隔膜、泵阀与空气室是往复式隔膜泵中与输送介质直接接触的部件,因此,隔膜、泵阀与空气室是影响隔膜泵使用寿命长短的关键部件。本论文以“隔膜的结构优化、排出阀的运动规律的仿真和空气室对隔膜泵水力特性的影响”作为主要研究内容,围绕“如何提高隔膜泵寿命”这一目的,较全面地探讨了隔膜泵关键部件的优化设计问题,主要研究内容包括以下几个方面: (1)在分析了隔膜运动机理和受力规律的基础上,建立了隔膜的数学模型; (2)根据建立的数学模型,利用有限元分析软件ANSYS对隔膜在最大受载作用下进行应力、应变分析,直观地观察并总结其受力状态与变形特征。 (3)根据隔膜的变形特征,利用MATLAB仿真软件啮合出隔膜最大变形曲线,并求解出曲线的四次多项式表达式,据此对隔膜进行相应的优化设计。 (4)利用MATLAB软件仿真出隔膜泵排出阀的运动规律,直观地观察并总结排出阀的运动情况。 (5)根据隔膜泵运动及受力规律,在未装设空气室和装设空气室两种情况下,分别建立隔膜泵水力特性的数学模型,并利用MATLAB数值仿真软件进行仿真对比,从直观上验证了空气室对隔膜泵水力特性的重要影响。 (6)用“数值迭代”的方法、“长管理论”和“短管理论”分别确定空气室的容积,并利用MATLAB数值仿真软件仿真出不同容积的空气室对泵水力特性的影响,比较其优劣。