计量泵的工作原理
计量泵是一种通过流量调节机构,按流量指示机构上指示值计量与输送流体的容积泵。计量泵的基本原理为电机驱动泵的偏心机构,偏心机构带动连杆推动柱塞做往复运行,实现流量输出的目的。在石油化工、医药、食品、环保及核动力工程等部门得以广泛应用。
作为流体计量与投加的理想设备,计量泵如今已被广泛地应用于包括制药、食品饮料和石油化工行业在内的各个领域,在工艺过程担负着强腐蚀性、毒害性、高粘性和高压介质的计量添加任务。经过超过半个世纪的实践应用和技术改进,现在计量泵已经进入其高速增长期。现在,成熟的动力驱动方式和液体输送端(泵头)材料技术使得新型计量泵几乎可以完成输送任何常规和特殊介质的要求,其工作压力和容量亦能满足工业生产的绝大多数要求。
电机经联轴器带动蜗杆并通过蜗轮减速使主轴和偏心轮作回转运动,由偏心轮带动弓型连杆的滑动调节座内作往复运动。当柱塞向后死点移时,泵腔内逐渐形成真空,吸入阀打开,吸入液体;当柱塞向前死点移动时,此时吸入阀关闭,排出阀打开,液体在柱塞向进一步运动时排出。在泵的往复顺还工作形成连续有压力、定量的排放液体。
计量泵的分类
计量泵主要由动力驱动、流体输送和调节控制三部分组成,动力驱动装置经由机械联杆系统带动流体输送隔膜实现往复运动。计量泵的分类:根据过流部分,计量泵可以分为柱塞活塞式、机械隔膜式、液压隔膜式;根据驱动方式,可以分为电机驱动、电磁驱动、气动;根据工作方式,可以分为、回转式、齿轮式。
目前,因其动力驱动和流体输送方式的不同,计量泵主要划分为柱塞式和隔膜式两大种类。隔膜泵又分为机械传动隔膜泵和液压传动隔膜泵。由于给水厂中所用的混凝剂多为腐蚀性液体,所以多采用隔膜泵。隔膜计量泵投药特点是集计量与投加功能于一体,计量准确,运行平稳,可根据流量信号和水质信号白动进行复合环投加,确保水质符合国家标准。
1.柱塞式计量泵
机械驱动柱塞式计量泵被广泛的应用于电厂、石油、化工等领域,柱塞式计量泵的效率在各种液压泵中是高的,额定工作压力也相对较高,比效率更重要的是柱塞式计量泵在高功率况下的高度可靠性,在压力冲击,温度变化大的场合寿命不会明显下降。
柱塞式计量泵优点是结构简单、工作压力高;其弱点是柱塞与柱塞密封填料直接与介质接触,容易造成磨损,使介质泄漏。业内一般认为隔膜式计量泵逐渐取代柱塞式计量泵己成为发展的趋势。柱塞式计量泵主要分为普通有阀泵和无阀泵两种。柱塞式计量泵因其结构简单和耐高温高压等优点而被广泛应用于石油化工领域。
针对高粘度介质在高压力工况下普通柱塞泵的不足,一种无阀旋转柱塞式计量泵受到愈来愈多的重视,被广泛应用于糖浆、巧克力和石油添加剂等高粘度介质的计量添加。
同时,近年来国内一些学者也对柱塞式计量泵进行了广泛的研究,得出结论:当凸轮转速提高到系统低阶固有频率的八分之一左右时,柱塞杆实际位移偏差较小,速度有明显波动,低阶固有频率对柱塞杆加速度的影响;当凸轮转速提高到三分之一左右时,柱塞杆实际位移和速度均产生较大波动,计量泵精度严重下降。
2.隔膜式计量泵
隔膜式计量泵利用特殊设计加工的柔性隔膜取代活塞,在驱动机构作用下实现往复运动,完成吸入-排出过程。由于隔膜的隔离作用,在结构上实现了被计量流体与驱动润滑机构之间的隔离。高科技的结构设计和新型材料的选用已经大大提高了隔膜的使用寿命,加上复合材料优异的耐腐蚀特性,隔膜式计量泵目前已经成为流体计量应用中的主力泵型。作为具有介质输送和流量调节功能的流体机械,计量泵已然成为现代化流程工业的核心设备,其中隔膜计量泵结构设计合理无泄漏,并且耐压、耐磨、耐腐蚀,深受客户青睐。
计量泵的特点
计量范围:0-400升/小时
压力范围:0-1.0兆帕
驱动方式:电机驱动
控制方式:手动、自动控制(可接收4-20mA信号来调节流量)
1、铸铝壳体,散热性能高,整体重量轻,适用各种酸碱药液,
2、采用凸轮机构.整体上完全无泄露,可安置于药槽或管道上。
3、接触介质泵头为PVC、可选PTFE、及不锈钢材质。
4、性价比高,普遍适用于,压力要求不高的水处理行业。
5、在泵运行或停止时也可任意调节流量也可定量输出。
6、隔膜为多层复合结构压制而成,层超韧性Teflon耐酸薄膜,二层EPDM弹性橡胶,三层厚度 支撑铁芯,四层采用强化尼龙纤维补强,五采用EPDM弹性橡胶完全包履,可提升隔膜使用寿命。
计量泵在输送过程中的流量调节方式
计量泵又可称为调量泵、可变排量泵、比例泵等,计量泵可在额定流量以下根据使用要求进行流量调节,并能保持一定的流量输送精度。在输送过程中,改变泵的流量可采用多种不同的流量调节方式。一般常用的方法有:
1.在输出管路系统设置旁通回路,通过调节旁通阀控制回流量,从而调节了系统的输出流量,这是一种粗调方法,且损耗大。
2.调节泵的转速,往复泵的平均流量与转速成正比,因此改变转速就可以调节流量,这种方法需要调速装置或调速电动机,调节速度的控制方便,但在小流量时,冲程数太小,会使排液时间长,对于某些化学反应是不允许的。3.调节活塞(柱塞)的行程长度,这是计量泵常用的方法,这种方法计量精度高,且在小流量下仍能满足线性要求。
量泵的控制方式早期,客户在使用计量泵产品时往往只要求具备手动调节流量的功能。随着生产自动化水平的提高,越来越多的用户倾向于使用带外部控制功能的计量泵,比如,用脉冲信号,4~20 mA电流信号或现场总线技术等等来调节计量泵的冲程长度或频率。此外,还可以选配变频电机,结合变频器通过调节冲程频率来调节流量。
得注意的是,早期,有的泵厂家或用户,采用了把普通电机加大功率当作变频电机使用的办法。这种方式虽然可以降低成本,但存在着调频范围窄并且在低频情况下容易烧坏电机的问题,越来越多的客户也认识到这一点。而采用变频电机加变频器的方式实现外控与采用泵本身微电路设计实现的外控也存在区别,后者控制精度更高并且可以同时实现脉冲信号控制而前者只能接受模拟电流信号控制。