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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。

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