精密計量泵的基本原理

概述
作為流體精密計量與投加的理想設備，計量泵如今已被廣泛地應用于包括制藥、食品飲料和石油化工行業(yè)在內(nèi)的各個領域，在工藝過程擔負著強腐蝕性、毒害性、高粘性和高壓介質(zhì)的計量添加任務。經(jīng)過超過半個世紀的實踐應用和技術(shù)改進，現(xiàn)在計量泵已經(jīng)進入其高速增長期。
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(shù)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。
隨著人們對生產(chǎn)工藝過程指標和自動化程度要求的普遍提高，作為化學藥劑計量和添加環(huán)節(jié)的最終執(zhí)行機構(gòu)，計量泵的安全性和可控制性變得日益重要起來。石油化工等行業(yè)向來以生產(chǎn)過程的高度自動化而著稱，也是集散式、分布式和智能式計算機控制系統(tǒng)應用最廣泛的領域之一，因而要求與之相配套的執(zhí)行器——計量泵亦要具備靈活多樣的控制模式，可以方便地與計算機系統(tǒng)構(gòu)成各種控制回路，實現(xiàn)更復雜更精確的過程控制。
為順應這一新的趨勢，國際上著名的計量泵制造商如德國普羅名特公司在保證其產(chǎn)品傳統(tǒng)性能繼續(xù)領先世界的同時，借助于嵌入式微處理器系統(tǒng)，將多種調(diào)節(jié)控制功能和數(shù)據(jù)通訊協(xié)議整合到計量泵中，真正實現(xiàn)了從沖程頻率到?jīng)_程長度的雙維調(diào)節(jié)，使其產(chǎn)品成為世界首創(chuàng)的智能精密計量泵。

計量泵的基本工作原理
眾所周知，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（活塞）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。
1、柱塞式計量泵 主要有普通有閥泵和無閥泵兩種。柱塞式計量泵因其結(jié)構(gòu)簡單和耐高溫高壓等優(yōu)點而被廣泛應用于石油化工領域。針對高粘度介質(zhì)在高壓力工況下普通柱塞泵的不足，一種無閥旋轉(zhuǎn)柱塞式計量泵受到愈來愈多的重視，被廣泛應用于糖漿、巧克力和石油添加劑等高粘度介質(zhì)的計量添加。因被計量介質(zhì)和泵內(nèi)潤滑劑之間無法實現(xiàn)完全隔離這一結(jié)構(gòu)性缺點，柱塞式計量泵在高防污染要求流體計量應用中受到諸多限制。
2、隔膜式計量泵 顧名思義，隔膜式計量泵利用特殊設計加工的柔性隔膜取代活塞，在驅(qū)動機構(gòu)作用下實現(xiàn)往復運動，完成吸入－排出過程。由于隔膜的隔離作用，在結(jié)構(gòu)上真正實現(xiàn)了被計量流體與驅(qū)動潤滑機構(gòu)之間的隔離。高科技的結(jié)構(gòu)設計和新型材料的選用已經(jīng)大大提高了隔膜的使用壽命，加上復合材料優(yōu)異的耐腐蝕特性，隔膜式計量泵目前已經(jīng)成為流體計量應用中的主力泵型。在隔膜式計量泵家族成員里，液力驅(qū)動式隔膜泵由于采用了液壓油均勻地驅(qū)動隔膜，克服了機械直接驅(qū)動方式下泵隔膜受力過分集中的缺點，提升了隔膜壽命和工作壓力上限。為了克服單隔膜式計量泵可能出現(xiàn)的因隔膜破損而造成的工作故障，有的計量泵配備了隔膜破損傳感器，實現(xiàn)隔膜破裂時自動連鎖保護；具有雙隔膜結(jié)構(gòu)泵頭的計量進一步提高了其安全性，適合對安全保護特別敏感的應用場合。
作為隔膜式計量泵的一種，電磁驅(qū)動式計量泵以電磁鐵產(chǎn)生脈動驅(qū)動力，省卻了電機和變速機構(gòu)，使得系統(tǒng)小巧緊湊，是小量程低壓計量泵的重要分支。
現(xiàn)在，精密計量泵技術(shù)已經(jīng)非常成熟，其流體計量輸送能力最大可達0-100,000l/h，工作壓力最高達4000 bar，工作范圍覆蓋了工業(yè)生產(chǎn)所有領域的要求。