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計量泵工作原理的詳細介紹
閱讀：6146 發(fā)布時間：2018-7-16
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(nèi)可以無級調(diào)節(jié)，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(yè)工作中，它擔負著強腐蝕性，毒害性以及高粘性和高壓介質(zhì)的計量添加任務。
計量泵主要是由動力驅(qū)動、流體輸送和調(diào)節(jié)控制這三大部分組成，動力驅(qū)動裝置經(jīng)由機械聯(lián)桿系統(tǒng)帶動流體輸送隔膜（活塞）實現(xiàn)往復運動。根據(jù)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(jù)其驅(qū)動方式可以分為電機驅(qū)動式、電磁驅(qū)動式、氣動式三種類型。根據(jù)其工作方式可以分為往復式、回轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)，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(gòu)和十字頭,驅(qū)動柱塞作往復運動;通過N形軸和行程調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)偏心來調(diào)節(jié)柱塞的行程，從而調(diào)節(jié)流量大?。浑S著柱塞在液缸內(nèi)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(qū)動、流體輸送和調(diào)節(jié)控制三部分組成。動力驅(qū)動裝置經(jīng)由機械聯(lián)桿系統(tǒng)帶動流體輸送隔膜實現(xiàn)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(diào)節(jié)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(xiàn)被輸送介質(zhì)的精密計量。因其動力驅(qū)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(xiàn)在，精密計量泵技術已經(jīng)非常成熟，其流體計量輸送能力大可達0-100,000l/h，工作壓力達4000 bar，工作范圍覆蓋了工業(yè)生產(chǎn)所有領域的要求。計量泵的研發(fā)已經(jīng)超越了其傳統(tǒng)意義上單純追求容量和材質(zhì)的范疇，轉(zhuǎn)而面向高精度，多功能和智能化的發(fā)展方向，這一趨勢已經(jīng)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(zhì)和工作壓力確定情況下，通過調(diào)節(jié)沖程長度L和沖程頻率F即可實現(xiàn)對計量泵輸出的雙維調(diào)節(jié)。計量泵的控制方式有四種：
一是常規(guī)模擬/開關信號調(diào)節(jié)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(zhí)行機構(gòu)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(xiàn)對沖程頻率和沖程頻率的外部調(diào)節(jié)。
二是基地式控制方式， 在某些特殊場合，如ph值調(diào)節(jié)，計量泵作為執(zhí)行器，在調(diào)節(jié)器的控制下添加酸或堿。為簡化系統(tǒng)配置和提高可靠性，以微處理器為核心的嵌入式控制系統(tǒng)被直接集成到計量泵內(nèi)，如此只需外接一支pH傳感器，即可構(gòu)成完整的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。這種基地式智能計量泵概念也適用于控制其它工藝參數(shù)，如氧化還原電位(ORP)和余氯濃度調(diào)節(jié)等應用場合。
三是設定程序式控制， 由于內(nèi)部集成了微處理計算機，一些計量泵產(chǎn)品的調(diào)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(xiàn)實時計量流量調(diào)節(jié)之外，還具有定量添加，時間序列觸發(fā)程序式添加，事件序列觸發(fā)程序式添加，時間－事件混合觸發(fā)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(shù)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(shù)等有用信息。
四是現(xiàn)場總線ProFibus控制方式，在石油化工等大規(guī)模高自動化成度的應用場合，利用數(shù)字通訊協(xié)議進行自動化設備之間數(shù)據(jù)的高速傳輸進而組成網(wǎng)絡式控制系統(tǒng)，容量大，可靠性高，已成為發(fā)展的主流。
現(xiàn)在，成熟的動力驅(qū)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(guī)和特殊介質(zhì)的要求，其工作壓力和容量亦能滿足工業(yè)生產(chǎn)的絕大多數(shù)要求。經(jīng)過超過半個世紀的實踐應用和技術改進，現(xiàn)在計量泵有超好的*性，其中隔膜式計量泵不會有泄漏現(xiàn)象，其安全性能*，計量輸送，流量可調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)直觀清晰、工作平穩(wěn)、無噪聲、體積小重量輕、維護方便，可并聯(lián)使用。