计量泵的工作原理及结构介绍

一、计量泵概述

计量泵是一种特殊类型的容积泵，广泛应用于各种严格的工艺流程中，特别是用于输送腐蚀性液体。它不仅可以在0-100%的范围内无级调节流量，而且具有高精度和稳定性，通常要求计量泵的稳定性精度不超过±1%。随着现代化工业朝着自动化操作和远距离自动控制的方向发展，计量泵的配套性强、适应介质广泛的优势尤为突出。本文将详细介绍计量泵的工作原理和结构。

二、计量泵的工作原理

计量泵的工作原理可以分为动力驱动、流体输送和调节控制三个部分。

动力驱动

计量泵的动力驱动部分通常由电机、传动箱和蜗杆蜗轮机构组成。电机通过联轴器带动蜗杆旋转，蜗杆再通过蜗轮减速，将动力传递给主轴和偏心轮。偏心轮进一步带动曲柄连杆机构，使柱塞（或活塞）在缸体内进行往复运动。

流体输送

流体输送部分是计量泵的核心，主要由泵头、吸入阀组、排出阀组、柱塞和填料密封件组成。在柱塞向后死点移动时，泵腔内逐渐形成真空，吸入阀打开，液体被吸入缸腔。当柱塞向前死点移动时，吸入阀关闭，排出阀打开，液体在柱塞的推动下被排出泵头。通过柱塞的往复运动，实现了液体的连续吸入和排出。

调节控制

计量泵的调节控制部分通过旋转调节手轮来改变柱塞的行程，从而调节流量。具体来说，调节手轮带动调节螺杆转动，改变弓型连杆间的间距，进而改变柱塞在缸体内的移动行程。调节手轮的刻度可以精确控制柱塞的行程，精确率达到95%。此外，计量泵还可以通过手动、自动控制（如接收4-20mA信号）以及变频调节等方式来实现流量的精确控制。

三、计量泵的结构

计量泵的结构可以分为传动机座部件、泵头部件和电机三部分。

传动机座部件

传动机座部件主要由涡轮蜗杆机构、行程调节机构和曲柄连杆机构组成。电机通过联轴器带动蜗杆旋转，蜗杆再通过蜗轮减速，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，驱动柱塞在缸体内进行往复运动。行程调节机构通过改变偏心距来调节柱塞的行程，从而调节流量大小。

泵头部件

泵头部件是计量泵的核心部分，主要由泵头、吸入阀组、排出阀组、柱塞和填料密封件组成。泵头内部有一个液缸，柱塞在液缸内往复运动，通过吸入阀组和排出阀组的交替启闭，实现液体的连续吸入和排出。填料密封件用于防止液体泄漏，确保泵的正常运行。

电机

电机是计量泵的动力源，通常采用电机驱动方式。电机通过联轴器与蜗杆相连，将动力传递给传动机构。电机的选择应根据实际工况和流量需求来确定，确保泵的稳定运行和高效工作。

四、计量泵的类型

计量泵可以根据不同的分类方式进行划分，常见的分类方式包括：

根据过流部分

柱塞、活塞式：通过柱塞或活塞的往复运动来输送液体。

机械隔膜式：通过机械隔膜的往复运动来输送液体。

液压隔膜式：通过液压隔膜的挠曲位移来输送液体。

根据驱动方式

电机驱动：通过电机带动传动机构来实现泵的运行。

电磁驱动：通过电磁力来驱动隔膜或柱塞进行往复运动。

根据工作方式

往复式：通过柱塞或隔膜的往复运动来输送液体。

回转式：通过转子的旋转来输送液体。

齿轮式：通过齿轮的啮合来输送液体。

根据泵特点

特大机座、大机座、中机座、小机座、微机座等，根据泵的尺寸和功率进行分类。

电控型、气控型、保温型、加热型、高黏度型等，根据泵的特殊功能进行分类。

五、计量泵的应用

计量泵因其高精度、稳定性和适应性强的特点，被广泛应用于各种工业领域中。

石油化工

在石油化工行业中，计量泵用于输送各种腐蚀性液体和化学品，如酸、碱、盐等。它可以精确控制流量，确保工艺流程的稳定性和安全性。

制药

在制药行业中，计量泵用于输送各种药液和添加剂，如抗生素、维生素、疫苗等。它可以实现精确计量和连续输送，确保药品的质量和产量。

水处理

在水处理行业中，计量泵用于输送各种水处理药剂，如混凝剂、杀菌剂、除藻剂等。它可以精确控制药剂的投加量，提高水处理效果，降低运行成本。

食品

在食品行业中，计量泵用于输送各种食品添加剂，如防腐剂、色素、甜味剂等。它可以确保食品添加剂的精确计量和均匀混合，提高食品的品质和口感。

六、计量泵的安装与维护

安装

计量泵的安装应遵循以下步骤：

将泵头与注射阀竖直安装，确保吸入阀和排出阀的正确位置。

使用手旋紧管件，避免使用工具损坏螺纹。

确保电源电压稳定，并正确接地。

安装环境应整洁宽敞，通风良好，避免高温和潮湿。

维护

计量泵的维护包括定期检查、清洗和更换零部件等。

定期检查泵的运行情况，包括流量、压力和温度等参数。

定期清洗泵头和管道，避免堵塞和腐蚀。

定期检查填料密封件的磨损情况，及时更换磨损严重的密封件。

定期检查传动机构的磨损情况，及时更换磨损严重的零部件。

七、计量泵的发展趋势

随着现代化工业的不断发展，计量泵也在不断创新和改进。未来的计量泵将朝着以下方向发展：

智能化

通过集成传感器和智能控制系统，实现远程监控和自动调节，提高泵的运行效率和稳定性。

高效节能

采用先进的材料和设计，降低泵的能耗和噪音，提高泵的效率和使用寿命。

多功能化

开发具有多种功能和用途的计量泵，如耐腐蚀、耐高温、高压等，满足不同行业和工况的需求。

环保节能

采用环保材料和工艺，减少泵的运行对环境的影响，实现绿色生产和可持续发展。

八、结语

计量泵作为一种高精度、稳定性和适应性强的容积泵，在各种工业领域中发挥着重要作用。通过了解其工作原理和结构，可以更好地选择和使用计量泵，提高工艺流程的稳定性和效率。随着现代化工业的不断发展，计量泵将不断创新和改进，为工业生产提供更加高效、环保和可靠的解决方案。