柱塞隔膜泵故障原因分析及完善技术措施.docx

1、泵的有机结合体121,其结构如图1所示，示意图如国2所示。其泵体分为液压油室和加压输送破体的泵液室。作室与杂液室被膜片3（国2中）隔开，1）0中没有传动部件和产生摩擦的密封部件，因此能实现输送介质的零）ttfo©©©®©&©%>A&：®-&)：©-*尹：&一一,:©-/01:%-/0:>-734:*-%56!1',#$%&<!住塞隔膜泵故障原因分析及完善技术措施曹兴文（中核建中核供料元件有限公司，四川宜宾644000）何要：从柱塞隔膜泵的结

2、构和工作原理出发，分析了导致泵在运行中出现疲劳失效问题的原因可能是排液阀级件损场和鹰片破裂。ft）0ffl件损坂的眼因是隔件自身结构设计不合理，运行过程中网片的自由度未受到约束，网片与旧爪易产生撞击致使伺爪损邙；而排液冏组件员坂后无法将管道内介质与泉液室隔断，膜片长时间处于高压状态下，在强大的剪力作用下产生疲劳成坂，因此泵失效的根本原国是进排祓W级件结构设计不合理。对冏组件进行改进，约束阀片运行的自由度，避免阀片与网爪的撞击,玫进后京运行效果良好。美健同：柱塞隔膜泵；段进；失效；同级件中国分类号：TH323ft§i：10.19768/ki.dgjs.2021.17.035螂翱眦簌哪m

3、Mfflw瞒岫顺翩imwmmw翱糊尊娜wtCAOXingwen(CNNCJianzhongnNuclearFuelCo.»Ltd.，Yibin644000»China榷翱猴旖：AccordingtothestructureandworkingPrincipleofPlungerdiaPhragmPumP»thecauseofthefatiguefai1ureofthePumPduringoPerationisanalyzed>whichmaybethedamageofthedrainvalveassemblyandtheruPtureofthediaPhra

4、gm.Thereasonforthedamageofthedischargevalveassemb1yisthatthestructuraldesignofthevalveisunreasonab1e，thedegreeoffreedomofthevalvePlateisnotconstrainedduringoPeration»andthevalvePlateiseasytoco1idewiththevalvec1aw»resultinginthedamageofthevalveclaw.Afterthedrainvalveassemblyisdamaged»t

5、hemediuminthepipelinecannotbeseParatedfromthePumPliquidchamberandthediaPhragmisunderhighPressureforalongtimeandfatiguedamageoccursundertheactionofstrongshearingforce.ThereforethefundamentalreasonforthefailureofthePumPistheunreasonablestructuraldesignoftheinletandoutletvalvecomPonents.Thevalveassemb1

6、yisimprovedtorestrictthefreedomofoPerationoftheva1vePlateandavoidthecolisionbetweentheva1vePlateandtheva1vePaw1.TheimProvedPumPoPerationefectisgood.糖才泥稔狂秋莎嗅：PlungerdiaPhraginPumP；imProvement；loseeficacy；valvecomPonent0引S柱塞隔膜泵通过隔腹将被输送的介质与泵的转动部件完全分开，防止因输送介质与泵的转动零部件接触对其产生腐蚀，或洞滑沌等混入输送介质；同时输迭介质流过的部分全是静密封

7、，可实现输送介质的零旭漏。为此，柱塞隔曜某适用于输送对旭漏要求严格的介质。中核建中核然料元件有限公司有多台柱塞隔膜泵，在运行过程中发生了不同程度的故障，给生产的稳定运行造成困难，同时增加了维修人员的工作量和维修成本。为稳定生产、«g维修人员的劳动强度、降低维修成本、提高企业的经济效益，查清柱塞隔腹会疲劳损坏的原因，采取改进技术措施，提高柱塞麻膜栗的运行寿命势在必行。1柱塞隔膜房的结构及工作腴理柱塞隔源装是一种并型的容积泵，它是柱塞泵和隔膜其工作原理是：电机驱动案曲辄产生旋转运动，然后通过连接在由辄上的连杵版次驱动多个柱塞做上下往复运动，增加柱塞简内的油压，利用放压仙的压力作用使腹片向

8、泵放室方向放动，泵液室在膜片的放动下容积逐浙减小，此时进液单向圈保持关闭状态，排液单向阀完全打开，逐渐向外排液，泵曲勃绻续运转，柱塞上行至上止点时，完成排液过程。当柱塞运行至上止点时，在柱塞内的柱塞弹簧作用下，将柱房推回，泵液室的容积逐渐增大，在压差作用下，进液单向罔完全打开，掉破单向阀则保特关闭状态，逐渐向泵破室进液，当柱塞下行至下止点时，完成进液过程C多个柱塞依照一定的时间间隔依次完成上述的进排放过程，每个泵液室排出的液体朝一定方向笊动，再由装盖上的作放口汇流后流入相应管道内。2柱塞隔膜京运行中产生的问题及原因2.1柱塞隔膜京在运行中产生的问题柱塞隔膜泵在进行输送流体介质的疲劳试验（即大俏

9、环试验）中，运行了一段时间后出现了故障，导致了泉失效。其故障现象是泵的声音诚小、泵的出口压力表指示降低、泵的出口无航送介质院出。解体后发现的情况是泉的3个排液同组件己损坂，3个阀爪均产生了不同程度的损环，I个网片损坏，3个阀的蹈簧交织在一起，3个fc的6片腹片均己破裂，搅坂情况如图3所示。2.2惧因分析2.2.IHM及昭片成坂原因分析从进排祓同组件的结构（如图4所示）可知，在泵的运行过程中，阚片具有6个自由度,，即上、下、左、右、前、后，均可以运动。因此，在京运行过程中，同片的升降不会始终保抒平行的上下运动，一旦产生惊幻其边缘:就会与阀爪的台肩处产生碰撞，如图4中的圆圈部分所示。由于阀爪和fi

10、片均是碳钢材质，国此领繁撞击对两者均会产生损伤。同片和圈座的林质也是碳钢，在泵的运行过程中，圈片与阀座之间也会产生®lo由于冏座厚度大于罔片的厚度,阀片受到的损伤程度远大于机座受到的»,因此在泵的运行过程中会产生问片和阀爪损伤的情况。由此可知伺爪和阕片损坏的原因是网纸件的结构段计不合理。<c3()*+<ci3#$，r!3#$%&<e*-i-!2.2.2膜片损坂的原因分折损坏的罔爪均是3个排液阀组件的同爪，圈爪损稣后，弹簧失去约束，服离帆组件，于是出现了3只弹簧交织在一起的情况。弹簧交织在一起后便对排液阕的圈片失去了约束，I片起不到关闭的作用，致使泵

11、出口管道内的介质无法切断，于是管道内的介质的静压力直接且长时间作用在泵的腹片上。由管道的垂直高度和介质的密度，根据静压强公式麾二p左犹计算得作用在膜片上的静压强为1666000Pa。根据压强公式：摩=修/馨式中，摩为作用在腹片上的压强，Pa:醇为作用在膜片上的压力,N;修为膜片圆环的表面积，m2o于是得暮二摩釐=1666000X3.14X（0.183-0.07）r22=16699.4No履片受力部分是一个圆环，为了计算方便，先将膜片受力简化：首先认为压力均匀分布在腹片的每个点上，再将腹片假役成一根简支梁，如图5所示。A、B两个支点分别代表膜片圆环的两个边缘，如图6中的圆圈A和B所示。休是作用在

12、简支梁上的均匀分布的压力，由上面的计算值博可求得#=16699.4t0.0565=295.6kN/m,图5中fA>?B分别代表膜片两圆环边缘所受外界支倒J,有：|A=|B=O/2=16699.4t2=8349.7NRbRb56.5'qHHHHH川A!5ww#$>&$(5!根措力的平街条件可以求得膜片两边缘的剪力，即国5中A点的左侧截面利B点的右侧截面的剪力：修修b二私二卑b=8349,7N则作用在膜片两边缘的单位长度上的剪力分别为：，a=I.J1a=8349.7v0.183vtt=14.5kN/m修二修b/b二8349.7t0.07tit=38.0kN/m帆J=38

13、714.5=2.62经过计算并将从膜片外侧边缘到膜片内侧边缘所受剪力分布情况绘制成如图7所示的曲线。!7'#$剪)$!由以上的计算和国7膜片受剪力分布图可知，膜片内侧边缘（图6中B所示）所受剪力是膜片外侧边喙（图6中A所示）所受剪力的2.6倍°泵的工作行程中，在腹片的运动中膜片内侧边缘的食度变化比膜片外侧边缘的角度变化大。腹片从最高止点运动到最低止点的状态如图8所示。经过测量，腹片内侧边缘的运动是从正向夹角135。运动到反向夹舟155。，其变化食度为70。而鹿片外侧边缘的运动是从正向夹角1。运动到反向夹角17°，其变化角度为27。曜片内侧边缘运动的角度变化是外M边缘

14、运动的角!8ww#$%&No()!由ftIIfI的段计计算资期可知，经诚速机诚速后泵的转速为90r/min,即膜片的运动变化!®率为90次/min。据资料显示，AFLAS的各项化学性能都是优异的，用AFLAS制作的隔膜，其弯曲寿命估算大致在1000万沃，若以每天开机8h计，则使用寿命大约为20。天，而本沃试验是间隙式进行的，累计启动时间不超过30天。因此，膜片损坏的原因是内侧边缘所受剪力较大，其根本原因是排放阕纸建成坂。3改进技术措施由以上柱塞隔腹装零部件损坏的原因分析可知，引起该房失效的根本原因是进排液间组件的结构设计不合理，因此针对上述情况对进排放牌结构进行改进设计，改进

15、后的进排液网结构如阁9所示。!9(>*?进排破罔组件结构的改进主要体现在同片结构的改进和伸簧的完善两方面，如图10所示。伺片增加了导向爪、你撞圈、压紧媒母和导向杆。增加导向爪和导向杵后，阀片在运行过程中其自由度由改进前的6个诚少到了现在的2个，即网片只能在上、下两个方向上运动，不可能在前、后、左、右四个方向发生偏移，因此确保了运行过程中同片关闭的严密性，从而保证了将管道内介质与泵液室的完全隔断，曜务了泵放室内腹片长时何受高压的情况出现；在阀片边缘增设一层由橡股材质制作的防横圈，即使阀片与同爪产生碰撞，也是橡股材质与嵌钢材质的«,不会对同爪产生损伤。增大弹簧的外径，将强簧的外度变

16、化的2.6倍。度变化的2.6倍。（下转第115页）表3报警数据统计电池是运行自投时是否动作安装地点时间点否离线模式间/ms报警准确率220kV202M7I3TI32012是手动不自投是100%昌州站I段220kVHIlliL20200716T154523是自动921.3是100%昌胸II段220kV202H812TI039J2是自动919.6是10。双桥站I段220kVwe202H819115202是手动不自投是100%双桥站II段220kVlO120200823TH1007是手动不自投是100%来苏站1段220kVm20200921T113618是自动909.8是100%枷11段220kVs

17、ie0926T16IS45是自动901.4是100城南站I段220kV0929Tl$1)233是手动不自投是10。城南站II段3结语本文研发的变电站直流系统蓄电池级自动技入装置基于电压比软法监»的原理，能监洲蓄电池组脱离直流母线，崩保蓄电池纸在错误脱离直流母线时能及时投入，避角交流故障导致直潴系统失电的重大风险，消除了安全隐患，满足了变电站自动化设备、通信设备不抻电的考核指标与保护装置设备可靠率的要求。该装置实现了蓄电池级连按状态实时监测，提高了供电可靠性，为后续蓄电池级的安全运行提供了重要参考依据；首次提出了蓄电池级自动投入方法和保障蓄电池级短路情况下闭锁自动投入装置的设计思想；采

18、用自动控制模式与手动控制模式相结合的方式，保证了可靠动作，适用于各种现场情况。实际应用证明该装置性能良好，具有广厢的应用M景和较高的推广价值。参考文献1 黄物明，换善宇，祝长国.一起变电站蓄电池故障造成全站失任的事故原因分析及集诀方案J.机电信息，2017（27）:12.2 黄森炯，珪，王崎.蓄电池故障对110kV变电站安全运行影响分机探甘J.蓄电池，2012，49（5）：212214，225.3 刘洋阳,变电站曹电池级在线监消系统的开发与应用J.广西电力，2020，43（4）：5。52.4<?«，林锦峰,换潴站（变电站）蓄电池在线监曲系饬研究J.科技风，2019（33）：32，43.（上接第111页）笠与阀爪的内径大小配合，玫进后的弹簧在运行过程中不会再产生前、后、左、右偏移，从而使阀片的受力均匀。进排液阀组件改进后，对柱塞隔源泵的原有进排液闽组件a行了