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1、进口隔膜泵单向阀组件优化案例分析刘志龙;岳建伟;刘心 【摘要】矿浆液体长距离管道输送是70年代后逐步发展起来的新技术，在溶出管 道化生产中也有应用,该技术对容积泵的要求较高，同时容积式隔膜泵长距离输送也 是氧化铝管道化溶出的基础，目前国内氧化铝公司广泛使用的溶出机组喂料泵就是 以进口的大型容积式单缸单作用液压隔膜泵为主，该泵单向阀导向座是单向阀组件 中的主要损耗备件，优化前每组单向阀每年至少更换1个导向座，经过我公司技术人 员优化后，导向座的使用寿命可达到3年以上，仅这一项技改每年就为我公司节省大 量资金，本文就这一优化案例进行分析.【期刊名称】世界有色金属【年(卷)，期】2016(000)0
2、04【总页数】3页(P56-58) 【关键词】单向阀;隔膜泵;导向座;磨损垫片 【作者】刘志龙;岳建伟浏心【作者单位】山东南山东海氧化铝有限公司,山东龙口,265706;山东南山东海氧化 铝有限公司仙东龙口,265706;山东南山东海氧化铝有限公司仙东龙口,265706【正文语种】中文【中图分类】TH323工作单位：龙口东海氧化铝有限公司设备部研究方向：主要从事氧化铝生产工艺及技术指标的研究工作。联系方式：.cn进口大型容积式单缸单作用液压隔膜泵，是目前国内氧化铝公司广泛使用的溶出机 组喂料泵。这种泵具有流量大、出口压力高、供料稳定、允许物料内含有固体颗粒 等特点，目前只有荷兰、德国等少数几个
3、国家可以生产，虽然国内也有几家公司生 产这种泵，但因为发展时间、技术储备等各种因素的限制，虽然在设备制造上取得 了长足的进步但是在设备的制造质量上、设备稳定性等方面与国夕卜几家公司相比还 存在较大的差距。而进口的隔膜泵在具有相关技术优势的同时，也存在备件价格高、供货周期长、生 产厂家各种相关技术垄断等弊端。在购买以后的维护、维修过程中严重的依赖生产 厂家，目前我公司在单向阀、氮气包、隔膜等易损耗备件国产化方面做出不少尝试， 也摸索出一些经验总结了一些教训，虽然备件乃至设备国产化逐步替代进口设备是 必然的趋势，但是因为目前国产备件质量问题试用效果还不是非常理想，所以除了 积极探索国产备件、设备替
4、代进口产品的同时，根据目前现状对进口设备进行优化 也是降低设备管理费用的重要途径。目前我公司溶出车间管道化机组使用了荷兰威尔公司的9台TZPM-2000型隔膜 泵，9台隔膜泵共有54组单项阀，在单向阀组件中阀芯、阀座、压缩弹簧、导向 座等都是非常容易损坏的备件，我公司相关技术人员在使用过程中对导向座进行了 试优化，取得显著的经济效果，优化前每组单向阀每年至少更换1个导向座，优 化后将导向座的使用寿命延长到现在的3年以上，节约大量资金。本文就这一优 化方案进行分析。单向阀是由阀箱体、阀座、阀芯、导向座、压缩弹簧、阀橡胶等组成，阀座被紧密 的安装在阀箱体上。阀橡胶安装在阀芯上，阀橡胶在阀芯在与阀座
5、的开关接触过程 中起到密封和缓冲作用，防止单向阀因密封不严造成物料对阀芯与阀座的磨损以及 阀芯与阀座之间的金属撞击损坏，阀芯随隔膜的吸入、排出过程上下移动，而导向 座则在阀芯的上下移动中起到稳定阀芯运动方向的作用，防止阀芯在运动过程中因 方向不正造成的卡阀现象，压缩弹簧则依靠导向座底座的固定起到缓冲阀芯冲击力 度保持阀芯稳定的上下行程的作用。2.1导向座的作用导向座的作用主要是两个方面：（1）控制单向阀运动方向、保持单向阀芯稳定运 行，减少卡阀现象的发生，延长阀橡胶的使用寿命；（2）固定压缩弹簧、使弹簧 起到良好的控制作用。导向座的这两个作用决定了导向座在使用中将不可避免的在 与单向阀阀芯、压
6、缩弹簧的长期磨损中而损坏。2.2导向座损坏的主要原因导向座的底座不仅是导向座的固定点，也是压缩弹簧主要的接触和磨损部位。导向 座由4颗内六角螺栓固定在阀箱体压盖上，设备运行过程中底座将压住压缩弹簧 以利用压缩弹簧的弹性缓冲单向阀的运动力度，所以底座是与压缩弹簧的主要接触 部位、既重要又易磨损。在实际工作过程中，阀弹簧与导向座的接触面会产生严重 的磨损，由于导向座的材质的硬度以及耐磨性要低于压缩弹簧材质因而导向座的磨 损也必较严重。所以说如果能减轻导向座接触面的磨损，就可以提高导向座的使用 寿命，减少不必要的备件更换和设备的维修费用，也可以减少备件的采购和储备， 从而降低进口设备的维修管理费用。
7、3.1优化方案在导向座与压缩弹簧接触的磨损区域加上一片与底座大小相同的磨损垫片，将压缩 弹簧对导向座的磨损转移到磨损垫片上，以保证在单向阀工作的时候压缩弹簧对导 向座的磨损减到最小，从而达到延长导向座使用寿命的目的。当然除了增加磨损垫片外还有其他的办法来解决此类问题，如：在导向座和压缩弹 簧的接触面处镀铬增加其耐磨性或者将压缩弹簧固定到导向座上等。但是相对增加 磨损垫片而言，改进过程要更加复杂，经济投入也较大。因此增加磨损垫片是见效 最快、成本最低的优化方案，一片尺寸为45x71x5mm的磨损垫片单价仅2元， 使用过程中最经济的方法就是直接套在导向座上以隔离压缩弹簧对导向座的直接接 触磨损，用
8、时仅2秒钟，但是可以大大的延长价值为7千多元的导向座使用寿命。 按厂家设计，优化前这些备件使用寿命不足1年，而经过优化技改后经过详细的 统计分析，增加环形磨损垫片后在保证设备正常运行的前提下，导向座的使用寿命 将已经达到了 3年以上，这样就可以为企业节约更多的资金。3.2经济效益2010年进口导向座单价6974元、(同比2008年增涨12% )附带衬套单价569 元、卡簧单价45元，压缩弹簧单价1143元、固定螺栓35x4元每台泵需要6套。( 6974+569+45 + 1143 + 140 )x6=53226 元/台/年4.1磨损环的硬度物理常识告诉我们有摩擦就会有磨损，磨损不会消失，磨损只
9、会由硬度高的材质转 移到硬度低的材质上。磨损垫片的硬度高了虽然保护了导向座，但过硬的材质会加 速压缩弹簧的磨损，硬度低了又极易在运行周期内被压缩弹簧磨损掉，所以采购、 或者自制磨损垫片是要对备件的硬度进行检测，以确定磨损垫片的材质，才能取得 更好的经济效果4.2磨损垫片的厚度磨损垫片的厚度取决于磨损的速度和检修周期的长短，如果磨损垫片太厚将影响压 缩弹簧的压力，从而造成单向阀开启不灵活，但是如果磨损垫片太薄了磨损周期又 不一定能达到生产的要求，如果厚度和硬度掌握不好，运行过程中若磨损垫片损坏 了进入到隔膜室内扎破隔膜造成溶出机组停机检修，仅每张隔膜单价就5万元左 右再加上更换液压油等费用，造成
10、的损失将会更大。磨损垫片的硬度要根据导向座和压缩弹簧的硬度来确定，磨损垫片的硬度要低于导 向座硬度，而略高于压缩弹簧的硬度，这样既保护导向座和弹簧，又能减少压缩弹 簧不必要的磨损。我公司在首次使用时由于也无法确定磨损垫片的厚度，所以将磨 损垫片与导向座采用焊接的方式连接在一起，以防止垫片达不到使用要求而损坏脱 落造成意外损失。使用过程中可以根据各自不同的工况条件总结几次使用的经验后 确定磨损垫片的厚度，确定后可不再采用焊接的方式，可直接安装到导向座与压缩 弹簧之间效果同样令人满意，本厂使用的磨损环材质为Q235厚度为5mm。目前我国很多企业使用了大量的进口设备，进口设备虽然性能可靠，但是居高不下 的维护成本也成为困扰使用单位的一大难题，只要在使用过程中各使用单位能够激 发全体人员的创新能力并结合自身情况，总结使用经验不墨守成规敢于尝试，在现 有体制下打破国外卜相关公司技术垄断，降低设备使用成本的空间还是相当巨大的。
进口隔膜泵单向阀组件优化案例分析
