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电磁计量泵工作原理:电磁铁驱动隔膜的过程

作者:浙江蔚岚科技有限公司来源:本站发布时间:分类:技术文章
导读:电磁计量泵工作原理:控制电路给电磁铁一个电脉冲,推杆带着隔膜向前把药液从出口阀推出去,断电后弹簧把推杆和隔膜拉回来,药液从进口阀吸进泵头,完成一个冲程。本文拆开讲这一推一回的过程、流量为什么主要靠冲程频率调节、外控信号怎么变成冲程,以及电磁泵的适用边界。

电磁计量泵工作原理可以概括成“通电推、断电回”:控制电路给电磁铁一个电脉冲,电磁推杆带着隔膜向前,把泵头里的药液从出口单向阀推出去;断电后,复位弹簧把推杆和隔膜拉回原位,泵头容积变大,药液从进口单向阀吸进来。一推一回是一个冲程,每个冲程的排量基本固定,所以流量主要靠每分钟冲程次数来调。这篇只讲电磁这种驱动方式本身,写给刚开始用电磁泵的运维和选型人员;往复式计量泵通用的吸排原理,另有文章介绍。

电磁计量泵由哪几部分组成

拆开一台电磁计量泵,里面没有电机,也没有齿轮箱,主要是四块:

  1. 电磁铁和推杆:线圈通电产生磁力,把推杆往前吸,这是动力来源。
  2. 复位弹簧:断电后把推杆拉回来,负责吸入行程。
  3. 隔膜和泵头:隔膜一般是 PTFE 复合膜,把药液和驱动部分隔开;泵头上装进口阀、出口阀,有的还带排气阀。
  4. 控制电路板:决定什么时候给电磁铁通电、通多久、每分钟通几次,面板按键、外控信号接口都接在这块板上。

和机械隔膜泵比,电磁泵结构简单、体积小,没有需要换油的传动箱,这也是它在小流量加药里用得多的原因。

电磁计量泵工作原理:一个冲程怎么走完

通电:排出行程

控制板发出一个脉冲,线圈瞬间通电,推杆被磁力向前推,隔膜跟着向泵头内凸。泵头容积变小、压力升高,进口阀被压紧关闭,压力超过出口管压力后出口阀打开,药液排出。

断电:吸入行程

脉冲结束,线圈断电,磁力消失,复位弹簧把推杆和隔膜拉回。泵头容积变大、压力降低,出口阀落座关闭,进口阀被顶开,药液从吸入管进到泵头。

新道茨 NEWDOSE 电磁泵说明书对这个过程的描述就是:电磁铁通电时推杆推动膜片排液,断电后推杆和膜片在弹簧作用下返回吸液,完成一个工作循环。

为什么电磁泵是“一下一下”地打

电磁铁的动作是瞬间的,排出行程非常快,吸入行程靠弹簧,也很快,两个冲程之间要等下一个脉冲。所以电磁泵的出液是明显的点射,出口管长时脉冲感更强,必要时加脉动阻尼器。

电磁隔膜计量泵工作原理里,流量怎么调

规格定了以后,每次冲程排出的体积基本不变,所以按电磁隔膜计量泵工作原理,调流量主要就是调冲程频率。新道茨的 DFD、DP、DM、DC 几个系列都是这样,面板上按键在 0~100% 范围调节流量。有的品牌还在泵上带一个冲程长度旋钮,可以和频率配合使用。

流量和频率的关系很直接:当前流量约等于最大流量乘以当前频率占最大频率的比例。说明书同时提醒,实际流量会随外部管线背压变化,要精确计量就得按现场工况标定。

外控信号怎么变成冲程

不同的控制方式,本质上只是“谁来决定脉冲频率”:

  • 手动型:操作人员在面板设定频率。
  • 脉冲型:外部流量计每发一个脉冲,泵按设定的比例打若干冲程,适合按水量比例投加。
  • 4~20 mA 型:电流信号大小对应冲程频率高低,接 pH 计、余氯仪或 PLC。
  • 通讯型:通过 RS485 由上位机直接下发频率。

接线和信号设置细节可以看电磁计量泵接线方法。

电磁计量泵工作原理决定了它的边界

电磁力推得动的压力和排量都有限,这是电磁计量泵工作原理带来的天然限制。所以电磁泵适合小流量、中低压的场合,比如反渗透阻垢剂、游泳池消毒、冷却塔小剂量加药。流量大、压力高或者要连续重载运行的工况,就要换成电机驱动的机械隔膜泵或液压隔膜泵,两者的对比见电磁计量泵和机械隔膜计量泵哪个好。

现场还有两个和原理相关的坑。一是出口完全关死时电磁泵也会一直推,说明书明确要求先打开出口阀再开泵,否则可能漏液或管道破裂。二是长时间空转,膜片不一定坏,但线圈和电子元件会发热老化,所以吸入桶要装低液位开关。次氯酸钠这类会产气的药,泵头最好带排气阀,开机时先拧开排气阀放掉气泡。检修拆泵头前,记得先停泵、断电,泄掉出口管压力。

结论

电磁计量泵工作原理就是电脉冲推隔膜、弹簧拉回隔膜,每个冲程排量固定,靠控制电路改变冲程频率来调流量,外控信号最终也是转换成频率。它结构简单、调节方便,适合小流量、中低压加药;流量大或压力高的工况要换驱动方式。具体型号可以看电磁计量泵产品,选型思路参考电磁计量泵怎么选型。把药剂、流量、压力和控制信号发给我们,联系选型 帮您定型号。

常见问题

电磁计量泵有电机吗?

没有。它靠电磁铁直接推动隔膜,没有电机和减速箱,所以体积小、不用换齿轮油。

电磁泵工作时“咔哒咔哒”响正常吗?

正常。那是电磁铁每次吸合推杆的声音,频率越高响得越密;如果声音发闷或忽大忽小,再检查是否吸空或卡阀。

电磁泵能不能长时间开到最高频率?

可以在额定范围内运行,但长期满频发热更多。选型时流量留些余量,让泵在中间频率工作更稳。

外控 4~20 mA 没信号时泵会怎样?

一般按设定停泵或在最低频率运行,具体看控制板设置,调试时要确认清楚。

电磁计量泵出口要不要装背压阀?

加药点是常压或者药箱高于加药点时要装,防止虹吸和过量投加。

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