 离心泵、齿轮泵、气动隔膜泵性能比较 类型 离心泵 齿轮泵 气动隔膜泵 流量 均匀; 量大; 流量随管路情况而变化 比较均匀; 量小; 流量恒定 不均匀; 量不大; 流量恒定，几乎不因压头变化而变化 扬程 一般不高; 对一定流量只能供给一定的扬程 较高; 对一定流量可供应不同扬程， 由管路系统确定 同齿轮泵 效率 最高为 70% 左右; 在设计点最高，偏离愈远，效率愈低 在 60% ～ 90% ; 扬程高时泄露使效率降低 在 80% 左右; 供应不同扬程时，效率仍保持较大值 操作 有气缚现象，开车前要灌泵，运转中 不能漏气; 维护、操作方便; 可用阀 很方便地调节流量; 不因管路堵塞而 发生损坏现象 检查比离心泵复杂; 不能用出口阀而只能用支路 阀调节流量 零件少，检查容易; 扬程流量改变时能保持高效率; 调节气源压力，可调节泵流量 ( 0 ～ 最大额定容量) ; 空转时无损坏或热量聚积; 运行平稳，不会剪切易损 材料当出口压力大于等于进口压力时，安全停泵待出 口打开后泵才会运行 适用范围 输送腐蚀性或悬浮液，对粘度大的流 体不适用，一般流量大，而扬程不高 高扬 程，小 流 量，特 别 适 宜 于输送油类等粘性液体 处理大管道尺寸的固体，处理高粘度液体，悬浮固体， 研磨性污泥和泥浆，腐蚀性液体 从表 1 中各项性能比较，我们可以看到，气动隔膜泵具有 适应范围广、使用效率高、操作方便、可靠、安全。在油漆生 产中，选用气动隔膜泵，既安全又能满足工艺要求。 3 运行成本低，容易与其它设备配套使用 由于气动隔膜泵结构简单，在与同等口径 ( 3″以下) 的其 它类型泵比较，它显得体积小、重量轻、易布置安装。它的膜 片可根据输送不同物料可选用橡胶或耐磨、耐腐蚀橡胶或用聚 四氟乙烯衬里; 或采用特殊金属制成; 在出口管关闭时泵处于 安全停运状态，故无需安装旁路系统和安全阀; 在输出物料过 程中，物料与气动执行装置、气腔室无接触，不存在轴封泄 露; 轴承润滑污染; 轴偏斜、打滑、容积效率降低，以及低于 最小流量时产生的轴承、轴 ( 负载) 问题及空载发热磨损等。 ( 下转第 199 页) 第 41 卷第 14 期 林枫等: 浅谈大学化学教学创新能力培养 199 面张力发生必须所具备的条件。经过分析概括，学生自己得出 表面张力发生的条件。这样一个比较抽象的化学问题，就在学 生好奇心的驱使下，通过能动的思考和分析而解决了。 2. 4 教师的创新能力的培养［5］ 高等学校应培养基础坚实、知识面宽、能力强、素质高的 创新性人才，而要培养创造型人才，首先要培养有创造能力的 教师。化学教育者要树立品牌意识，树立化学品牌，这也是创 新能力培养中的教学过程。教师具有强烈的求知欲是进行创新 的重要基础，这要求教师要广泛涉猎知识，加强业务学习和教 育科研活动。具有创造性获取化学信息，加工信息和有效利用 信息的能力。只有具备创新意识的老师，才能发现培养具有创 新意识的学生。化学家不但要生产合格产品，还要创造很多新 产品，更要治理本行业及其它行业产生的污染，化学家不但要 认识世界、改造世界，还要懂得如何去保护世界。 创新能力培养是每个教师职责，高校教师更应该肩负此使 命，注重创新人才的发现、发掘和培养。这就要求我们教师要 深入学生了解学生，针对不同学生提供不同程度的帮助，根据 学生的情况，及时了解、纠正学生在学习中的各种问题。具有 创新特点的大学化学教师，在完成教学任务要求的同时，应该 启发地、有意或无意地将学生带入学科发展的前沿领域。善于 引导学生进行创新活动，鼓励和激发学生求异创新。但是，由 于学科、专业及经费的制约，只有依靠创新人才梯队，才能完 成教学创新能力飞跃的提高。 通过教学实践我们认识到: 创新意识的形成往往是从好奇 心开始的，建立以培养创新意识、创新能力为主要目的的教学 体系，及时将教改教研成果和学科最新发展成果引入课堂教 学，引导学生进行科学思考并积极参与科研实践，拓宽学生的 知识领域，能极大的促进学生学习的热情和兴趣，培养他们的 科学探索与创新精神。总之，培养创新能力这不仅需要我们教 育工作者提高自身的业务素质和水平，更需要发挥学科的力量 和团队的力量，只有整个社会意识到创新的重要性，它才会走 得更远更高。 随着科学技术的迅猛发展，时代对人才的质量要求也越来 越高，它要求高质量的人才既要有较深厚的基础理论知识，又 要有灵活运用已有知识发现问题、分析问题、解决问题的能 力。客观的说，这种要求就是我们大学化学教学所应努力的方 向。因此，在大学化学教学工作中如何做到创新，提高大学生 学习化学的兴趣，是亟待我们需要解决的问题，相信在不久的 将来随着教改的深入和广大高校化学教育工作者的努力，大学 生学习化学的兴趣会越来越浓。