往复式变量隔膜泵的设计【含CAD图纸和说明书】
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毕业设计（论文）开题报告中文题目：变量隔膜泵的设计英文题目: THE DESIGN OF VARIABLE DIAPHRAGM PUMP姓 名： 学 号： 指 导 教 师： 班 级： 院 系： 专 业： 开 题 时 间 ： 开题报告填写要求1、开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2、开题报告内容必须打印，字体为宋体小四，行距固定值20，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3、参考文献应不少于8篇（不包括辞典、手册）；4、有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2002年4月26日”或“2002-04-26”。5、开题报告论述内容有去处的必须标注所引用的参考文献，参考文献标号作为上标标在所引用内容右上。如在当前页内内容填不下可以加页。文摘：上世纪中叶，随着料浆输送设备的迅速发展，隔膜泵在矿山、电站、冶金、石油及化工等各个行业得到了越来越普遍的应用。但目前传统隔膜泵的驱动形式大多为传统的机械式曲柄滑块机构，使得泵的流量驱动、震动和噪声较大、体积大以及制造成本高。因此，一种性价比高的新型动力端来代替传统的机械式动力端已成为未来隔膜泵的发展趋势。本课题在研究当前传统隔膜泵的基础上，对其整体结构及其主要零部件进行设计、分析及校核。本文设计的变量隔膜泵与陶瓷压滤机配套使用，其流量在1.0 m3/h 5.0m3/h范围内实现四级调节。关键词：隔膜泵、动力端、陶瓷压滤机1、课题研究的目的和意义 上世纪70 年代初，荷兰、西德、美国先后成功研制了隔膜泵，因具有使用寿命长、油耗低、产能大、效率高等优点，得到广泛应用9。隔膜泵是目前国际上最先进的输送高温、磨砺性强、腐蚀性浆液的机器，广泛用于有色金属、石油、化工、冶金、矿山、煤炭、电力、陶瓷等多种行业。我国是钢铁生产大国，冶金矿石年产量达2亿余吨，铁矿尾矿是严重污染环境物质。铁矿尾矿排放，国外大部分采用隔膜泵长距离、高浓度排放。目前我国除宝钢梅山和鞍钢鞍矿外大都采用传统的渣浆泵、离心泵、水、油隔泵进行低浓度多级泵站输送，耗电、耗水、耗油量大，维护人员多，运行费用高且污染环境。采用隔膜泵可以进行长距离的高浓度输送，且节电、节水、节油、节人又可避免污染环境。据专家测算：全国发现矿产171种，探明储量的156种，发展矿床、矿点20多万处，全国共有矿山近11万座，矿产资源开发利用的规模居世界第三位，随着人们环保意识及资源保护意识增强，必将为隔膜泵的应用带来广泛的需求，现国内矿山预测需要300 台隔膜泵2。隔膜泵属容积式无泄漏泵，应用于输送高温，高腐蚀固液两相介质的黑色，有色，化工，建材，煤炭和电力等行业内的各类工艺系统。该类泵涉及机械、电子、液压、橡胶和化工等多学科技术，技术复杂程度高。是国内外泵行业技术难度最大，产品附加值最高的泵类产品之一。目前，国际上只有荷兰、德国等少数国家进行批量设计生产制造，吨价为一般机械产品的510倍。目前，我国隔膜泵的技术和研究还处于初级阶段，我国国内的隔膜泵市场的大部分还是被国外公司占领，由于国外隔膜泵的价格比较昂贵，大大限制了该产品在我国的普及和应用1。因而对本课题的研究显得尤为有价值。2、课题所涉及的内容在国内（外）研究现状综述1、国内研究状况综述：我国在二十世纪八十年代，铝行业率先从荷兰引进隔膜泵。由于隔膜泵稳定性好，易损件寿命长，近几年我国许多企业都要求进口隔膜泵。目前我国电力、矿山、冶金、石化行业选用进口隔膜泵约50 台左右，但是进口隔膜泵为机电一体化产品，设计原理复杂，电控系统可靠性高，国内几家生产厂家进行试制，但是都没有获得成功5。特别是对于大功率、大排量、高工作压力的隔膜泵更是空白。90 年代初，山西铝厂由荷兰GEHO 公司引进了3 台压力为64105Pa，最大流量为 490m3 /h 的隔膜泵3。1994 年兰州石油化工机器厂与甘肃工业大学在长城铝业公司急于寻求隔膜泵的情况下，联合研制出了GMB200-2.5 型隔膜泵，该项成果获得98 年度国家科技进步三等奖3。我国隔膜泵使用最多的也是铝行业，而铝行业的代表为中国铝业股份有限公司，此公司通过消化吸收荷兰隔膜泵的基础上，不断地对隔膜泵进行改进（包括隔膜质量，隔膜行程控制等方面），取得了较好的经济效益，也为隔膜泵的国产化奠定了基础。隔膜泵产品应用领域十分广泛，在氧化铝、煤化工、冶金、矿山、电力、环保等行业都大量应用，是传统泥浆泵的更新换代产品。特别是高磨蚀料浆的管道化输送、隔膜泵是高效节能的理想设备，市场前景十分看好。我国各行业对于引进隔膜泵的控制一直处于探索研究之中，中国铝业股份有限公司引进荷兰的隔膜泵，对隔膜泵的控制由最初的继电器式逻辑控制发展到现在的PLC 控制。2、国外研究状况综述：世界上第一台气动隔膜泵于1893 年2月获得专利，但生产的数量非常有限，特别是在工业上的应用更属罕见。直二十世纪中叶，由于工业迅速发展的需要，气动隔膜泵业才得以发展迅速。电动隔膜泵是在二十世纪六七十年代，荷兰、德国（西德）、美国等少数国家在研制生产泥浆泵技术的基础上开发的一种新型机电一体化产品，这些国家先后成功研制了单作用和双作用活塞的电动往复式隔膜泵。由于电动隔膜泵易损件少，特别适用于管道化输送高磨蚀性和高粘度悬浮物的液体，与油隔离泵相比具有设计结构合理、控制系统可靠、运行平稳、噪声低、维修方便、易损件寿命长、节油、节电、节备件等特点，而且这种固体水力管道运输具有高效、安全、简单和不污染环境等特点，在矿山、冶金、电站、石油、化工等行业有着广阔的使用前景，世界各国都在积极地推广应用。国际上，自从单作用和双作用活塞隔膜泵在荷兰、德国、美国等少数国家被成功研制之后，隔膜泵在许多行业得到了推广。但是，由于其技术复杂程度高，造价高，目前，国际上只有荷兰、德国等少数国家进行批量设计生产制造。国际上著名的隔膜泵的制造国家为荷兰、德国、美国。而这三个国家中最著名的制造公司就是荷兰的GEHO 公司。GEHO 公司生产的隔膜泵代表了国际先进水平，其生产的隔膜泵的控制最初多采用普通的继电器式逻辑控制，但对泵运行中的位置、控点、时间变化等控制一直不够理想。随着PLC技术的发展，目前，国际上部分国家已经对隔膜泵实施了PLC控制。也有部分国家仍然是继电接触器控制。法国生产的BRS型隔膜泵属于继电接触控制。3、本课题有待解决的关键问题1、如何选择合理整体方案和隔膜泵结构形式；2、如何利用绘图软件建立合适的隔膜泵模型；3、如何对关键零部件进行合理化的设计及验算。4、解决课题要求以及应用前景的分析（包括解决关键问题所需要的核心技术以及管道技术）1、首先提出多种整体方案，分析隔膜泵的结构、工作原理与液力端总体方案设计，最终选择较好的方案2、对选好的方案进行修改以及选择数据3、依据方案和数据对课题进行电脑建模4、对建立的模型进行修改，以达到预期的效果5 ，变量隔膜泵的市场研究1、高效、环保、技能全世界的泵制造商陆续重新致力于在设计上提高泵效率，在运行中降低功率损失的研究开发。高效、环保、节能是国内一项重要的基本国策，国家将积极投资鼓励开展这方面的研究，对于大多数泵制造厂而言，在这方面的研究工作将陆续得到国家更进一步重视。国内的传统节能概念是不合理的，正确的节能概念是减少泵产品总寿命期内的消耗成本，不仅仅是传统观念的效率指标，二十包括与产品有关方方面面所需要成本，积极开展泵产品的设计、制造、运行、管理等方面的技能措施研究。2、严格执行国外先进标准和国际标准为了保证制造行业的技术水平、产品质量及产品可靠性，制造厂商生产出来的变量隔膜泵严格执行有关国外先进标准和国际标准，该生产模式已经得到市场的普遍认可，执行标准已在采购合同中明确说明。 3、变量隔膜泵的更新换代我国有许多变量隔膜泵产品已经到了更新换代的时期，同时由于泵产品的技术水平的不断提高以及同类行业生产装置对泵要求的提高，变量隔膜泵产品的更新换代速度要加快。4、向高速化方向发展随着科学技术水平的不断提高，变量隔膜泵产品的速度也在不断的提高，泵行业有的产品转速以及达到20000R/MIN，转速的提高对石油化工行业带来了非常可观的利益，泵产品的体积变小，节省原材料，降低成本，同时还可以提高泵的效率。因此，提高变量隔膜泵的转速也是其发展的一个方向。5、向自动化方向发展目前在国内外的石油化工行业中，对于自动化的要求越来越高，它不仅可提高工作效率，同时对现场操作人员的安全放面也带来好处。同时由于科学技术水平的不断提高也能够满足这方面的使用要求。变量隔膜泵用于石油、石化、焦化、煤化、钢厂、制药、造纸、冶炼等企业，用量非常大，造价很高，利润也高。目前国内上述企业逐渐采用国产泵，因为国内企业的技术水平逐渐缩短了与国外的差距，很多企业都是合资利用国外技术，如国内大型化工泵生产企业大连大耐，利用国外技术合资成立了5个企业，集中开发生产离心泵、计量泵、屏蔽泵，大型红沿河核电站就是采用大耐下属企业的苏尔寿泵业的各种化工泵，大化集团的开发区项目预算1.6亿元的化工泵，大耐用4000万就完成任务，为国家节省1.2亿资金。国产化工泵使用比例已经达到60%以上并且将继续上升，进口泵浆逐渐被国产泵替代。但是国产泵的质量特别是零配件的质量与国外先进企业比较差距还是较大，如机械密封国外可以使用2年，而我们最多就是1年，维护成本相对较高，不过整体成本还是降低很大，因此化工泵国产化趋势不可避免！6 ，研究内容及目标1、研究内容：变量隔膜泵是20 世纪70 年代在工业发达国家发展起来的适用于固体和液体两相介质输送的理想设备。本课题对大排量和高工作压力的隔膜泵的液力端进行了研究与设计。本文主要在围绕大排量高工作压力的隔膜泵设计端上进行设计。具体包括：1) 变量隔膜泵液力端的结构型式进行较合理的选型及总体方案设计；2) 变量隔膜泵液力端的结构设计；3) 关键零件的设计计算与强度校核；4) 变量隔膜泵液力端的隔膜室、液压缸、活塞杆、活塞等主要零部件三维模型构建。2、研究目标：本设计通过学生完成变量隔膜泵的设计，熟悉毕业设计的过程，包括撰写开题报告、查阅文献资料、方案论证、设计计算、图纸设计等，培养学生综合运用本专业的所学知识分析问题、解决问题的能力。提高学生阅读本专业外文资料的能力。7 ， 初步研究方案1、查阅国内外关于变量隔膜泵的相关资料。2、了解变量隔膜泵的分类、工作原理和组成。3、根据任务书给定的设计数据，确定液压缸、活塞杆、活塞等主要零部件相关参数，并进行相应的验算。对某部分零件权衡利弊加以改进，改变参数，通过计算和验证确定新数据的准确性。4、通过Autocad画图软件将所设计的参数通过电脑，展示出来，从三维的角度来观察变量隔膜泵，并对某些部分加以受力分析，验证其合理性，将图形打印出来。8 ，参考文献1 师秦晓，DP100_5 三缸单作用隔膜泵动力端研究J，兰州理工大学硕士学位论文，2008。2 张生昌，李强。水煤浆输送用隔膜泵产品研究J，流体机械，2003.31(4):68。3 凌学勤，SGMB、DGMB系列往复式活塞隔膜泵在氧化铝工艺流程中的应用J，有色设备，2003.2。4 往复泵设计编写组，往复泵设计M。北京:机械工业出版社，1987。5 凌学勤，SGMB、DGMB系列往复式活塞隔膜泵的技术参数及核心技术J。机电产品开发与创新，2006.9 .19(5):4547。6 机械设计手册，第一卷到第六卷M。北京:机械工业出版社，20
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