一、概述

隔膜泵，也叫氣動(dòng)雙隔膜泵或氣動(dòng)泵，是一種新型輸送機械，是目前國內最新穎的一種泵類(lèi)，采用壓縮空氣為動(dòng)力源。對于各種腐蝕性液體，帶顆粒的液體，高粘度、易揮發(fā)、易燃、劇毒的液體，均能予以抽光吸盡。隔膜泵其有四種材質(zhì)：塑料、鋁合金、鑄鐵、不銹鋼。隔膜泵根據不同液體介質(zhì)分別采用丁腈橡膠、氯丁橡膠、氟橡膠、聚四氟乙烯、聚四六乙烯，以滿(mǎn)足不同生產(chǎn)工藝的需要。隔膜泵既能抽送流動(dòng)的液體，又能輸送一些不易流動(dòng)的介質(zhì)，具有自吸泵、潛水泵、屏蔽泵、泥漿泵和雜質(zhì)泵等輸送機械的許多優(yōu)點(diǎn)。

隔膜泵已經(jīng)在石油、化工、有色金屬、食品、電子、陶瓷、紡織等行業(yè)應用，安裝在各種特殊場(chǎng)合，用來(lái)抽取各種常規泵不能抽吸的介質(zhì)。隔膜泵發(fā)展的應用潛力，還不為很多人所知。隔膜泵正逐步侵入其他泵的市場(chǎng)，并占有其中的一部分。如：油漆、涂料等精細化工行業(yè)和陶瓷業(yè)中隔膜泵已占有絕對的主導地位，而在其他的一些行業(yè)中，像環(huán)保、廢水處理、建筑、排污等行業(yè)中正在擴大它的市場(chǎng)份額，并具有其他泵不可替代的地位。

二、隔膜泵的工作原理：

隔膜泵靠壓縮空氣驅動(dòng)。定向空氣分配閥和導向閥，稱(chēng)為“氣室”，都設置在泵的中心部位。介質(zhì)流動(dòng)通過(guò)兩個(gè)匯流管和外隔膜室，稱(chēng)為“介質(zhì)室”。通常止回閥(球型或片型)都設置在每個(gè)外隔膜室的頂部或底部或共用一個(gè)匯流管。這兩個(gè)外隔膜室靠吸口和出口接頭連接起來(lái)，泵是自吸的。

在操作中，空氣分配閥交替控制隔膜的增壓。在每次沖程后，閥將自動(dòng)變換位置，使空氣得以切換至另一隔膜室，使兩邊隔膜室形成交替的吸液和壓送沖程，隔膜在平行路徑里移動(dòng)，空氣閥無(wú)潤滑油需求，這就是首選的運行方式，潔凈、干燥的空氣更能提高泵的性能。

介質(zhì)通過(guò)隔膜泵時(shí)，止回閥一開(kāi)一關(guān)，這使得每個(gè)外隔膜室交替地填充和排出，止回閥對壓力差做出反應。球閥止回閥可處理含小顆粒的介質(zhì)，而片閥止回閥可以處理含接近管徑尺寸大小軟顆粒的介質(zhì)。

當空氣分配閥讓壓縮空氣進(jìn)入左隔膜室，隔膜受壓往外推出，而形成壓送沖程，在壓送部?jì)鹊慕橘|(zhì)即受力離開(kāi)左面外隔膜室、止回閥、匯流管，而后由泵的出口流出，排出口位置可以是頂部、底部、或側面。當左隔膜室受壓推出時(shí)，隔膜連接桿在內部拖動(dòng)右隔膜向內縮回止回閥充滿(mǎn)流體，在這一循環(huán)動(dòng)作完成后，空氣分配閥將自動(dòng)地變換位置，使空氣切換至另一隔膜室，反向重復上述循環(huán)動(dòng)作，即兩邊隔膜室將因此呈現交替性的壓送及吸收液動(dòng)作。

三、氧化鋁行業(yè)對隔模泵傳動(dòng)系統的要求

生產(chǎn)氧化鋁的前端工序是先將鋁礬土粉碎制成原礦漿，將合格的原礦漿通過(guò)隔膜泵（喂料泵）送至高壓溶出器，在高壓溶出器中，在一定的外部條件作用下，溶出鋁土礦中的氧化鋁得到鋁酸鈉。當溶出時(shí)間一定時(shí)，溶出速度越快，氧化鋁的溶出率就越高，產(chǎn)能越大。但溶出反應需在一定條件下進(jìn)行，要保證氧化鋁的高溶出率，就要保證各種物料的相對平衡，在其他條件相對變化的情況下，要求料漿泵的喂料量也發(fā)生相應的調整，這樣才能優(yōu)化生產(chǎn)工藝指標，進(jìn)而優(yōu)化氧化鋁生產(chǎn)的技術(shù)經(jīng)濟指標。為實(shí)現生產(chǎn)工藝過(guò)程的優(yōu)化進(jìn)行，高壓泥漿隔膜泵是采用拜爾法生產(chǎn)氧化鋁，尤其是采用管道化溶出工藝的氧化鋁廠(chǎng)的重要設備，被譽(yù)為拜爾法氧化鋁廠(chǎng)的心臟部位，其運轉率直接代表著(zhù)氧化鋁廠(chǎng)的投礦運轉率。對電氣傳動(dòng)系統提出以下要求：

（1）電動(dòng)機和泵組等機械設備在使用原設備的基礎上，通過(guò)改變電氣控制系統的控制方法，使電動(dòng)機轉速在10～583rpm之間連續可調，且能夠帶載起動(dòng)隔膜泵；

（2）設備起動(dòng)平緩，運行穩定可靠。電氣設備可運行率達95%以上；設置完善的保護裝置，包括管道超壓自動(dòng)保護和常規電氣故障保護；

（3）對泵采用三地操作，分別設置在機旁、變頻器控制室、儀表室。泵組的開(kāi)、停在機旁和變頻器控制室進(jìn)行，儀表室只有在管道超壓或其他緊急情況下進(jìn)行設備緊急停車(chē)；當進(jìn)料量給定值確定后，系統能夠自動(dòng)跟蹤給定值。

喂料量的改變是通過(guò)隔膜泵（喂料泵）變頻調速來(lái)實(shí)現的。因為對變頻器的可靠性要求極高，以前一般都采用國外知名變頻器。

四、森蘭變頻器隔模泵上的應用

近幾年，國產(chǎn)變頻技術(shù)有了極大的進(jìn)展，國內廠(chǎng)家也能生產(chǎn)高性能的矢量控制變頻器，起動(dòng)力矩可達2倍額定力矩，平均無(wú)故障時(shí)間2萬(wàn)小時(shí)以上，像氧化鋁這樣連續性生產(chǎn)工藝，也完全能夠滿(mǎn)足。森蘭以矢量控制變頻器SB70的平臺為基礎，開(kāi)發(fā)出了690V 850kW矢量控制變頻器，在性能上，完全可以和國外變頻器相媲美。

隔模泵使用的是690V 780kW鼠籠異步電動(dòng)機，電源頻率為50Hz時(shí)轉速為583rpm，轉速為10rpm時(shí)變頻器輸出頻率不到1Hz，調速比接近60，且能夠1Hz頻率下帶額定負載運行。

矢量控制變頻器的調速比可達1:100、調速精度可到0.1%、且是無(wú)級調速，選用森蘭690V 850kW矢量控制變頻器能滿(mǎn)足調速性能要求。對于當進(jìn)料量給定值確定后，系統能夠自動(dòng)跟蹤給定值的自動(dòng)控制方案，只需將礦漿電磁流量計輸出的4～20mA反饋信號送到變頻器的PI調節器的反饋端口上實(shí)現閉環(huán)控制，使礦漿的流量在給定范圍內變化，保證氧化鋁的溶出率為最高。

森蘭690V 850kW矢量控制變頻器在隔模泵上已經(jīng)連續無(wú)故障運行了三年有余，實(shí)踐證明，國產(chǎn)變頻器無(wú)論是在質(zhì)量上還是在性能上都表現極佳，并且在調速過(guò)程中有節能效果，給用戶(hù)帶來(lái)了實(shí)實(shí)在在的效益，在用戶(hù)中樹(shù)立了很好的口碑。

五、結語(yǔ)

AC690V 850kW變頻器投運以來(lái)，運行可靠平穩，控制靈活方便，控制準確，精度高，充分保證了隔膜泵準確送料，大大優(yōu)化了生產(chǎn)指標，提高了礦漿中的氧化鋁溶出率和設備產(chǎn)能，取得了巨大的經(jīng)濟效益。變頻調速技術(shù)的應用，保證了調速平滑、連續，實(shí)現了節能；設備技術(shù)水平的提高和優(yōu)化，使得設備維護工作量和維護費用都大大降低，降低了單位產(chǎn)品的成本，產(chǎn)生了較好的社會(huì )經(jīng)濟效益。實(shí)踐證明，森蘭690V850kW變頻器其性能和可靠性完全滿(mǎn)足氧化鋁生產(chǎn)工藝的要求，國產(chǎn)化是必由之路。