一种隔膜保护系统技术方案

一种隔膜保护系统属于隔膜泵隔膜保护技术领域，尤其涉及一种隔膜保护系统。本实用新型专利技术提供一种运行稳定、可靠且使用寿命长的隔膜保护系统。本实用新型专利技术包括橡胶隔膜，橡胶隔膜中包含一铁芯，铁芯与对橡胶隔膜进行导向的横向金属无磁导杆连接，其结构要点无磁导杆中安装有永磁铁，相应于所述永磁铁的横向运动轨迹设置有磁式信号传感器，磁式信号传感器的信号输出端口与PLC的信号输入端口相连，PLC的补排油信号输出端口与隔膜室补排油部分的控制信号输入端口相连；所述磁式信号传感器为两个沿隔膜腔横向布置。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于隔膜泵隔膜保护
，尤其涉及一种隔膜保护系统。
技术介绍
隔膜泵作为一种工业领域常用的管道输送设备，以其输送压力高、输送流量稳定、输送物料与活塞隔离等特点，在固液两相介质输送场合中得到了广泛的应用，其中橡胶隔膜作为隔膜泵结构的重要部件，在输送物料与活塞隔离上起到了不可替代的作用，隔膜泵的橡胶隔膜使用寿命直接决定了隔膜泵的连续运转时间及设备运转率，因此在隔膜泵制造及控制技术中，隔膜的保护技术与隔膜破损检测技术是隔膜泵技术发展的重中之重。隔膜主要为橡胶材质，辅以铁芯提供定位及导向的作用，如图2所示，橡胶隔膜安装于隔膜腔中，起到隔离输送物料与液压油的作用，使活塞及活塞缸避免与输送物料直接接触，保护了活塞的寿命，同时也避免液压油流入输送管路，防止液压油污染输送物料，保证了管道工艺的清洁性，另一方面相对于油隔离泵节省了液压油，降低了设备运转成本。由于橡胶隔膜本身的材质，决定了橡胶隔膜本身不能够承受过大应力，因此，橡胶隔膜本身不能够作为物料输送的动力张量来源，而是应该在橡胶隔膜的一侧通过液压油均匀的提供压力，同时在橡胶隔膜的另一侧，通过物料对隔膜的反作用力，达到橡胶隔膜两侧的压力平衡，使橡胶隔膜在设计允许的弹性形变范围内折叠与伸缩形变，从而发挥橡胶隔膜应有的设备部件特性，保护橡胶隔膜的使用寿命。目前市场上的隔膜泵油量控制系统的控制方案，都是通过测试信号检测探头，检测液压油油量，当检测到液压油油量较少时，通过液压管路进行自动的补油动作，当检测到液压油油量较多时，通过液压管路进行自动的排油动作，从而实现控制隔膜腔液压油量，达到隔膜两侧压力平衡的目的，进而保护橡胶隔膜运转。此种控制方式能够满足隔膜泵运转以及隔膜腔油量控制的一般性设备需求，但其控制方式简单，执行能力被动，对隔膜腔液压油量缺乏充分的预估手段，并且当橡胶隔膜破损时缺乏必要的响应能力，难以保护隔膜泵的运转安全，导致设备运行风险增加，连续运转时间缩短。总结目前市场上的隔膜泵油量控制系统的结构特征，综合分析其运行效果，可以看出现有技术具有以下几种缺点：1、隔膜室油量检测方式落后：目前市场上的隔膜泵油量控制系统，其油量检测装置为定性检测方案，仅能通过磁式信号检测探头对隔膜腔油量的多少进行判断，得出的检测结果为1bool的数字量，其中0为油量匮乏，1为油量超出，但不能进一步对隔膜室油量的匮乏量与超出量进行判断，通过该特性可以看出，旧的隔膜油量控制系统只能对隔膜室油量进行定性检测，而无法对隔膜室油量进行定量检测。2、补油动作及排油动作油量不可控：目前市场的隔膜室补排油液压系统在对隔膜室做出补油或排油动作时已然采用的是定量补排油的控制策略，即通过固定时间的补油与排油，对隔膜室油量进行控制，此种控制方式较为落后，受到外部影响较大，缺乏必要的补排油流量检测的闭环控制策略，导致补油与排油效率较低，例如假设单次补油时间为t1,在单次补油的油量为V1，因补油压力的不同以及隔膜室压力的周期性与工艺性变化，必然导致单次补油量V1每次不尽相同，此时隔膜泵会经过多次的补油与排油交替动作，通过补油量与排油量总和的差值将隔膜室内油量调整至最佳状态，可见，在此补排油控制系统中，补排油效率较低，系统震荡时间较长，稳态性差。总结上述现象，可以看出补排油液压系统对补油动作及排油动作油量控制的作用，但是在隔膜室油量检测系统无法对隔膜室油量进行定量检测的基础上，补排油液压系统无法通过闭环反馈对单次补油油量进行控制。3、隔膜室补排油液压系统故障无法判断：在工业场合下，环境恶劣，化工酸性气体、外部冲击、机械振动、粉尘等复杂因素作用于隔膜室补排油液压系统，造成隔膜室补排油液压系统出现不可预料的故障，此时，因补油阀门或排油阀门无法有效打开或关闭，将导致橡胶隔膜的损坏，隔膜室补排油液压系统故障大致可以分为以下几个方面：补油阀门无法有效打开导致补油动作无法对已经缺少液压油的隔膜室进行补偿，或排油阀门无法有效关闭导致排油阀门持续对隔膜室进行过量排油，此两种情况将导致隔膜室油量匮乏，压力降低，隔膜处于物料压力大于隔膜室油压的状态，造成橡胶隔膜破损，同时由于隔膜室油量匮乏，在每个往复运动周期内，橡胶隔膜的铁芯会撞击隔膜室后端，造成机械损害。排油阀门无法有效打开导致排油动作无法对已经处于液压油过分充盈状态的隔膜室进行泄流，或补油阀门无法有效关闭导致补油阀门持续对隔膜室进行过量补油，此两种情况将导致隔膜室油量过多，压力增高，隔膜处于物料压力小于隔膜室油压的状态，造成橡胶隔膜破损。综合以上两个方面共四种情况可以看出，隔膜室补排油液压系统故障对橡胶隔膜运转的危害，但目前的隔膜室补排油液压系统无法对自身故障进行鉴别，难以达到保护橡胶隔膜与设备安全的目的。4、橡胶隔膜破损无检测措施：橡胶隔膜作为隔膜泵重点的控制与保护对象，其具有隔离物料与液压油的重要作用，隔膜泵的主要管路输送原理即为通过橡胶隔膜在隔膜室内作往复弹性运动，挤压物料提供管路输送压力，橡胶隔膜的破损会造成橡胶隔膜的物料隔离作用下降，导致物料与液压油混合，在隔膜做推进动作时，因活塞对液压油做功，导致液压油压力增高，通过橡胶隔膜破损缺口流入物料，最终进入输送管道，造成了液压油的浪费以及管路工艺的污染，在液压油进入输送管路后，会导致隔膜室补排油液压系统检测到隔膜室油量匮乏，进而发生补油动作。当橡胶隔膜做吸料动作时，因隔膜室液压油压力降低，物料压力高于隔膜室液压油压力，导致物料流入隔膜室与液压油混合，此时隔膜补排油液压系统将检测到隔膜室油量过多，进而发生排油动作，此时隔膜室内液压油为物料颗粒与液压油的混合物，在排油动作时，物料颗粒将随着液压油进入排油管路，最终流入液压油箱，可能堵塞排油管路，污染液压油箱内大量液压油，同时，液压油内含有大量颗粒物质，将造成隔膜室活塞研磨，影响设备寿命甚至造成重大事故。从上述技术事实可以看出，造成以上运行隐患的主要原因是当前隔膜泵缺少有效的隔膜破损检测装置，无法对隔膜破损初期物料对液压油的污染进行及时判断与控制。从以上所述隔膜泵运转现行存在问题来看，目前所采用的隔膜泵补排油方案及隔膜保护策略，主要是被动的依赖橡胶隔膜的自然弹性拉伸强度，控制方式模糊性较大，无法定量进行液压油量的检测与补偿，对补油系统故障检测不到位，缺少隔膜破损初期的故障控制机制，容易造成污染与损害的扩大化。
技术实现思路
本技术就是针对上述问题，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隔膜保护系统，包括橡胶隔膜，橡胶隔膜中包含一铁芯，铁芯与对橡胶隔膜进行导向的横向金属无磁导杆连接，其特征在于无磁导杆中安装有永磁铁，相应于所述永磁铁的横向运动轨迹设置有磁式信号传感器，磁式信号传感器的信号输出端口与PLC的信号输入端口相连，PLC的补排油信号输出端口与隔膜室补排油部分的控制信号输入端口相连；所述磁式信号传感器为两个沿隔膜腔横向布置。

【技术特征摘要】
1.一种隔膜保护系统，包括橡胶隔膜，橡胶隔膜中包含一铁芯，铁芯与对
橡胶隔膜进行导向的横向金属无磁导杆连接，其特征在于无磁导杆中安装有永
磁铁，相应于所述永磁铁的横向运动轨迹设置有磁式信号传感器，磁式信号传
感器的信号输出端口与PLC的信号输入端口相连，PLC的补排油信号输出端口与
隔膜室补排油部分的控制信号输入端口相连；所述磁式信号传感器为两个沿隔
膜腔横向布置。
2.根据权利要求1所述一种隔膜保护系统，其特征在于所述隔膜腔壁上开
有通孔，通孔内设置有信号盒，信号盒通过紧固件与隔膜泵主体相连；所述磁
式信号传感设置在信号盒内；所述两个磁式信号传感器中离橡胶隔膜较近的一
个为采集隔膜泵运行信号磁式信号传感器，另一个为采集隔膜泵补油信号磁式
信号传感器。
3.根据权利要求1所述一种隔膜保护系统，其特征在于所述隔膜室补排油
部分的补油管路内设置有脉冲式流量计，脉冲式流量计的信号输出端口与所述
PLC的检测信号输入端口相连；所述脉冲式流量计采用RFO脉冲式流量计，所述
脉冲式流量计的信号输出端口通过频率变送器与PLC的检测信号输入端口相连。
4.根据权利要求1所述一种隔膜保护系统，其特征在于所述隔膜腔内设置
有测...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌学勤，孙长明，王冠英，单伟广，王鑫龙，王祎，高毅，张伟，宋微，付鹏，
申请(专利权)人：中国有色沈阳泵业有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21