CN109790830A - 用于粉尘泵的双隔膜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于隔膜泵的双隔膜，用于在压力可高达7MPa的惰性气体的辅助下流体化、覆盖并且传送灰尘产品，例如粉煤，所述隔膜泵具有由铝制成的多孔、弯曲松弛元件。根据本发明，监视并确保了隔膜的密闭性。为了实现该目的，双隔膜设计有用于监视泄漏的集成的压力传感器。因此能够确保隔膜泵的液压室(11)和灰尘室(10)之间的气密地密闭分离，并且能够快速识别隔膜的损坏。能够阻止在隔膜损坏的情况下整个灰尘系统或液压系统的复杂维修和清洁措施，并且在意外发生期间能够保持隔膜的密闭性。尤其细微的改进涉及各个隔膜的成分和其相互作用。

Description

用于粉尘泵的双隔膜
技术领域
本发明涉及用于泵的双隔膜，该泵在可高达7MPa的压力下借助惰性气体来流体化、填充和传送颗粒产品，诸如煤粉尘。
背景技术
在改变用于煤和生物质气化设备的可燃粉尘的粉尘品质的情况中，连续的且廉价的密相传送越来越重要，以便例如更经济地且以高的可用性操作气化设备。这个目标借助如2016年1月27日的专利申请DE102016201182中提出的隔膜泵以特殊的方式被实现。在该申请中，要被传送的颗粒材料从下方被吸入隔膜泵，在下一步骤中被填充且流体化，并且随后在压力下被排出。隔膜泵的粉尘空间中的残余气体体积在要被传送的材料排出之后在最后步骤中膨胀，并且泵循环重新开始。由于所述的循环(不连续的)操作方法，多个泵压头通常被连接在一起，以便保证连续的操作。为了这个目的，单个泵循环相对于彼此以相移方式操作。满足压力密闭性和耐热性的要求的过滤材料是例如在DE102012216084中描述的过滤织物、烧结的金属和烧结的塑料。所描述的耐用的材料仅仅可得到平的或板状结构，而不能得到所需的大小或尺寸。由于所需的过滤精度和在机加工期间产生的多孔过滤结构的损坏或拖尾效应，机加工成其它几何形状(诸如弯曲的半部壳体)是不可能的。
由Heinz M.Nagel发表于由埃森市火山出版社(Vulkan-Verlag Essen)出版的特别版"Industriepumpen+Kompressoren"[工业泵+压缩机](2010年第16卷第3期第120-123页)、名称为"Prozesspumpen mit zustandsuberwachter redundanter Schlauchmembran-Einspannung"[具有状态监视的过度管状膜夹紧的过程泵]公开了一种过程泵，通过连接流体和到隔膜破裂显示装置的连接而监视该过程泵的双隔膜的完整性。
发明内容
本发明基于以下目标：为具有集成的过滤元件5的泵提供隔膜以便将旋涡或填充气体供给到泵的压力容器中，该隔膜协调压力密闭性、耐热性、高操作可靠性和高隔膜可用性的要求。
该目标通过具有权利要求1的特征的隔膜被实现。
根据本发明，提供隔膜密闭性的监视和保证。为了这个目的，隔膜(3)被构造为具有用于泄漏监视的集成的压力传感器的双隔膜。以这种方式，保证了液压空间(11)和粉尘空间(10)之间的气密地密封分离，并且以及时的方式检测隔膜的损坏。防止了在隔膜损坏的情况下对整个粉尘系统或液压系统的复杂维修和清洁措施，并且在故障期间维持了隔膜的密闭性。
本发明允许粉尘空间的结构设计，该粉尘空间的轮廓特别有利地适合于隔膜的挠曲并且能够适合于隔膜的引导杆。结果，实现了具有尽可能低的磨损的隔膜的一致且可逆的变形。
在隔膜泵的排出操作结束之后，能够实现隔膜(3)在弯曲的半部壳体形松弛面(5)上的基本上平的支承。可以通过所述有利设计实现小的死体积，所述有利设计导致最小粉尘空间体积(10)，同时具有高的传送量和小的高压气体损失。
本发明的有利改进在从属权利要求中被详细说明。
附图说明
在下文中，参考图1在理解所需的程度上更详细地描述本发明的示例性实施例。
具体实施方式
在图1中示出的隔膜泵是由两个压力密闭的半部壳体(1，12)组成的设备，两个半部壳体通过凸缘连接部(2)以气密方式彼此连接。除了简化粉尘泵的拆卸外，凸缘连接部具有以下另外功能：通过过滤凸缘(4)紧固和夹紧隔膜(3)和松弛面(5)。因此，借助于球形几何形状，到粉尘空间中的隔膜的有利挠曲可以以旋转抛物面的形式发生，该挠曲对于过滤材料来说是温和的。在这里，隔膜的挠曲通过液压液体的力的作用而引起，诸如DE102016201182中描述的。避免了突然的改变，并且在隔膜泵的排出操作结束之后，可以实现隔膜(3)在半部壳体形松弛面(5)上的基本上平的支承。可以通过所述有利设计实现小的死体积，所述有利设计导致最小粉尘空间体积(10)，同时具有高的传送量和小的高压气体损失。为了避免在排出操作期间不希望的运动和折叠，通过引导杆(9)引导且稳定隔膜的运动。在一个特别有利的实施例中，引导杆可以承担另外的任务，诸如通过计量位置发送器对隔膜进行位置确定。
此外，本发明还能解决由于粉尘空间内的旋涡层的产生而产生密相传送的问题(DE2005047583中描述的)。这在填充和排出操作期间通过经由气体可渗透构造的半部壳体形松弛面(5)的均匀的气体供给来保证。具有充分小的孔隙尺寸和小于20微米的过滤精度的例如铝的多孔金属用作用于松弛面(5)的过滤材料。这可以保证非常细的粉尘颗粒在膨胀操作期间不渗透到松弛面中。为了产生多孔金属，例如铝的液体金属与颗粒状的盐一起被倾倒入半部壳体模。盐具有显著较高的熔点(例如，与诸如铝的金属相比)并且不进入液体材料相，而是均匀地分布在熔融材料中。在金属固化之后，盐借助盐溶解液体被冲洗掉，并且产生多孔的且气体可渗透的金属。所述方法的一个优点在于在冲洗掉盐晶体之前执行机加工的可能性。结果，消除了孔隙的拖尾效应。通过盐粒的尺寸设置所需的孔隙度和过滤精度。
在本发明的一个特别改进中，液压半部壳体(1)的内直径比粉尘半部壳体(12)的内直径小。弯曲的松弛面(5)可以通过所述结构措施被固定。
为了实现有利的凸缘密封件(2)，松弛面(5)可以被构造为半部壳体，该半部壳体具有凸缘边缘，该凸缘边缘形成为两层，并且松弛面构造为下部区域中为多孔金属，而在凸缘区域中由实心材料制成。
在本发明的一个特别改进中，松弛面(5)的半部壳体形铸造模通过另外的环形的和/或点状的支撑元件(8)而增强。以这种方式，由多孔金属组成的半部壳体形松弛面(5)可以装配且紧固到下部压力密闭半部壳体(12)中，该下部压力密闭半部壳体由实心材料组成。气体空间13有利地形成在由多孔金属组成的松弛面和压力密闭半部壳体之间，该气体空间13可以用于松弛和填充气体的分布。松弛和填充气体的供给和排出通过下部压力密闭半部壳体12中的开口6进行。
在用于流体化的粉尘的气动高压传送的液压驱动的隔膜泵的情况中，特别重要的是，被隔膜分离的粉尘空间与液压空间可靠地密封隔离。通过将液压液体推入和推出位于隔膜上方的液压空间来实现隔膜的挠曲和要被传送的颗粒材料的相关吸入和排出。在所述的传送操作的情况中，粉尘渗透入液压液体或液压液体渗透入粉尘空间与相当多的设备故障有关并且将导致复杂的维修。
在作为双隔膜的隔膜3的实施例的情况中，布置两个弹性体隔膜使得它们被机械地相互支撑，使得在隔膜之间形成可以通过压力传感器△p 14监视的封闭的中间空间。在无故障操作期间，中间空间所处的压力低于液压空间或粉尘空间中的压力。如果随后确定中间空间中压力升高，则表示双隔膜的两个隔膜中的一个隔膜泄漏。两个隔膜可以被布置成借助布置在两个隔膜之间的一层球状件而使得两个隔膜以点状方式被机械地彼此支撑。这两个隔膜可以被布置成借助于将操作性地连接到压力传感器△p的连接流体引入两个隔膜之间而使得两个隔膜彼此机械地支撑。
弹性体隔膜可以通过弹性体或固体PTFE混合物形成。在双隔膜的情况中，两个隔膜中的一个隔膜可以由弹性体形成而两个隔膜中的另一个隔膜可以由固体PTFE混合物形成。
本发明还提出用来流体化和传送粉尘的隔膜泵，在隔膜泵的情况中：
粉尘泵的压力密闭的外壳由两个半部壳体组成，这两个半部壳体通过凸缘连接部连接并且隔膜和松弛面凸缘连接到凸缘连接部中，
松弛面由下部区域中的多孔材料和凸缘连接部的区域中的实心材料构造成多层，
松弛面被构造为半部壳体，包括支撑元件，并且气体空间存在于耐压下部半部壳体和松弛面之间。
为了说明性目的，已经采用具体的示例性实施例详细描述了本发明。在这里，单个示例性实施例的元件也可以彼此组合。本发明因此不限制于单个示例性实施例，而是仅通过所附权利要求来限制。
附图标记清单
1.压力密闭上部半部壳体、液压半部壳体
2.容器凸缘
3.隔膜
4.过滤凸缘
5.由多孔金属过滤材料组成的松弛面
6.用来填充和传送气体的开口、气体管道
7.用于粉尘的进入和离开的内部管道、粉尘管道
8.环形的、点状的、条形的支撑元件
9.隔膜引导件/引导杆
10.粉尘空间
11.液压空间
12.压力密闭下部半部壳体、粉尘半部壳体
13.气体空间
14.压力传感器△p

Claims (6)

1.一种用于液压驱动的泵的隔膜，所述泵用来在可高达7MPa的压力下流体化粉尘和传送粉尘，所述隔膜包括：
第一弹性体层和第二弹性体层，介质位于所述第一弹性体层和所述第二弹性体层之间，
所述第一弹性体层和第二弹性体层与位于所述第一弹性体层和所述第二弹性体层之间的所述介质形成双隔膜(3)，
所述介质操作性地连接到用于泄漏监视的压力传感器△p。
2.根据权利要求1所述的隔膜，其特征在于，所述双隔膜具有用于凸缘连接在所述泵的外壳凸缘(2)之间的凸缘边缘(2，4)。
3.根据权利要求2所述的隔膜，其特征在于，在所述第一弹性体层和所述第二弹性体层之间除了所述凸缘边缘(2，4)以外布置一层球状件。
4.根据前述权利要求之一所述的隔膜，其特征在于，所述介质由控制液体提供。
5.根据前述权利要求之一所述的隔膜，其特征在于，所述第一弹性体层由弹性体形成，并且所述第二弹性体层由固体PTFE混合物形成。
6.根据前述权利要求之一所述的隔膜，其特征在于，所述隔膜由中心引导杆(9)引导。
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