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工程设计        在设计一个膜片时,应谨记考虑能采取什么做法延长该部件的使用寿命。当你了解了膜片的内在缺陷,并相应地设计,则能大大提高膜片制作的成功率。

       引起<膜片的提早损坏的主要原因包括:
  • 毛口和锐边
  • 磨损
  • 排气回压
  • 圆周压迫

       用合适的硬件光滑表面
       很明显,第一步便是硬件设计。首先要考虑到的一点就是要消除有可能触碰到膜片的毛口和锐边。即使是极微小的瑕疵、裂纹都可能引起夹布和橡胶的断裂,造成过早损坏。 


       表面越光滑越好
       光滑度并不是直接与硬件的完工相关。当压力持续地施加并减缓时,膜片将摩擦其支撑硬件。若硬件的表面较为粗糙,它将磨损夹布,并造成过早损坏。 


       到底要多光滑才足够?
       我们建议,硬件的表面应不多于32微英寸厚,而在高频运作中,应将厚度尽量限制在16微英寸内(alternative:硬件的表面应不多于32微英寸厚,而在高频运作中,应将厚度尽量限制在16微英寸内更为可取)。虽然膜片不需  要用到润滑剂,但建议在安装之前先給膜片涂上一层二硫化钼以减少磨损。同时,活塞上也应涂上一层特氟纶,这样可以减少当膜片在活塞上移位时产生的摩擦。或者,在活塞上涂上一层橡胶,通过防止膜片移位从而减少摩擦。


       同轴度和可控排气回压
       膜片和它的侧壁相触碰的位置,最容易产生故障。当这现象发生时,两层橡胶膜扣在一起,而活塞却继续运作。这将导致膜片侧壁塞堵塞在活塞和汽缸壁中间,从而引致橡胶和夹布的撕裂。通常导致这种情况有两个原因:


       1. 首先,是活塞和汽缸间的准线。在高压下运作时,若施加在膜片上的气压与之相等,使得活塞居中,通常这种情况下不会出现问题。然而在低压下运作时,重力会产生作用,将活塞拉到一边引发故障。要避免产生这种情况,可为活塞安装一个轴衬。或者采用其他能将活塞在整个冲程过程中固定于中间的方法。


       2. 第二个导致故障发生的原因是回压。通常,膜片能在单一方向中高度分速。若低压一侧的压力突然增高,则会引发侧壁破裂引发故障。回压所引发的问题通常在用户尚未意识到时就会发生。


       回压:注意“单行线”
       压力通常在膜片高压那一侧不会产生问题,因为体积的变化决定着器械的运作。通常,回压问题都出现在低压一侧,因为此侧的气体、液体在膜片的每次冲程中都必须会被排出并更替。


       通过通风减轻回压的影响
       通风孔的尺寸必须大小适中,使得有足够的气体在准确时间内能进入并摩擦膜片。在加速测试时制动序列增加的情况下,或当设备承受着较高压力、快速运转时,也应当仔细考虑通风孔的尺寸大小问题。


       减少侧壁压迫的危险
       最后一个引致故障的原因是圆周压迫。它是指膜片侧壁中直径较大部分压迫着活塞。这将导致侧壁轴向卷折,以使膜片与活塞相契合。由于用于支撑的夹布是方形井网型的,这四处出现垂直于卷积的褶皱,将填满螺纹。


       将破裂的可能性降到最小
       圆周压迫通常被称作“four cornering”(四个回转).它不可能被完全消除,但可以对它进行控制。在同一部位的反复折叠会导致交叉线的断裂,使得橡胶破裂。


       减少圆周压迫的方法
       一共有几种方法可以减少圆周压迫。每种方法都有其优势和缺点。我们的工程师会为您推荐最佳方案! 


       1. 限制冲程和压力
       第一种方法只仅使用膜片冲程的下半部分。使用下半部分减少了侧壁挤压活塞的面积。这是侧壁中与活塞圆周差异最小的部分,使得卷积的幅度和锋利度都减小。通过这种方法,能延长活塞使用寿命。


       2. 双尖端减少压迫
       另一种减少圆周压迫,并能同时保持膜片冲程能力的方式是,使用双尖端膜片。
       在一个标准的顶部膜片上,膜片的侧壁形成直线,并与凸缘和活塞半径相切。


       在双尖端活塞顶部,侧壁与活塞半径相切,并与其形成45度-60度的夹角,接近卷积厚度的百分之六十。


       在这点上,侧壁首先绕着一个小半径弯曲,接着直接与活塞半径相切。这令侧壁的有效长度有更陡峭的角度,反过来,这也减少侧壁圆周。


       3.“预卷积”可预测出问题
       将膜片模压成offset pre-convoluted diaphragm,也能获得同样的效果,此时您只需将预卷积膜片放置于full up的位置即可。效果很明显,它能将运作侧壁总量加之于活塞圆周,基本上完全消除了圆周压迫。


       4. Hardware tapering: A risky compromise
       减少圆周压迫的最后一种方法是使用锥形活塞。尽管这种方法能有效调整圆周,但是基于以下两种原因,它并不是最理想的解决压迫的方法:


       使用锥形活塞调整圆周使得有效压力在压力升高时降低。
       固定卷积会使得有效压力在压力降低的时候升高。

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