本發(fā)明屬于漿體管道輸送隔膜泵；尤其涉及一種流量可擴(kuò)展的軟管隔膜泵控制系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)：

1、國內(nèi)外傳統(tǒng)的往復(fù)隔膜泵通常采用機(jī)械曲軸驅(qū)動方式，單臺隔膜泵要實現(xiàn)穩(wěn)定高壓和超大流量輸送，只能通過增加工作缸數(shù)量和沖程實現(xiàn)隔膜泵流量擴(kuò)展和消除脈動，由于曲柄連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計限制泵的緊湊性和輕量化，多缸大流量高壓泵的曲軸尺寸龐大，加工困難制造成本高，并且沖程的增加影響單向閥、隔膜的使用壽命。

2、鑒于上述機(jī)械曲軸驅(qū)動往復(fù)隔膜泵的技術(shù)缺陷，迫切需要一種即可實現(xiàn)流量可擴(kuò)張又不增加沖程的結(jié)構(gòu)緊湊的低脈動長壽命隔膜泵。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供了一種流量可擴(kuò)展的軟管隔膜泵控制系統(tǒng)及控制方法。本發(fā)明解決目前高壓大流量隔膜泵的成本高、流量脈動大，進(jìn)出料單向閥壽命短的問題。

2、本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

3、本發(fā)明涉及一種流量可擴(kuò)展的軟管隔膜泵系統(tǒng)，包括：進(jìn)料單向閥101，出料單向閥102，隔膜室103，推進(jìn)液作動器104，閉式變量泵1，冷卻沖洗閥2，溢流閥3，第一單向閥4，第二單向閥5，雙作用作動器6，可變轉(zhuǎn)速電機(jī)7；

4、閉式變量泵1與雙作用作動器6連接，本發(fā)明的動力為閉式變量泵1直接連接驅(qū)動雙作用作動器6；

5、雙作用作動器6通過推進(jìn)液作動器104與隔膜室103連接；

6、出料單向閥102、進(jìn)料單向閥101分別設(shè)置在隔膜室103的上下端；

7、雙作用作動器6設(shè)置有位移傳感器，雙作用作動器6的兩側(cè)活塞桿分別與通過推進(jìn)液作動器104與隔膜室103連接，推進(jìn)液作動器104出油口與隔膜室103的隔膜外側(cè)相連，隔膜室103的隔膜內(nèi)側(cè)進(jìn)口與進(jìn)料單向閥101連接，進(jìn)料單向閥101與進(jìn)料口管道連接，隔膜室內(nèi)的隔膜內(nèi)側(cè)出口與出料單向閥連接，出料單向閥102與出料口管道連接；

8、雙作用作動器6的油口a與閉式變量泵1的主油路的一側(cè)高壓出油口a0連接，高壓出油口a0并聯(lián)依次與冷卻沖洗閥2的壓力油口、第二單向閥5的進(jìn)油口連接，第二單向閥5的出油口與溢流閥3的進(jìn)油口連接，冷卻沖洗閥2、溢流閥3的回油口與主油管t0連接回油箱；

9、雙作用作動器6的油口b與閉式變量泵1的主油路的一側(cè)高壓出油口b0連接，高壓出油口b0并聯(lián)依次與冷卻沖洗閥2的壓力油口、第一單向閥4的進(jìn)油口連接，第一單向閥4的出油口與溢流閥3的進(jìn)油口連接。

10、優(yōu)選地，所述閉式變量泵1包括：變量泵1-1、高壓溢流閥1-2、補(bǔ)油溢流閥1-3、壓力切斷閥1-4、補(bǔ)油泵1-5、過濾器1-6、比例控制閥1-7；閉式變量泵1的泄油管與回油管連接回油箱，補(bǔ)油泵1-5的進(jìn)油口與油箱連接。

11、本發(fā)明還涉及前述的流量可擴(kuò)展的軟管隔膜泵系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：

12、雙作用作動器6向左側(cè)運(yùn)動時，左側(cè)的隔膜室103為壓料工況，右側(cè)的隔膜室103為吸料工況，閉式變量泵1中的比例控制閥1-7給定正信號，閉式變量泵1的b0為高壓油口，a0油口切換為吸油口，與雙作用作動器6左側(cè)相連的推進(jìn)液作動器104驅(qū)動隔膜室103排出料漿，此時左側(cè)進(jìn)料單向閥101關(guān)閉，出料單向閥102打開輸送高壓料漿到高壓輸送管網(wǎng)，同時與雙作用作動器6右側(cè)相連的推進(jìn)液作動器104向左移動帶動右側(cè)隔膜室103吸入料漿，此時右側(cè)出料單向閥102關(guān)閉，右側(cè)進(jìn)料單向閥101打開，吸入低壓料漿到右側(cè)隔膜室103內(nèi)側(cè)；

13、雙作用作動器6向右側(cè)運(yùn)動時，左側(cè)的隔膜室103為吸料工況，右側(cè)的隔膜室103為壓料工況，閉式變量泵1中的比例控制閥1-7給定負(fù)信號，閉式變量泵1的a0為高壓油口，b0油口切換為吸油口，與雙作用作動器6右側(cè)相連的推進(jìn)液作動器104驅(qū)動隔膜室103排出料漿，此時右側(cè)進(jìn)料單向閥101關(guān)閉，出料單向閥102打開輸送高壓料漿到高壓輸送管網(wǎng)，同時與雙作用作動器6左側(cè)相連的推進(jìn)液作動器104向右移動帶動右左側(cè)隔膜室103吸入料漿，此時左側(cè)出料單向閥102關(guān)閉，左側(cè)進(jìn)料單向閥101打開吸入低壓料漿到左側(cè)隔膜室103內(nèi)側(cè)。

14、本發(fā)明是通過調(diào)節(jié)電氣功能模塊控制閉式變量泵1的排量，實現(xiàn)雙作用作動器6勻加速、勻速和勻減速動作，實現(xiàn)雙作用作動器6運(yùn)動的左右交錯往復(fù)控制，雙缸疊加速度始終穩(wěn)定，輸送過程流量脈動小。根據(jù)需要可通過可變轉(zhuǎn)速電機(jī)調(diào)整轉(zhuǎn)速實現(xiàn)雙作用作動器換向次數(shù)，從而實現(xiàn)輸送流量精確控制和調(diào)整。

15、本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

16、(1)本發(fā)明所涉及的流量可擴(kuò)展的軟管隔膜泵控制系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、流量穩(wěn)定、成本低、效率高等優(yōu)點(diǎn)；

17、(2)本發(fā)明所涉及的流量可擴(kuò)展的軟管隔膜泵控制系統(tǒng)，本發(fā)明的動力源于一組或多組閉式泵控單缸雙作用作動器疊加組成，輸出總流量可實現(xiàn)模塊化擴(kuò)展，滿足不同流量需求應(yīng)用場景的需求。

18、(3)本發(fā)明采用閉式比例變量泵直驅(qū)控制雙作用作動器，按照設(shè)定周期函數(shù)執(zhí)行勻加速啟動、勻速運(yùn)動和勻減速運(yùn)動，實現(xiàn)雙作用作動器運(yùn)動的左右交錯往復(fù)控制，雙缸疊加速度始終穩(wěn)定，輸送過程流量脈動小，節(jié)能效率高。

19、(4)本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)曲柄滑塊式隔膜泵驅(qū)動方式相比，隔膜室輸送回路可模塊化設(shè)計，每一個隔膜室輸送回路為獨(dú)立單元，對不同流量規(guī)格特別是超大流量貴的軟管隔膜泵通過增加或者減少隔膜室輸送回路的數(shù)量和單個排量來實現(xiàn)，控制系統(tǒng)適應(yīng)性強(qiáng)。

20、(5)本發(fā)明通過增加隔膜腔的有效容積和雙作用作動器的行程，可大大降低往復(fù)工作沖程，單向閥的工作頻率減少，壽命延長；采用閉式泵控雙作用作動器整個動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊。

21、(6)本發(fā)明根據(jù)工況要求可以調(diào)整可變轉(zhuǎn)速電機(jī)轉(zhuǎn)速和閉式變量泵擺角信號實現(xiàn)流量匹配輸出，同時通過各模塊之間的輸出流量相序的交錯控制，實現(xiàn)無脈動輸送。

技術(shù)特征：

1.一種流量可擴(kuò)展的軟管隔膜泵系統(tǒng)，其特征在于，包括：進(jìn)料單向閥(101)，出料單向閥(102)，隔膜室(103)，推進(jìn)液作動器(104)，閉式變量泵(1)，冷卻沖洗閥(2)，溢流閥(3)，第一單向閥(4)，第二單向閥(5)，雙作用作動器(6)，可變轉(zhuǎn)速電機(jī)(7)；

2.如權(quán)利要求1所述的流量可擴(kuò)展的軟管隔膜泵系統(tǒng)，其特征在于，所述閉式變量泵(1)包括：變量泵(1-1)、高壓溢流閥(1-2)、補(bǔ)油溢流閥(1-3)、壓力切斷閥(1-4)、補(bǔ)油泵(1-5)、過濾器(1-6)、比例控制閥(1-7)；閉式變量泵(1)的泄油管與回油管連接回油箱，補(bǔ)油泵(1-5)的進(jìn)油口與油箱連接。

3.如權(quán)利要求1所述的流量可擴(kuò)展的軟管隔膜泵系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種流量可擴(kuò)展的軟管隔膜泵系統(tǒng)及控制方法；包括：進(jìn)料單向閥(101)，出料單向閥(102)，隔膜室(103)，推進(jìn)液作動器(104)，閉式變量泵(1)，冷卻沖洗閥(2)，溢流閥(3)，第一單向閥(4)，第二單向閥(5)，雙作用作動器(6)，可變轉(zhuǎn)速電機(jī)(7)；閉式變量泵(1)與雙作用作動器(6)連接；雙作用作動器(6)通過推進(jìn)液作動器(104)與隔膜室(103)連接。本發(fā)明每一個隔膜室(103)輸送回路為獨(dú)立單元，通過增加或者減少隔膜室輸送回路的數(shù)量和單個排量來實現(xiàn)，控制系統(tǒng)適應(yīng)性強(qiáng)。本發(fā)明實現(xiàn)了雙作用作動器運(yùn)動的左右交錯往復(fù)控制，雙缸疊加速度始終穩(wěn)定，輸送過程流量脈動小，節(jié)能效率高。

技術(shù)研發(fā)人員：劉杰,寧博,丘銘軍,王亞強(qiáng),王社昌,劉耀卓,毋嘉豪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國重型機(jī)械研究院股份公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2