泵作为一种通用机械设备已有很长的发展历史。但计量泵作为往复泵的分支,迄今只有 70年的发展史。而国内的发展时间更短,只有三十多年。随着生产的发展和生活质量的不断提高,计量 泵的应用范围正不断扩大到国民经济生产的各个行业。同时,科学技术的发展和生产工艺控制过程要求的提高,对计量泵的技术含量和技术要求日渐苛刻,也迫使计量泵生产商的开发速度不断加快。
1 概述
1936年,美国米顿罗公司应美国最大的化学药配置的需要，生产商之一贝兹公司的要求发明了专用于定量添加药剂的计量泵。早期计量泵的运动冲程不可调节,流量的改变是通过改变计量泵的出口位置来实现,泵的动力驱动部分与液体传送部分是分离的,故体积较大,易产生故障。随着机械结构设计的改进和加工设备的发展,动力驱动和机械传动部分合二为一,减少了机械故障发生的概率。对流量无级调节的要求,使流量调节部分成为一个独立开发的模块得到不断发展。现已开发出了手动控制、电动伺服控制、的气动伺服控制和变频控制等调节方式,以满足各种配置需求。为满足化学物料无泄漏的要求,计量泵过流端泵头结构由柱塞式改进成隔膜式。
今天,计量泵的结构设计已被模块化,针对不同的应用要求,生产厂商只需适当调整或改变模块组合,即能满足不同用户需要。
国内计量泵的研制始于 1967年,开发的起点比较高。但是,由于计量泵只是作为企业产品的一个种类存在,所以,对后续研发重视不够,加上缺乏与国外专业生产商的交流,因此在产品种类和控制模式上没有跟上最新的发展趋势。
国内的机械加工手段落后制约了高精度和高质量产品产生。目前,国内大、中型泵类通用机械生产厂所拥有的大部分加工设备仅是手工控制的车、铣、刨床,零件加工精度无法达到高精度计量泵的要求。材料科学的发展对计量泵发展产生影响。聚四氟乙烯 (PT FE )是具有良好耐腐蚀性的非金属材料,通过改变材料各层之间纤维组织的方向和其他结构可提高材料在温度、压力及使用寿命等各方面的性能。这类材料已在隔膜式计量泵中得到广泛应用。目前,国内也有类似的隔膜式计量泵,但与国外同类产品比较,隔膜材质还有待进一步提高。
2 现状比较
2. 1 产品供应商现状。
国外计量泵厂商通过设立商务代表处和寻找代理商的方式,扩大自身产品在中国市场的占有率，目前已有 14家厂商正式在国内落户。其中,美国厂商进入中国较早,通过多方位的宣传和多年的努力,已在国内建立品牌效应。德国和日本厂商正在积极努力,同时,还有很多目前尚未进入但即将进入中国市场的国外厂商。所有这些公司都是专业生产厂,其计量泵各有独到之处。
这些供应商在为我们提供了众多产品选择的同时,也对国内的生产厂商施加了更大的竞争压力。目前,国内大型的计量泵生产厂只有重庆水泵厂。在国内机泵行业,重庆水泵厂的计量泵始终占有龙头地位。除此之外,还有众多小型的计量泵生产商,虽然产品的种类和覆盖范围无法与规模性的专业厂家相抗衡,但是它们拾遗补缺的功能确保了存在的必要性。
2. 2 产品结构现状
目前国外计量泵的种类包括电磁驱动式计量泵、机械驱动式隔膜计量泵、液压驱动式隔膜计量泵和机械驱动式柱塞计量泵。
电磁驱动计量泵由信号发生器、电磁驱动装置和泵头组成。电磁驱动装置是整台设备的核心。它根据输入信号的变化产生变化的电磁引力,保持驱动机构的直线往复运动。此类泵的功率较低,故流量、压力范围较小。所适用范围主要为纯净饮用水处理、废水处理、游泳池水处理、楼宇冷却系统循环水处理以及小型锅炉循环水系统处理等。
机械驱动隔膜计量泵由机械驱动装置和泵头组成。模块化的设计确保适用于不同场合。机械驱动隔膜计量泵的特定机构决定了此类泵的规格参数处于中等范围,适用于市政水处理、废水处理、工业水处理及树脂再生水处理等。
液压驱动隔膜计量泵由机械驱动装置、液压传动系统和泵头组成。液压传动系统的引入,使计量泵能够应用于高压定量投加系统。产品的规格参数覆盖范围广,适用于市政水处理、废水处理、工业水处理、树脂再生水处理、电站锅炉炉内循环水处理、石化及化工工艺反应过程、油田输油管线处理及油田井内加注等。机械驱动柱塞计量泵是较早使用的计量泵之一,由于存在物料泄漏,所以在大多数应用场合柱塞计量泵已逐渐被隔膜计量泵所取代。但柱塞计量泵
易于维护的特性和独特的高压性能,使其仍有一定的应用市场。
目前,国内计量泵主要有液压驱动隔膜计量泵和机械驱动柱塞计量泵。其中,液压隔膜计量泵的隔膜材质要求比较高,国内同类材质在使用温度、强度、抗疲劳、抗扭曲及抗蠕变方面的性能不能完全满足计量泵的使用要求,所以,国产液压隔膜计量泵在各种场合特别是高温、高压操作条件下的应用较少。