柱塞计量泵工作原理:吸排阀与柱塞行程
柱塞计量泵工作原理很直接:电机经减速机构和曲柄连杆带动柱塞在缸套里往复运动,柱塞直接和药液接触。柱塞后退,缸内容积变大,进口单向阀打开,药液吸进来;柱塞前进,缸内压力升高,出口单向阀打开,药液被挤出去。中间没有隔膜,也没有液压油,所以容积效率高,高压下的传输损失小,这是它最大的优势。代价是柱塞和缸套之间要靠填料密封,存在动密封泄漏的问题。这篇写给需要选柱塞泵或接手柱塞泵维护的工程人员,重点讲柱塞行程、吸排阀和填料这三块。
柱塞计量泵由哪几部分组成
拆开看主要有五块:
- 电机和减速箱,提供动力并降速。
- 曲柄连杆或偏心机构,把旋转变成柱塞的直线往复,冲程长度可调。
- 柱塞和缸套,柱塞多用陶瓷或不锈钢等耐磨材料。
- 填料函,用填料把柱塞和缸套之间的缝隙封住。
- 进口和出口单向阀,高压机型常做成双阀球。
柱塞计量泵工作原理:一个冲程怎么走
吸入行程
柱塞向后退,缸内容积增大、压力下降,出口阀在出口管压力作用下保持关闭,进口阀阀球被抬起,药液从吸入管进入缸内。柱塞退到后死点,运动停止,进口阀阀球落座。
排出行程
柱塞向前推,缸内压力迅速上升,进口阀被压紧。缸内压力超过出口管压力时,出口阀打开,药液被挤进出口管。柱塞到达前死点,出口阀落座,下一个冲程开始。
为什么柱塞泵在高压下更准
隔膜泵的隔膜在高压下会有一点弹性变形,液压隔膜泵还多了一层液压油的压缩,都会吃掉一点排量。柱塞直接挤压药液,中间少了这些环节,所以按柱塞计量泵工作原理,压力越高,它相对隔膜泵的优势越明显。
柱塞行程和流量是什么关系
按柱塞计量泵工作原理,每个冲程排出的体积等于柱塞截面积乘以有效行程。柱塞直径在出厂时就定了,所以现场调流量主要靠改行程:转动调节手轮,改变曲柄或偏心机构的有效偏心距,行程变长流量变大,行程变短流量变小。配变频电机的,还能改冲程频率。
柱塞直径决定了一台泵的压力和流量组合:同样的驱动力,柱塞越细,能达到的压力越高、单次排量越小;柱塞越粗,排量大但压力上限低。选型时厂家会按压力和流量配柱塞直径。调量的具体操作见柱塞计量泵流量调节。
吸排阀为什么常用双阀球
柱塞泵大多用在高压工况,单个阀球一旦有一点颗粒卡住或磨损,高压下回流会很明显。双阀球就是在同一个阀体里串联两个阀球,一个关不严还有另一个兜着,计量更稳定。阀球和阀座要选耐磨耐腐蚀的材料,介质含颗粒或易结晶时要特别注意。
填料密封:柱塞泵绕不开的地方
柱塞来回穿过缸套,缝隙只能靠填料压紧来密封。南方赛珀等厂家用石墨纤维填料组来提高密封性和寿命,但不管什么填料,都是会磨损的易损件。填料压得太松会漏药,压得太紧会发热、加快柱塞磨损。现场要定期检查填料函有没有渗漏,按说明书调整压盖或更换填料,详细方法见柱塞计量泵填料更换。
由于存在动密封,柱塞计量泵不太适合有毒、易燃或贵重介质,这类工况更常选液压隔膜泵或双隔膜泵,两者对比可以看柱塞泵和液压隔膜泵怎么选。
柱塞计量泵适合哪些工况
适合:压力高、流量要求稳定、介质相对干净的场合,比如锅炉给水加药、油田注剂、高压注入。不太适合:含颗粒或易结晶的介质,以及一滴都不能漏的危险介质。检修前务必停泵、断电,关闭进出口阀,把出口管里的高压泄掉,带压拆填料函非常危险。
结论
柱塞计量泵工作原理就是柱塞直接挤压药液,靠吸排阀控制方向、靠柱塞行程决定排量,结构上少了隔膜和液压油,所以高压下容积效率高、计量稳定。它的弱点在填料动密封,需要定期维护,也不适合不能泄漏的危险介质。产品可以看柱塞计量泵,选型思路参考柱塞计量泵怎么选型。把介质、流量、压力和温度发给我们,联系选型 帮您配柱塞直径和泵型。
常见问题
柱塞计量泵和隔膜计量泵最大的区别是什么?
柱塞泵的柱塞直接接触药液,靠填料密封;隔膜泵用隔膜把药液和驱动隔开,没有动密封泄漏。
柱塞计量泵填料处有一点渗漏正常吗?
要看说明书要求和介质性质。渗漏量明显增大,或者介质有毒有腐蚀,就要及时调整或更换填料。
从柱塞式计量泵工作原理看,它能抽含颗粒的液体吗?
不建议。颗粒会划伤柱塞和缸套,也会卡住阀球,含颗粒介质要选专门的阀型或换泵型。
柱塞直径能不能现场更换?
部分机型可以换不同直径的柱塞和缸套来改变压力流量范围,但要厂家确认,并配套更换填料。
柱塞计量泵出口要装安全阀吗?
要。柱塞泵压力高,出口被堵时压力上升很快,必须装安全阀,并按管路承压设定。