计量泵是一种通过精确控制流体流量的设备,其工作原理主要基于机械能转换和流量调节机制。以下是其核心工作原理的详细解析:
一、基本结构与动力传递
驱动装置
计量泵由电机通过联轴器驱动,电机通过蜗杆-蜗轮减速机构将旋转运动传递给偏心轮。蜗轮减速器的作用是降低转速并增大扭矩,确保偏心轮具有足够的动力驱动连杆机构。
偏心轮-连杆机构
偏心轮通过连杆与滑动调节座连接,形成往复运动机构。当偏心轮转动时,连杆推动柱塞(活塞)在泵腔内做往复直线运动。该机构具有高精度加工特性,可确保每次往复运动的行程精确控制。
二、液体输送过程
吸入阶段
当柱塞向后移动至死点时,泵腔内压力降低形成真空,吸入阀打开,液体通过吸入管路进入泵腔。此时液体被吸入并充满泵腔,为后续排出做准备。
排出阶段
柱塞向前移动至死点时,吸入阀关闭,排出阀打开。在柱塞继续向前运动的过程中,液体通过排出阀被压出泵腔,形成连续、定量的液体输送。由于柱塞运动的精确控制,泵可输出稳定流量。
三、流量调节机制
结构调节
计量泵的流量通过调节柱塞行程实现。通过旋转调节手轮,带动调节螺杆转动,改变连杆与柱塞之间的间距,从而调整柱塞的往复行程。调节精度可达95%,满足不同流量需求。
无级调节特点
部分型号的计量泵(如隔阂式)可通过改变冲程长度或频率实现无级调节,流量范围覆盖0-100%,适应复杂工艺要求。
四、分类与特点
柱塞式计量泵
- 采用传统活塞结构,结构简单、耐腐蚀性强,适用于低粘度、低压力介质(如化工原料)。
- 部分型号通过无阀旋转柱塞设计,可处理高粘度介质(如糖浆、巧克力),但存在介质与活塞密封性不足的局限性。
隔阂式计量泵
- 用柔性隔阂替代活塞,避免密封问题,适合高净化要求或易腐蚀介质。
总结
计量泵通过电机驱动、偏心轮-连杆机构实现精确往复运动,结合结构调节和无级控制技术,可稳定输出定量液体。其高精度加工和调节能力使其在化工、制药、食品等领域具有广泛应用。