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摘要：往复式活塞隔膜泵是在往复式活塞泵的基础上研制成功的一种先进的料浆输送设备。通过增加隔膜室橡胶隔膜，将矿浆与油介质分隔开来，克服了因活塞泵运动部件与料浆直接接触导致其缸套、活塞密封件易磨损的缺点，成为输送高磨砺性、高腐蚀性料浆的新一代往复式活塞隔膜泵，目前，在冶金、煤化工、建材、电力等行业得到了广泛的应用。该隔膜泵的设计、制造涉及机械、液压、电子及橡胶等多学科技术。其中液压系统是保证隔膜泵正常运行的关键所在。本文概述往复式活塞隔膜泵液压系统的主要组成部分及分类，介绍其功用、原理和特点；论述其工作特性和设计要点，重点介绍往复式活塞隔膜泵的核心技术——推进液系统的工作原理。
关键词：隔膜泵；推进液系统；工作原理
1液压系统结构及其工作原理
1.1液压系统结构
隔膜泵液压系统按结构分，主要包括：动力源部分、控制部分、辅助部分及出口压力脉动补偿器充气装置（见图1）。动力源部分由推进液油泵电机组和冲洗油泵电机组构成；控制部分由两位两通阀组、二位三通电磁阀组、压力变送器组件三部分组成；辅助部分包括：气动三联件、蓄能器、滤油器、油箱、管路及仪表等。
1.气动三联件组件2.工作压力表3.出口压力脉动补偿器充气装置4.推进液油泵电机组5.空气压力表6.二位三通电磁阀组件7.卸荷阀8.推进液压力表9.推进液滤油器10.冲洗油泵电机组11.两位两通阀组12.压力变送器组件13.蓄能器14.冲洗滤油器
隔膜泵液压系统按工作特性又可分为三个独立系统，即推进液系统、冲洗系统和出口压力脉动补偿器充气装置。其中推进液系统是整个液压系统的重要组成部分。
1.2液压系统工作原理
1.2.1推进液系统工作原理
其正常工作状态是：通过空气压缩机持续供气，二位三通电磁阀处于常开状态，气体进入两位两通阀阀体上腔，作用于小隔膜上，通过压缩小隔膜，使补油阀密封块与单向阀、排油阀密封块与喷嘴紧密闭合。当检测单元补油信号发生器发出隔膜腔内需要补油信号时，补油端二位三通电磁阀关闭，气体泄掉，推进液系统压力（压力设定值为0.5～1MPa）将阀推杆及密封块向上顶开，经单向阀通过管路进入隔膜腔，完成补油过程。当系统需要排油时，排油端二位三通电磁阀关闭，气体泄掉，油经喷嘴流回油箱，完成排油过程。
需要说明的是，隔膜腔内油液量的正常与否是保证隔膜泵正常运行的关键，其原理已在多篇文章做过论述，在此不再赘述。[2]
1.2.2冲洗系统工作原理
冲洗系统由动力单元及辅助元件组成。其动力单元由油泵电机组及油泵内部装有的设定值为0.8MPa的溢流阀组成。辅助元件由输油管路、滤油器、油箱、分配器等组（见图4）。隔膜泵启动前应先开启冲洗油泵，冲洗油液不间断地冲洗活塞杆和活塞，起润滑和冷却作用，以保证活塞在缸套中良好的运动。
1.液力端2.活塞缸3.出口压力脉动补偿器4.充气工具
图4冲洗系统原理图
1.2.3出口压力脉动补偿器充气装置
2液压系统工作特性
2.1.1吸入过程
2.1.2排出过程
根据上述隔膜泵输送料浆的吸入过程和排出过程，可以得知，推进液系统的排油必须在隔膜泵的吸入过程中完成，补油必须在隔膜泵的排出过程中完成，此乃推进液系统的工作特性。
2.1.3静态分析
（1）压缩空气持续供气，密封块11与单向阀12及喷嘴3的接触面要起到良好的密封作用；
（2）当压缩空气泄压后，阀推杆10应能在弹簧力的作用下轻松复位；
（3）需要补油时，补油阀5上部的压缩空气泄压后，阀推杆10向上抬起，单向阀12在推进液系统压力作用下应及时打开，推进液油迅速进入隔膜腔；
（4）需要排油时，排油阀1上部的压缩空气泄压后，阀推杆10向上抬起，油液要顺畅地回到油箱；
（5）各面贴合处及密封件密封处不得有任何泄漏；
（6）工作可靠，压力损失要小；
（7）工作过程中，减小振动和噪声；
（8）便于拆、装、维护与维修等。
2.2冲洗系统的工作特性
2.3出口压力脉动补偿器充气装置[4]
3往复式活塞隔膜泵液压系统特点
（1）系统启动、制动迅速，运动平稳；对油液的污染敏感度较低；
（2）操作简便，与电力、气动传动相配合，易于实现远距离操纵和自动控制；
（3）各液压元件有自润滑和冷却作用，使其不易磨损，易实现过载保护，因而寿命长；
（4）液压系统各部件多采用模块化设计，不仅提高了零部件的互换性，便于装配，而且为产品的升级奠定了基础。
（5）易于实现标准化、系列化和通用化，便于设计、制造和推广使用。
4结束语
多年来，通过不断探索、实践，隔膜泵液压系统的设计逐步得到优化。其中主要的零、部件设计已经实现模块化、系列化，不仅保证了设计质量，同时也缩短了整机的设计周期，而且为用戶使用和维护隔膜泵提供了方便。近年来，随着该泵在冶金、矿山、有色、石油化工、建材、煤炭、电力及环保等工业领域中应用范围的扩大，隔膜泵液压系统的运行不仅在正常工作环境中满足设计要求，而且能够在高温、高原、防爆等特殊工作场合稳定运行，隔膜泵液压系统的技术水平、液压元件的使用寿命及系统的运行稳定性均趋于成熟。
[参考文献]
[1]成大先.机械设计手册（第4版）第1～4卷[M].北京：化学工业出版社，2002.
[2]凌学勤.往复式活塞隔膜泵[A].中国国际装备制造业博览会论文集[C].沈阳：沈阳冶金机械有限公司，2006.
[3]官中范.液压传动系统[M].北京：机械工业出版社，2005.
[4]太原科技大学液压教研组.液压元件[M].山西：太原科技大学，2007.
关键词：隔膜泵；推进液系统；工作原理
1液压系统结构及其工作原理
1.1液压系统结构
隔膜泵液压系统按结构分，主要包括：动力源部分、控制部分、辅助部分及出口压力脉动补偿器充气装置（见图1）。动力源部分由推进液油泵电机组和冲洗油泵电机组构成；控制部分由两位两通阀组、二位三通电磁阀组、压力变送器组件三部分组成；辅助部分包括：气动三联件、蓄能器、滤油器、油箱、管路及仪表等。
1.气动三联件组件2.工作压力表3.出口压力脉动补偿器充气装置4.推进液油泵电机组5.空气压力表6.二位三通电磁阀组件7.卸荷阀8.推进液压力表9.推进液滤油器10.冲洗油泵电机组11.两位两通阀组12.压力变送器组件13.蓄能器14.冲洗滤油器
隔膜泵液压系统按工作特性又可分为三个独立系统，即推进液系统、冲洗系统和出口压力脉动补偿器充气装置。其中推进液系统是整个液压系统的重要组成部分。
1.2液压系统工作原理
1.2.1推进液系统工作原理
其正常工作状态是：通过空气压缩机持续供气，二位三通电磁阀处于常开状态，气体进入两位两通阀阀体上腔，作用于小隔膜上，通过压缩小隔膜，使补油阀密封块与单向阀、排油阀密封块与喷嘴紧密闭合。当检测单元补油信号发生器发出隔膜腔内需要补油信号时，补油端二位三通电磁阀关闭，气体泄掉，推进液系统压力（压力设定值为0.5～1MPa）将阀推杆及密封块向上顶开，经单向阀通过管路进入隔膜腔，完成补油过程。当系统需要排油时，排油端二位三通电磁阀关闭，气体泄掉，油经喷嘴流回油箱，完成排油过程。
需要说明的是，隔膜腔内油液量的正常与否是保证隔膜泵正常运行的关键，其原理已在多篇文章做过论述，在此不再赘述。[2]
1.2.2冲洗系统工作原理
冲洗系统由动力单元及辅助元件组成。其动力单元由油泵电机组及油泵内部装有的设定值为0.8MPa的溢流阀组成。辅助元件由输油管路、滤油器、油箱、分配器等组（见图4）。隔膜泵启动前应先开启冲洗油泵，冲洗油液不间断地冲洗活塞杆和活塞，起润滑和冷却作用，以保证活塞在缸套中良好的运动。
1.液力端2.活塞缸3.出口压力脉动补偿器4.充气工具
图4冲洗系统原理图
1.2.3出口压力脉动补偿器充气装置
2液压系统工作特性
2.1.1吸入过程
2.1.2排出过程
根据上述隔膜泵输送料浆的吸入过程和排出过程，可以得知，推进液系统的排油必须在隔膜泵的吸入过程中完成，补油必须在隔膜泵的排出过程中完成，此乃推进液系统的工作特性。
2.1.3静态分析
（1）压缩空气持续供气，密封块11与单向阀12及喷嘴3的接触面要起到良好的密封作用；
（2）当压缩空气泄压后，阀推杆10应能在弹簧力的作用下轻松复位；
（3）需要补油时，补油阀5上部的压缩空气泄压后，阀推杆10向上抬起，单向阀12在推进液系统压力作用下应及时打开，推进液油迅速进入隔膜腔；
（4）需要排油时，排油阀1上部的压缩空气泄压后，阀推杆10向上抬起，油液要顺畅地回到油箱；
（5）各面贴合处及密封件密封处不得有任何泄漏；
（6）工作可靠，压力损失要小；
（7）工作过程中，减小振动和噪声；
（8）便于拆、装、维护与维修等。
2.2冲洗系统的工作特性
2.3出口压力脉动补偿器充气装置[4]
3往复式活塞隔膜泵液压系统特点
（1）系统启动、制动迅速，运动平稳；对油液的污染敏感度较低；
（2）操作简便，与电力、气动传动相配合，易于实现远距离操纵和自动控制；
（3）各液压元件有自润滑和冷却作用，使其不易磨损，易实现过载保护，因而寿命长；
（4）液压系统各部件多采用模块化设计，不仅提高了零部件的互换性，便于装配，而且为产品的升级奠定了基础。
（5）易于实现标准化、系列化和通用化，便于设计、制造和推广使用。
4结束语
多年来，通过不断探索、实践，隔膜泵液压系统的设计逐步得到优化。其中主要的零、部件设计已经实现模块化、系列化，不仅保证了设计质量，同时也缩短了整机的设计周期，而且为用戶使用和维护隔膜泵提供了方便。近年来，随着该泵在冶金、矿山、有色、石油化工、建材、煤炭、电力及环保等工业领域中应用范围的扩大，隔膜泵液压系统的运行不仅在正常工作环境中满足设计要求，而且能够在高温、高原、防爆等特殊工作场合稳定运行，隔膜泵液压系统的技术水平、液压元件的使用寿命及系统的运行稳定性均趋于成熟。
[参考文献]
[1]成大先.机械设计手册（第4版）第1～4卷[M].北京：化学工业出版社，2002.
[2]凌学勤.往复式活塞隔膜泵[A].中国国际装备制造业博览会论文集[C].沈阳：沈阳冶金机械有限公司，2006.
[3]官中范.液压传动系统[M].北京：机械工业出版社，2005.
[4]太原科技大学液压教研组.液压元件[M].山西：太原科技大学，2007.