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计量泵技术

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计量泵工作原理及控制方法

来源:巴特计量泵、齿轮泵公司 发布时间:2013-12-02 15:39:15 浏览次数:
  计量泵结构及工作原理
 
  计量泵由传动机座部件、泵头部件、电机三部份组成。传动机座部件由电机带动蜗杆旋转,通过蜗轮、下套筒,将动力传递给N形轴。N形轴与偏心块带动曲柄连杆机构和十字头,驱动柱塞作往复运动;通过N形轴和行程调节机构调节回转偏心来调节柱塞的行程,从而调节流量大小;随着柱塞在液缸内的往复运动,吸、排阀组交替地启闭,液体被不断吸入和排出液力端;泵在吸入行程中,泵头液腔体中形成负压,使吸入阀打开,液体流入缸腔;在排出行程中,柱塞的移动在液体上增加了压力,使排出阀打开将液体排出。
 
  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:
 
  隔膜(活塞)于冲程的前半周将被输送流体吸入并于后半周将流体排出泵头;所以,改变冲程的往复运动频率或每一次往复运动的冲程长度即可达至调节流体输送量之目的。精密的加工精度保证了每次泵出量进而实现被输送介质的精密计量。因其动力驱动和流体输送方式的不同,计量泵可以大致划分成柱塞式和隔膜式两大种类。
 
  现在,精密计量泵技术已经非常成熟,其流体计量输送能力最大可达0-100,000l/h,工作压力最高达4000 bar,工作范围覆盖了工业生产所有领域的要求。计量泵的研发已经超越了其传统意义上单纯追求容量和材质的范畴,转而面向高精度,多功能和智能化的发展方向,这一趋势已经成为世界主要计量泵生商的共识。
 
  计量泵的控制方式
 
  计量泵每一次的流体泵出量决定了其计量容量。在一定的有效隔膜面积下,泵的输出流体的体积流量正比与冲程长度L和冲程频率F:V∝A*F*L。在计量介质和工作压力确定情况下,通过调节冲程长度L和冲程频率F即可实现对计量泵输出的双维调节。
 
  计量泵的控制方式有四种:
 
  1、常规模拟/开关信号调节方式
 
  过程控制应用中广泛采用0/4-20mA模拟电流信号作为传感器、控制器和执行机构间信号交换的标准,具有外控功能的计量泵亦主要采用这种方式,实现对冲程频率和冲程频率的外部调节。
 
  2、基地式控制方式
 
  在某些特殊场合,如ph值调节,计量泵作为执行器,在调节器的控制下添加酸或碱。为简化系统配置和提高可靠性,以微处理器为核心的嵌入式控制系统被直接集成到计量泵内,如此只需外接一支pH传感器,即可构成完整的调节系统。这种基地式智能计量泵概念也适用于控制其它工艺参数,如氧化还原电位(ORP)和余氯浓度调节等应用场合。
 
  3、设定程序式控制
 
  由于内部集成了微处理计算机,一些计量泵产品的调控性能和操作性能得到了充分提升,在跟随外部控制命令实现实时计量流量调节之外,还具有定量添加,时间序列触发程序式添加,事件序列触发程序式添加,时间-事件混合触发程序式添加和自动校正等多种工作模式,并可以提供以泵出流体总量,剩余冲程次数和待输送流体容量,设定冲程长度和其它相关的计量泵工作参数等有用信息。
 
  4、现场总线ProFibus控制方式
 
  在石油化工等大规模高自动化成度的应用场合,利用数字通讯协议进行自动化设备之间数据的高速传输进而组成网络式控制系统,容量大,可靠性高,已成为发展的主流。
 
  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。经过超过半个世纪的实践应用和技术改进,现在计量泵有超好的优越性,其中隔膜式计量泵绝对不会有泄漏现象,其安全性能极高,计量输送精确,流量可调节。调节直观清晰、工作平稳、无噪声、体积小重量轻、维护方便,可并联使用。

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