膜片寿命设计考虑因素

遵守指导手册能大大延长服务周期

当设计膜片时,总是考虑怎样才能延长部件寿命。当你了解膜片固有的劣势,并进行相应的设计时,成功应用的可能性就大大增加了。

膜片过早损坏的主要成因是:

  • 毛边及锋利边缘
  • 磨损
  • 背压
  • 圆周压缩

使用恰当的硬件有很大帮助

很明显,第一步首先就是硬件自身。明显的考虑因素是避免毛边或锋利的边缘,这些地方可能接触到膜片。甚至看似小的缺陷都能切断或撕裂织物及橡胶两端,导致过早损坏。

表面越光滑越好

不太明显考虑的是硬件表面的光滑度。当压力持续的增加或释放,膜片会与支撑的硬件产生摩擦。如果硬件的表面是粗糙的,则它将磨损织物,造成比预期更早的损坏。

Diaphragm Life Cocked

需要多光滑程度才足够?

建议这些表面的粗糙度少于32微英寸,在更高循环的应用,情况需要的话,应加工到16微英寸。尽管膜片不需要润滑,但在安装前在外层涂抹二硫化钼会帮助减少摩擦。活塞的外层也可涂抹Teflon®,减少膜片向其转换的摩擦,或者涂抹橡胶,通过防止膜片转换而减少摩擦。

恰当的队列及可管理的背压

当膜片的侧壁与其自身接触时,损坏最容易发生。发生这种情况时,这两个橡胶表面将会互相锁住,而活塞还在继续运动。这通常会导致膜片的侧壁在活塞和气缸壁发生堵塞,继而导致橡胶和织物被撕裂。这一般有两个原因:

Diaphragm Reverse Press

1. 首先是活塞与气缸之间的队列 。在高压传导到膜片(帮助活塞居中)的高压环境中,通常不会产生问题。然而在低压中,重力会成为主导,将活塞拉到一边,从而产生问题。通过将活塞使用一个套管或其他使活塞在冲程中保持居中的方法,可以避免这个问题。

2. 这类问题的第二个原因是背压。通常,膜片仅能在一个方向带动一个分速器箱。如果在膜片的低压端压力变高,侧壁将崩塌,从而产生问题。The problems with 背压的问题是通常用户都没有意识到它是存在的。由于大部分的膜片应用都是在一个关闭的执行器,当执行器冲程向上或向下时,必须有一个方式能对膜片上或膜片下的汽油或液体体积的改变,做出调节。

背压:留意单行线

通常,压力不是膜片高压端的问题,因为体积的改变决定了设备大部分的功能。一般情况下,背压问题会发生在低压端,此处的汽油或液体的体积必须由膜片的每个冲程移除或替代。

在通风时减少背压

通风口的大小必须非常准确,使得在精确的时间段通过足够的空气,形成膜片冲程。当动作序列在加速测试增加或设备在高压力负载或更快的周期运行时,记住以上内容也非常重要。

降低Corner侧壁压力的危险

损坏的最后一个原因是圆周压缩。这个术语是描述膜片侧壁更大直径的部分,这部分在活塞处进行压缩。这导致侧壁形成一个轴向褶曲,使膜片顺应活塞。由于用来支撑的织物有一个方形井网,因此会在经纱和纬纱与卷积垂直的四个点产生褶曲。

减少断裂的可能性

圆周压缩最通常的是指“四个转弯”。它不能完全消除,但是可以得到控制。在同一地点的持续褶曲最终会导致线程间中断,从而导致橡胶的断裂。

减少圆周压缩的方法

有几种方法可以减少圆周压缩。每个方法都有它的优势和劣势。我们的工程师可以给你推荐最适合你的方法。

1. 限制冲程,限制压力

第一个方法就是仅使用膜片冲程底部的一半。使用底部冲程的一半会限制侧壁须压缩活塞至顶部的部分。这部分是侧壁与活塞圆周差值最小的部分,这意味着褶曲会更小且不会很锋利。这个的结果就是膜片的寿命会延长。

2. 双锥化消除压缩

另一个减少圆周压缩并且仍会保持膜片全冲程性能的方法是,将膜片双锥化构造。

在一个标准的“顶帽”膜片中,膜片的侧壁是一条直线,与法兰和活塞半径相切。

Diaphragm Life Double Tapered

在一个双锥形的顶帽中,侧壁线条和气缸的半径相切,气缸半径呈45至60度角,大约到卷积宽度路线的60%。

在这一点,侧壁包裹了一个小半径,接着直达活塞半径相切的点。这样对于侧壁可用长度来说,侧壁就形成了一个更加陡的角度,反过来会减少圆周。

3. “前卷积”预示问题

在一个前卷积膜片中,通过将膜片压膜为一个补偿前卷积膜片也会产生同样的效应。简言之,这是一个在全部上升的位置被压膜为一个前卷积的膜片。优势非常明显,它将全部工作的侧壁放置到了活塞圆周,实际上就是消除了圆周压缩。

4. 硬件锥化:一个有风险的妥协

最后一个减少圆周压缩的方法是用锥形活塞。这就是在侧壁圆周增加的时候增加活塞圆周。尽管调整圆周很有好处,但这可能是解决压缩问题的最不建议采用的方法,原因有两个:

  1. 当压力上升时,锥化导致的圆周调整会降低有效压力(压力上升时,锥化会减少整体有效压力)。
  2. 当压力降低时,收紧卷积将增加有效压力。

在解决方案使用前,应详细地考虑并测试压力有关的效用。

 

 

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