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計量泵工作原理

眾所周知,計量泵主要由動力驅動、流體輸送和調節控制三部分組成。動力驅動裝置經由機械聯桿系統帶動流體輸送隔膜(活塞)實現往復運動:

隔膜(活塞)于沖程的前半周將被輸送流體吸入并于后半周將流體排出泵頭;所以,改變沖程的往復運動頻率或每一次往復運動的沖程長度即可達至調節流體輸送量之目的。精密的加工精度保證了每次泵出量進而實現被輸送介質的精密計量。

計量泵

因其動力驅動和流體輸送方式的不同,計量泵可以大致劃分成柱塞式和隔膜式兩大種類。

2.1、柱塞式計量泵

主要有普通有閥泵和無閥泵兩種。柱塞式計量泵因其結構簡單和耐高溫高壓等優點而被廣泛應用于石油化工領域。針對高粘度介質在高壓力工況下普通柱塞泵的不足,一種無閥旋轉柱塞式計量泵受到愈來愈多的重視,被廣泛應用于糖漿、巧克力和石油添加劑等高粘度介質的計量添加。因被計量介質和泵內潤滑劑之間無法實現完全隔離這一結構性缺點,柱塞式計量泵在高防污染要求流體計量應用中受到諸多限制。

2.2、隔膜式計量泵

顧名思義,隔膜式計量泵利用特殊設計加工的柔性隔膜取代活塞,在驅動機構作用下實現往復運動,完成吸入-排出過程。由于隔膜的隔離作用,在結構上真正實現了被計量流體與驅動潤滑機構之間的隔離。高科技的結構設計和新型材料的選用已經大大提高了隔膜的使用壽命,加上復合材料優異的耐腐蝕特性,隔膜式計量泵 目前已經成為流體計量應用中的主力泵型。在隔膜式計量泵家族成員里,液力驅動式隔膜泵由于采用了液壓油均勻地驅動隔膜,克服了機械直接驅動方式下泵隔膜受力過分集中的缺點,提升了隔膜壽命和工作壓力上限。為了克服單隔膜式計量泵可能出現的因隔膜破損而造成的工作故障,有的計量泵配備了隔膜破損傳感器,實現隔膜破裂時自動連鎖保護;具有雙隔膜結構泵頭的計量進一步提高了其安全性,適合對安全保護特別敏感的應用場合。

作為隔膜式計量泵的一種,電磁驅動式計量泵以電磁鐵產生脈動驅動力,省卻了電機和變速機構,使得系統小巧緊湊,是小量程低壓計量泵的重要分支。

現在,精密計量泵 技術已經非常成熟,其流體計量輸送能力最大可達0-100,000l/h, 工作壓力最高達4000bar,工作范圍覆蓋了工業生產所有領域的要求。

計量泵工作原理:

1、 傳動端采用傳統的蝸輪蝸桿減速傳動,以曲柄連桿機構將圓周運動轉變成十字頭的直線往復運動。 行程調節采用帶斜槽的滑軸的直線位移。

改變偏心輪的旋轉半徑達到柱塞的行程長度調節。

2、 柱塞計量泵的柱塞密封采用填料密封, 進出口閥采用雙層球閥或單層蘑菇閥。

3 、隔膜計量泵的柱塞密封采用活塞環形式。

液壓腔設有新型的放氣安全閥、限位補償閥、多向軋制聚 四氟乙烯膜片,可配隔膜破裂報警裝置。

4、 隔膜泵是唯一一種非動密封及柱塞不接觸介質的泵。 流體通過一個液力驅動機構與介質隔開。這樣 可以長期工作,減少停車維修時間。

5、 液力驅動隔膜的薄膜泵具有抗過載和耐真空性(汽蝕性)。例如, 如果泵內壓力超過許用壓力。 液力端的限壓閥自動地打開調節泵內壓力。 使泵受到安全保護。

計量泵也叫定量泵或比例泵,英文名字:metering pump 。計量泵是作為流體精密計量與投加的理想設備,它可以滿足各種嚴格的工藝流程需要,工作流量在1-100%范圍內可以無級調節,是用來輸送液體的一種特殊容積泵,特別是輸送腐蝕性液體。目前計量泵被廣泛在應用到各個領域,如制藥,食品加工,飲料加工,石油化工等,在這些工業工作中,它擔負著強腐蝕性,毒害性以及高粘性和高壓介質的計量添加任務。

計量泵主要是由動力驅動、流體輸送和調節控制這三大部分組成,動力驅動裝置經由機械聯桿系統帶動流體輸送隔膜(活塞)實現往復運動。根據過流部分可以分為柱塞式、活塞式、機械隔膜式、液壓隔膜式四種類型。根據其驅動方式可以分為電機驅動式、電磁驅動式、氣動式三種類型。根據其工作方式可以分為往復式、回轉式、齒輪式三種類型。其他分類還有電控型、氣控型、保溫型、加熱型、高黏度型等。

計量泵結構及工作原理:計量泵由傳動機座部件、泵頭部件、電機三部份組成。傳動機座部件由電機帶動蝸桿旋轉,通過蝸輪、下套筒,將動力傳遞給N形軸。N形軸與偏心塊帶動曲柄連桿機構和十字頭,驅動柱塞作往復運動;通過N形軸和行程調節機構調節回轉偏心來調節柱塞的行程,從而調節流量大;隨著柱塞在液缸內的往復運動 ,吸、排閥組交替地啟閉,液體被不斷吸入和排出液力端;泵在吸入行程中,泵頭液腔體中形成負壓,使吸入閥打開,液體流入缸腔;在排出行程中,柱塞的移動在液體上增加了壓力,使排出閥打開將液體排出。

計量泵主要由動力驅動、流體輸送和調節控制三部分組成。動力驅動裝置經由機械聯桿系統帶動流體輸送隔膜實現往復運動:

隔膜(活塞)于沖程的前半周將被輸送流體吸入并于后半周將流體排出泵頭;所以,改變沖程的往復運動頻率或每一次往復運動的沖程長度即可達至調節流體輸送量之目的。精密的加工精度保證了每次泵出量進而實現被輸送介質的精密計量。因其動力驅動和流體輸送方式的不同,計量泵可以大致劃分成柱塞式和隔膜式兩大種類。

現在,精密計量泵技術已經非常成熟,其流體計量輸送能力最大可達0-100,000l/h,工作壓力最高達4000 bar,工作范圍覆蓋了工業生產所有領域的要求。計量泵的研發已經超越了其傳統意義上單純追求容量和材質的范疇,轉而面向高精度,多功能和智能化的發展方向,這一趨勢已經成為世界主要計量泵生商的共識。

計量泵的控制方式: 計量泵每一次的流體泵出量決定了其計量容量。在一定的有效隔膜面積下,泵的輸出流體的體積流量正比與沖程長度L和沖程頻率F:V∝A*F*L。 在計量介質和工作壓力確定情況下,通過調節沖程長度L和沖程頻率F即可實現對計量泵輸出的雙維調節。計量泵的控制方式有四種:

一是常規模擬/開關信號調節方式, 過程控制應用中廣泛采用0/4-20mA模擬電流信號作為傳感器、控制器和執行機構間信號交換的標準,具有外控功能的計量泵亦主要采用這種方式,實現對沖程頻率和沖程頻率的外部調節。

二是基地式控制方式, 在某些特殊場合,如ph值調節,計量泵作為執行器,在調節器的控制下添加酸或堿。為簡化系統配置和提高可靠性,以微處理器為核心的嵌入式控制系統被直接集成到計量泵內,如此只需外接一支pH傳感器,即可構成完整的調節系統。這種基地式智能計量泵概念也適用于控制其它工藝參數,如氧化還原電位(ORP)和余氯濃度調節等應用場合。

三是設定程序式控制, 由于內部集成了微處理計算機,一些計量泵產品的調控性能和操作性能得到了充分提升,在跟隨外部控制命令實現實時計量流量調節之外,還具有定量添加,時間序列觸發程序式添加,事件序列觸發程序式添加,時間-事件混合觸發程序式添加和自動校正等多種工作模式,并可以提供以泵出流體總量,剩余沖程次數和待輸送流體容量,設定沖程長度和其它相關的計量泵工作參數等有用信息。

四是現場總線ProFibus控制方式,在石油化工等大規模高自動化成度的應用場合,利用數字通訊協議進行自動化設備之間數據的高速傳輸進而組成網絡式控制系統,容量大,可靠性高,已成為發展的主流。

現在,成熟的動力驅動方式和液體輸送端(泵頭)材料技術使得新型計量泵幾乎可以完成輸送任何常規和特殊介質的要求,其工作壓力和容量亦能滿足工業生產的絕大多數要求。經過超過半個世紀的實踐應用和技術改進,現在計量泵有超好的優越性,其中隔膜式計量泵絕對不會有泄漏現象,其安全性能極高,計量輸送精確,流量可調節。調節直觀清晰、工作平穩、無噪聲、體積小重量輕、維護方便,可并聯使用。

來源:http://www.tanruige.com/News/Metering-pump-works.html