隔膜泵驱动液压系统研究

摘要

随着管道输送技术的迅速发展，隔膜泵作为适用于固液两相流浆体管道输送的设备，在化工、电力、矿山、冶金等行业得到普遍应用。然而现有工业应用的隔膜泵主要采用曲柄滑块机构结构形式，设备体积庞大、制造成本高，存在流量脉动大等问题。因此本文提出了一种液压缸驱动的往复式隔膜泵。
　　 首先，本文分析了隔膜泵输送的物料—非均质流浆体在管道中的流动特性;建立了非均质流浆体在管道中流动时的动态模型;得出非均质浆体在水平管道中堆积流速以及阻力损失的计算方法。
　　 其次，确定了隔膜泵的驱动方案，设计了隔膜泵驱动液压系统。建立了隔膜泵驱动液压系统在工作时液压回路的数学模型，通过MATLAB/Simulink仿真，分析了液压系统的稳定性，并用PID控制方法对系统进行校正，优化了驱动液压系统的动、静态特性;利用AMESim软件搭建了隔膜泵驱动液压系统的仿真模型，对整个液压系统进行仿真，掌握驱动液压缸的运动规律、驱动液压缸内压力、流量变化规律以及泵的排出流量变化规律。
　　 最后，搭建隔膜泵驱动液压系统的试验平台，测试隔膜泵驱动液压系统的性能参数，并验证系统模型的正确性。试验结果表明:本文设计的隔膜泵液压驱动系统在泵送物料时能够满足物料的输送要求，泵的输出流量平稳，验证了理论研究的的正确性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 国内外隔膜泵的发展概况

1．3 隔膜泵技术的研究现状

1．4 隔膜泵的结构及工作原理

1．4．1 传统隔膜泵的结构

1．4．2 传统隔膜泵的工作原理

1．4．3 液压驱动隔膜泵简介

1．5 本文研究的意义及主要研究内容

第二章 泵送物料的流动特性

2．1 管道中浆体流动的基本参数

2．2 管道中浆体的流动状态

2．2．1 均质浆体的流动状态

2．2．2 非均质浆体的流动状态

2．3 浆体的阻力损失

2．3．1 阻力损失的变化规律

2．3．2 阻力损失的基本理论

2．4 浆体的临界流速

2．4．1 临界流速的定义

2．4．2 临界流速的计算

2．5 非均质浆体的计算模型

2．6 本章小结

第三章 隔膜泵液压驱动系统方案研究

3．1 隔膜泵驱动方案研究

3．2 液压驱动系统设计

3．3 本章小结

第四章 驱动液压系统建模与仿真

4．1 驱动液压系统数学模型

4．1．1 速度控制环节

4．1．2 比例放大器环节

4．1．3 电液比例方向阀环节

4．1．4 阀控缸—负载环节

4．1．5 反馈环节

4．2 驱动液压系统动态特性分析

4．2．1 稳定性分析

4．2．2 系统的校正

4．3 仿真模型的建立

4．3．1 子模型建立

4．3．2 驱动液压系统模型建立

4．4 仿真结果分析

4．4．1 系统工作时仿真分析

4．4．2 驱动液压系统性能仿真分析

4．5 本章小结

第五章 实验研究

5．1 实验目的

5．2 实验系统设计

5．2．1 实验原理

5．2．2 实验设备

5．2．3 实验步骤

5．3 实验结果及分析

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 研究工作总结

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间的主要研究成果