深入认识计量泵

计量泵也称定量泵或比例泵、加药泵。计量泵属于往复式容积泵,用于精确计量的,通常要求计量泵的稳定性精度不超过±1%。

计量泵可以计量输送易燃、易爆、腐蚀、磨蚀、浆料等各种液体,在化工和石油化工装置中经常使用。

一、计量精度

计量精度是稳定性精度、复现性精度和线性度的总称,是衡量计量泵计量准确性和优劣的重要依据。稳定性精度是指在某一相对行程位置连续测得的流量测量值与最大流量的相对极限误差。线性度是指在任一相对行程长度测得的单个流量测量值和对应的标定流量之差相对最大流量之比。

API 675 标准规定,计量泵在0~100%额定流量范围内可调节,且在10%~100%额定流量下,稳定性精度不超过士1%,复现性精度和线性度不超过±3%。GB9236标准规定计量泵,在0~100%额定流量范围内可调,且在额定条件和最大行程长度处的流量计量精度应不低于±1%。目前计量泵,其计量精度(指稳定性精度)一般为:柱塞式±0.5%,隔膜式±1%

计量泵在10%额定流量以下操作时,计量精度下降较大,故一般不宜在10%额定流量下操作。选型时最好考虑泵的操作点在30%额定流量以上。

二、计量泵的种类与特点

根据计量泵液力端的结构型式,常将计量泵分成电磁式、机械隔膜式、柱塞式、液压隔膜式和波纹管式计量泵等四种。

2.1 电磁隔膜式计量泵

电磁计量泵是利用电磁推杆带动隔膜在泵头内往复运动,引起泵头膛腔体积和压力的变化,压力的变化引起吸液阀门和排液阀门的开启和关闭,实现液体的定量吸入和排出。电磁计量泵是由电磁铁为驱动,为输送小流量低压力管路液体而设计的一种计量泵,它以结构简单、能耗小、计量准确以及调节方便而在行业内受到欢迎,它的设计原则为“简单实用”,不过它的缺点就是计量流量小,对管路压力要求比较低,这也从某些方面限制了它在工业上的应用。

2.2 机械隔膜式计量泵

机械隔膜式计量泵的隔膜与柱塞机构连接,无液压油系统,柱塞的前后移动直接带动隔膜前后挠曲变形。

2.3 柱塞式计泵

柱塞式计量泵与普通往复泵的结构基本一样,其液力端由液缸、柱塞、吸入和排出阀、密封填料等组成,除应满足普通往复泵液力端设计要求外,还应对泵的计量精度有影响的吸入阀、排出阀、密封等部件进行精心地设计与选择。

2.4 液压隔膜式计量泵

液压隔膜式计量泵通常称隔膜计量泵,又为单隔膜计量泵及双隔膜计量泵,在杜塞前端装有层隔膜(柱塞与隔膜不接触),将液力端分隔成输液腔和液压腔。输液腔连接泵吸入、排出阀,液压腔内充满液压油(轻质油),并与泵体上端的液压油箱(补油箱)相通。当柱塞前后移动时,通过液压油将压力传给隔膜并使之前后挠曲变形引起容积的变化,起到输送液体的作用及满足精确计量的要求。

2.5波纹管式计量泵
波纹管式计量泵结构与机械隔膜计量泵相似,只是以波纹管取代隔膜,柱塞端部与波纹管固定在一起。当柱塞往复运动时,使波纹管被拉伸和压缩,从而改变液缸的容积,达到输液与计量的目的。

五、流量调节与控制

计量泵常用的流量调节方式有:调节柱塞(或活塞)行程,调节柱塞往复次数,或兼有以上两种方式等二种方法,其中以调节行程的方式应用最广。该方法简单、可靠,在小流量时仍能维持较高的计量精度。行程调节方式有以下三种。

①停车手动调节在停车时手动调节计量泵的行程。

②运转中手动调节在泵运转中改变轴向位移,以间接改变曲柄半径,达到调节行程长度的日的。常用方式有:N形曲轴调节、L形曲轴调节和偏心凸轮调节等。

③运转中自动调节常见有气动控制和电动控制两种。气动控制是通过收变气源压力信号达到自动调节行程的日的。电动控制是通过改变电信号达到自动调节行程的日的。

六、应用领域

6.1 石油、化工行业:计量泵在这些行业中主要用于抽取或输送各种介质,如原油、酸碱溶液、溶剂等,以及进行液体的循环和过滤。

6.2 食品、医药行业:在食品行业中,计量泵用于精确计量各种液态食品,如饮料、牛奶、果汁等;在医药行业中,则用于精确计量和调配药品,以保证用药量的准确性和药物的稳定性。

6.3 环保、水处理行业:计量泵在此类行业中用于液体和气体的输送、循环和过滤等工艺过程。

6.4 电力、纺织、塑料发泡、造纸、农业灌溉等其他行业:虽然不是主要应用领域,但计量泵在这些行业的某些特定场合也得到了应用,如电力行业的化学物质的输送、纺织行业的染料添加、塑料发泡行业的原料注入等。

6.5 其他特殊用途:在一些特定的科研院所或实验室中,计量泵也可能用于一些特殊的实验或研究目的,如化学反应过程中的流体控制、生物样本的处理等。