深入認識計量泵
計量泵也稱定量泵或比例泵、加藥泵。計量泵屬于往復式容積泵,用于精確計量的,通常要求計量泵的穩(wěn)定性精度不超過±1%。
計量泵可以計量輸送易燃、易爆、腐蝕、磨蝕、漿料等各種液體,在化工和石油化工裝置中經(jīng)常使用。
一、計量精度
計量精度是穩(wěn)定性精度、復現(xiàn)性精度和線性度的總稱,是衡量計量泵計量準確性和優(yōu)劣的重要依據(jù)。穩(wěn)定性精度是指在某一相對行程位置連續(xù)測得的流量測量值與最大流量的相對極限誤差。線性度是指在任一相對行程長度測得的單個流量測量值和對應(yīng)的標定流量之差相對最大流量之比。
API 675 標準規(guī)定,計量泵在0~100%額定流量范圍內(nèi)可調(diào)節(jié),且在10%~100%額定流量下,穩(wěn)定性精度不超過士1%,復現(xiàn)性精度和線性度不超過±3%。GB9236標準規(guī)定計量泵,在0~100%額定流量范圍內(nèi)可調(diào),且在額定條件和最大行程長度處的流量計量精度應(yīng)不低于±1%。目前計量泵,其計量精度(指穩(wěn)定性精度)一般為:柱塞式±0.5%,隔膜式±1%
計量泵在10%額定流量以下操作時,計量精度下降較大,故一般不宜在10%額定流量下操作。選型時最好考慮泵的操作點在30%額定流量以上。
二、計量泵的種類與特點
根據(jù)計量泵液力端的結(jié)構(gòu)型式,常將計量泵分成電磁式、機械隔膜式、柱塞式、液壓隔膜式和波紋管式計量泵等四種。
2.1 電磁隔膜式計量泵
電磁計量泵是利用電磁推桿帶動隔膜在泵頭內(nèi)往復運動,引起泵頭膛腔體積和壓力的變化,壓力的變化引起吸液閥門和排液閥門的開啟和關(guān)閉,實現(xiàn)液體的定量吸入和排出。電磁計量泵是由電磁鐵為驅(qū)動,為輸送小流量低壓力管路液體而設(shè)計的一種計量泵,它以結(jié)構(gòu)簡單、能耗小、計量準確以及調(diào)節(jié)方便而在行業(yè)內(nèi)受到歡迎,它的設(shè)計原則為“簡單實用”,不過它的缺點就是計量流量小,對管路壓力要求比較低,這也從某些方面限制了它在工業(yè)上的應(yīng)用。
2.2 機械隔膜式計量泵
機械隔膜式計量泵的隔膜與柱塞機構(gòu)連接,無液壓油系統(tǒng),柱塞的前后移動直接帶動隔膜前后撓曲變形。
2.3 柱塞式計泵
柱塞式計量泵與普通往復泵的結(jié)構(gòu)基本一樣,其液力端由液缸、柱塞、吸入和排出閥、密封填料等組成,除應(yīng)滿足普通往復泵液力端設(shè)計要求外,還應(yīng)對泵的計量精度有影響的吸入閥、排出閥、密封等部件進行精心地設(shè)計與選擇。
2.4 液壓隔膜式計量泵
液壓隔膜式計量泵通常稱隔膜計量泵,又為單隔膜計量泵及雙隔膜計量泵,在杜塞前端裝有層隔膜(柱塞與隔膜不接觸),將液力端分隔成輸液腔和液壓腔。輸液腔連接泵吸入、排出閥,液壓腔內(nèi)充滿液壓油(輕質(zhì)油),并與泵體上端的液壓油箱(補油箱)相通。當柱塞前后移動時,通過液壓油將壓力傳給隔膜并使之前后撓曲變形引起容積的變化,起到輸送液體的作用及滿足精確計量的要求。
2.5波紋管式計量泵
波紋管式計量泵結(jié)構(gòu)與機械隔膜計量泵相似,只是以波紋管取代隔膜,柱塞端部與波紋管固定在一起。當柱塞往復運動時,使波紋管被拉伸和壓縮,從而改變液缸的容積,達到輸液與計量的目的。
五、流量調(diào)節(jié)與控制
計量泵常用的流量調(diào)節(jié)方式有:調(diào)節(jié)柱塞(或活塞)行程,調(diào)節(jié)柱塞往復次數(shù),或兼有以上兩種方式等二種方法,其中以調(diào)節(jié)行程的方式應(yīng)用最廣。該方法簡單、可靠,在小流量時仍能維持較高的計量精度。行程調(diào)節(jié)方式有以下三種。
①停車手動調(diào)節(jié)在停車時手動調(diào)節(jié)計量泵的行程。
②運轉(zhuǎn)中手動調(diào)節(jié)在泵運轉(zhuǎn)中改變軸向位移,以間接改變曲柄半徑,達到調(diào)節(jié)行程長度的日的。常用方式有:N形曲軸調(diào)節(jié)、L形曲軸調(diào)節(jié)和偏心凸輪調(diào)節(jié)等。
③運轉(zhuǎn)中自動調(diào)節(jié)常見有氣動控制和電動控制兩種。氣動控制是通過收變氣源壓力信號達到自動調(diào)節(jié)行程的日的。電動控制是通過改變電信號達到自動調(diào)節(jié)行程的日的。
六、應(yīng)用領(lǐng)域
6.1 石油、化工行業(yè):計量泵在這些行業(yè)中主要用于抽取或輸送各種介質(zhì),如原油、酸堿溶液、溶劑等,以及進行液體的循環(huán)和過濾。
6.2 食品、醫(yī)藥行業(yè):在食品行業(yè)中,計量泵用于精確計量各種液態(tài)食品,如飲料、牛奶、果汁等;在醫(yī)藥行業(yè)中,則用于精確計量和調(diào)配藥品,以保證用藥量的準確性和藥物的穩(wěn)定性。
6.3 環(huán)保、水處理行業(yè):計量泵在此類行業(yè)中用于液體和氣體的輸送、循環(huán)和過濾等工藝過程。
6.4 電力、紡織、塑料發(fā)泡、造紙、農(nóng)業(yè)灌溉等其他行業(yè):雖然不是主要應(yīng)用領(lǐng)域,但計量泵在這些行業(yè)的某些特定場合也得到了應(yīng)用,如電力行業(yè)的化學物質(zhì)的輸送、紡織行業(yè)的染料添加、塑料發(fā)泡行業(yè)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?qū)嶒炇抑?,計量泵也可能用于一些特殊的實驗或研究目的,如化學反應(yīng)過程中的流體控制、生物樣本的處理等。