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1、计量泵培训讲义,上海凯泉泵业集团有限公司 工业用泵事业部,计量泵概述,计量泵：又称加药泵、比例泵、可调式容积泵；是一种流量可在动态和静态均能进行调节的容积式往复泵。它广泛应用于需要计量精确，配量可调，连续配比各种腐蚀性、非腐蚀性液态介质的生产工艺流程中。,计量泵是通过改变泵行程、泵速来调节流量 计量泵可以从零流量至额定流量范围内任意调节，且排出流量不受排出压力的影响 计量泵可以起到泵、流量计、和控制器的作用,计量泵概述,计量泵应用领域,计量泵广泛应用于石油、化工、炼油、电力、食品、环保、矿山、水处理、纺织、塑料发泡、造纸、医药、国防及科研院所。 例如: 水处理行业需要添加除污剂、消毒剂； 电力
2、行业需要添加防垢剂； 化工行业需添加化学反应剂、添加剂； 食品、轻工行业需添加香精； 制药行业需添加药剂； 染料行业需要高压喷雾等 实验室应用,随着我国经济的不断发展，计量泵的需求将有很大提高,由于计量泵能够满足输送各种化学药剂的腐蚀性能和卫生要求，添加量的大小可以进行调节，实现手控和自控，被越来越多的行业广泛使用和认同。,计量泵应用领域,炼油厂的化学注入装置,水处理厂的化学加药装置,塑料制品厂加温加药注入装置,电厂化学加药装置,浮式油船化学加药装置,化学加药装置,计量泵的类型,按计量泵驱动装置的不同可分为不同类型计量泵 1.气动计量泵：动力源为压缩空气，液力端为机械隔膜式较多，计量精度较低
3、2.电磁计量泵：动力源为电磁脉冲，液力端为机械隔膜式较多，计量精度很高 3.电动计量泵：动力源为电动机，液力端为柱塞式、液压隔膜式、机械隔膜式、波纹管式，计量精度都很高,计量泵发展历史,1936年由美国米顿罗公司发明了第一台计量泵 1939年美国帕斯菲达公司成立，发明了第一台液压隔膜计量泵 美国的达高华特公司也生产计量泵 德国的勒瓦公司于五十年代末开始生产计量泵 日本的日机装公司也于1953年开始生产计量泵,我国是随着七十年代大型化工装置的引进开始研发计量泵 由于受日本的影响较大，我们的最初设计基本仿照日本 我国最先试制并形成规模的企业是重庆水泵厂、本溪水泵厂。,计量泵发展历史,国内外主要制造
4、厂,九十年代末二十一世纪初，计量泵迎来了新的发展时期，诞生了许多计量泵生产厂家 1.淮安市华胜计量泵有限公司 2.合肥通用机械研究所特种泵业公司 3.沈阳双环泵业有限公司 4.上海申贝泵业制造有限公司 5.浙江爱力浦泵业有限公司 6.日照市大华流体机械有限公司,计量泵发展历史,KQJ系列计量泵,凯泉于2005年3月开始准备生产计量泵，但主要是前期调研工作。 2005年9月计量泵开始进入设计阶段 2006年6月计量泵在温州工厂试制成功，标志着凯泉已经具备生产计量泵的能力。 2006年8月计量泵回到上海工厂生产。,KQJ系列计量泵,KQJ系列计量泵特点,规格齐全:等推力、等功率系列化设计，五个机座
5、，柱塞式、隔膜式两种类型。 计量精确：0-100%范围无级调节，计量精度1%。 调节方便：百分比示值显示，直观清晰，停机和运行时均可调节。 结构新颖：采用最新的滑轴斜槽结构，体积小，重量轻。,新式三阀：不需限制板，可以自动放气，延长了隔膜使用寿命，计量精度更高、更稳定。 采用多种过流部件：2Cr13、304、PVC等 无泄漏：适于输送易燃、易爆、有毒、强腐蚀、易挥发、有刺激性气味、对人有害的液体。 立卧两种形式：可满足不同用户的不同需要。,KQJ系列计量泵特点,KQJ计量泵性能参数范围,流量：0.810000L/h 排出压力:0.250MPa 温度:-30400 运动粘度:0.3800mm2/
6、s 不含固体颗粒的腐蚀性和非腐蚀性液体或所含粒度小于0.01mm的悬浮液.,KQJ系列计量泵技术性能参数,KQJ系列计量泵技术性能参数,KQJ系列计量泵技术性能参数,KQJ系列计量泵技术性能参数,KQJ系列计量泵技术性能参数举例,KQJ系列计量泵型号表示方法及含义,1. 单缸或同参数的多缸串联 KQ JZ M - 3 160/ 2 2-压力（MPa） 160-流量（l/h） 3-缸数（单缸不标注） M-缸头形式（柱塞式不标注，M为隔膜式） JZ-机座号 （微-、小-、中-、大-、特大-） KQ-凯泉系列泵,2.不同参数的多缸串联 KQ3J D 2500/ 0.5 Z 400 / 0.8 X 3
7、2 / 1 0.5（0.8、1） 压力（Mpa） 2500（400、32） 流量（l/h） D（Z、X）多缸不同机座号：多缸不同机座为W、X、Z、D、T，多缸同机座为空白 3-缸数 KQ-凯泉系列泵,KQJ系列计量泵型号表示方法及含义,KQJZ立式柱塞计量泵,KQJZ卧式柱塞计量泵,KQ立式(液压平衡)隔膜计量泵,KQ卧式(液压平衡)隔膜计量泵,KQJX立式柱塞计量泵,KQJX卧式柱塞计量泵,计量泵的结构,计量泵由电动机、动力端、液力端三部分组成 动力端主要件包括：蜗轮、蜗杆、连杆、十字头、十字头销、蜗轮轴、偏心轮、滑轴、滑轴销、导向、调节螺母、调节杆、手轮、调节支架、传动箱体 液力端主要件包
8、括：柱塞、液缸体、压紧螺母、填料、导向套、球阀、阀座、阀座套、进口接管、出口接管,电动机,电机托架,传动箱体,蜗杆蜗轮,滑轴斜槽调节机构,连杆,补油阀,十字头销,十字头,活塞组件,液缸体,安全放气阀,出口阀组,液缸盖,进口阀组,KQJM隔膜计量泵结构图,联轴器,电动机,联轴器,传动箱体,蜗杆蜗轮,滑轴斜槽调节机构,连杆,十字头销,柱塞,液缸体,出口阀组,进口阀组,十字头,KQJ柱塞计量泵结构图,KQJ计量泵工作原理,KQJ计量泵主要有三部分组成 1.电动机:提供能源动力 2.动力端: 3.液力端:,动力端主要包括三套机构 蜗轮蜗杆减速机构，将电机的高转速减速为所需转速； 曲柄连杆运动转换机构，
9、将旋转运动转变成往复运动； 滑轴斜槽偏心行程调节机构, 调节计量泵的行程,KQJ计量泵工作原理,柱塞式计量泵 特点:适于高温、高压、高粘度介质，但柱塞部有微量泄漏，价格较低，出口压力小于50MPa。 液压隔膜式计量泵 特点:无泄漏，最高出口压力小于16MPa，压力较高时，流量有所下降，价格较高。,KQJ计量泵工作原理,机械隔膜计量泵 特点：无动密封，无泄漏，最高出口压力小于2MPa，隔膜寿命较低，价格较低 波纹管计量泵 特点：无动密封，无泄漏，适于输送真空、低温、高温介质，最高出口压力小于0.4MPa价格较低，精度较低。,机械隔膜泵液缸组件,波纹管计量泵液缸组件,曲柄连杆机构工作原理,滑轴斜槽
10、偏心调节机构,调节行程为零时泵运转效果,调节行程为50%时泵运转效果,调节行程为100%时泵运转效果,计量泵的流量调节形式,从流量计算公式中可以看出：计量泵的平均理论流量与泵的行程、泵的泵速存在较为理想的线性关系，为计量泵的设计开发提供了可靠的理论依据。 计量泵的调节主要有以下几种形式 1.行程调节 2.泵速调节 3.行程泵速同时调节,计量泵行程调节机构类型,1.N型曲轴调节机构 2.L型曲轴调节机构 3.弓形凸轮调节机构 4.弹簧凸轮调节机构 5.改变蜗轮倾斜角调节机构 6.改变连杆支点调节机构 7.滑轴斜槽调节机构,N形曲轴调节机构,计量泵的设计计算,计量泵轴功率计算,a10(ds) Q/
11、102 式中a 泵额定工况下的轴功率；kW d 泵出口压力；MPa s 泵入口压力；MPa 泵流量（样本上标注的流量）/s 泵效率(0.7-0.85),计量泵配用功率计算, 配用功率； kW 泵传动装置效率(0.7-0.85) 原动机功率裕度系数,泵流量计算,计量泵 Q=60Fsnvi/60 式中 流量；m3S F活塞或柱塞作用面积；m2 S活塞或柱塞行程； n 泵速；min-1 v泵的容积效率 缸数,阀孔流速计算,CCmax=qmax/AC 式中 CCmax-阀座孔最大流速m/s 吸入阀CCmax=1.53m/s 排出阀CCmax=26m/s qmax-通过阀孔的最大流量m3/s AC 阀座
12、孔面积m2,阀隙流速计算,CVmax=qmax/AVmax 式中 CVmax-阀隙流速m/s 一般CVmax=46m/s 最大CVmax=1216m/s qmax-通过阀隙的最大流量m3/s AVmax 阀隙过流面积m2,阀孔、阀隙过流面积计算,sin=dc/d b=hmax.sin 阀隙过流面积AVmax=. dc.b 阀孔过流面积AC=/4. dc2,活塞力计算,Fmax=/4D2P2max Fmax-最大活塞力 D2-活塞直径 P2max-泵的最大排出压力,综合活塞力、连杆力、侧向力计算,F=F+Fw+Fm F-综合活塞力 Fw-往复惯性力 Fm-摩擦力 FN= Ftg FC= Fcos
13、 FN-侧向力 FC-连杆力 -连杆摆角,十字头滑履的比压校核,Ph=FN+G/LhBh Ph-十字头滑履比压值 FN-作用在十字头上的最大侧向力 G-十字头重量和连杆重量的部分之和 Lh-十字头滑道长度 Bh-十字头滑道宽度 Ph-许用比压值比压值， 铸铁对铸铁Ph=0.2-0.3 巴氏合金对铸铁Ph0.6,十字头销与连杆小头衬套比压校核,Px=Fmax/dbxPx Px-十字头销与连杆小头衬套比压 Fmax-最大活塞力 d-十字头销直径 bx-连杆小头衬套宽度 Px-许用比压值 Px=13-15MPa,十字头销与十字头体配合处比压校核,Pt=Fmax/2dL1Pt Pt-十字头销与十字头体
14、配合处比压 Fmax-最大活塞力 d-十字头销直径 L1-一侧销孔内的支承长度 Pt-许用比压值 Pt=35-40MPa,十字头销的强度校核,-截面处弯曲应力校核 w=Fmax/0.4(L1-bx/2)d/(d4-d04) w w-弯曲应力 Fmax-最大活塞力 L1-十字头销两支承点间距离 d-十字头销直径 d0-十字头销空心直径 w-许用弯曲应力 对碳素钢w90MPa 合金钢w150MPa,十字头销的强度校核,-截面的剪切应力 =2Fmax/ (d2-d02) -剪切应力 Fmax-最大活塞力 d-十字头销直径 d0-十字头销空心直径 -许用剪切应力 对碳素钢50MPa 合金钢100MPa
15、,计量泵的检验及试验,KQJ型计量泵执行标准GB/T7782-1996，计量精度达1% 产品零件生产应按经规定程序批准的图样和技术文件制造 承压件应进行水压试验，试验压力为1.31.5倍工作压力，30min内无冒汗和渗漏 阀和阀座应应做煤油渗漏试验，3min内无渗漏,计量精度是稳定性精度（Es）、复现性精度（Era）和线性度（EL）的总称，是衡量计量泵计量准确性和优劣的重要依据。,计量泵的检验及试验,稳定性精度（Es）是指在某一相对行程位置连续测得的流量测量值与最大流量的相对极限误差。 Es=（ Qsmax- Qsmin）/2 Qmax100 Qsmax一组流量的最大测量值，L/h Qsmin 一组流量的最小测量值， L/h Qmax 最大流量或额定流量， L/h,计量泵的检验及试验,复现性精度（Era）是指在某一相对行程位置间断测得的流量测量值与最大流量的相对极限误差。 Era= （ QRmax- QRmin ） /2 Qmax*100 Qrmax同一行程位置间断测得的一组单个流量值的最大值， L/h QRmin同一行程位置间断测得的一组单个流量值的最小值， L/h,计量泵的检验及试验,线性度（EL）是指在任一相对行程长度测得的单个流量测量值和相对应的标定流量之差相对最大流量之比。 EL= （ Qi- QC ） /Qmax
