简单介绍柱塞式计量泵工作原理及组成结构

图为N型曲轴调节机构计量泵，由驱动机、液力端和传动端三部分组成。

1—泵缸；2—填料箱；3—柱塞；4—十字头；5—连杆；6—偏心套；7—N型曲轴；8—调节螺杆；9—调节用蜗轮蜗杆；10—传动用蜗轮蜗杆

1.驱动机

驱动机的作用就是提供动力，一般采用三相交流异步电动机（防爆型或普通型）。

2.液力端（泵头）

柱塞泵的液力端一般为单作用柱塞式往复泵，主要由液缸体、柱塞、吸入阀、排出阀以及填料密封件等组成。柱塞由传动机构带动在泵缸内做往复运动，柱塞的密封根据需要选用相应的结构和材料，常用的有方形、V型结构，材料有聚四氟乙烯、碳素纤维等，要求密封性能可靠，使用寿命长。进口、出口单向阀一般采用双道球阀，具有容积效率高、计量精确、使用寿命长、结构紧凑、互换性好、安装拆卸方便等优点。总之，为保证计量精度，对泵阀和密封的要求比一般往复泵要高。

3.传动端（动力端）

传动端主要包括3套机构：

a）蜗轮蜗杆减速机构：其作用是将电动机的高速旋转运动转变为所需要的转速，蜗轮的转速就是柱塞每分钟往复的次数。蜗杆轴上装有螺旋油轮，其排出的润滑油流入上套筒，润滑N型轴、调节螺母、端面轴承和偏心块等。

b）曲柄连杆机构：其作用是将旋转运动转变为柱塞的往复运动。

c）行程调节机构：其作用是调节计量泵的行程，是计量泵最核心的机构。行程调节机构的类型有N型曲轴调节机构、L型曲轴调节机构、弓形凸轮调节机构、弹簧凸轮调节机构、改变蜗轮倾斜角调节机构、改变连杆支点调节机构、滑轴斜槽调节机构等。目前应用比较多的是N型曲轴调节机构（中、大型机座用）、弓形凸轮调节机构（微、小型机座用）和比较新型的滑轴斜槽调节机构。

1）N型曲轴行程调节原理

电动机经蜗杆蜗轮减速带动下套筒及N型曲轴转动，偏心套抱在N型曲轴的斜杆上，随轴一起转动，从而带动连杆运动。偏心套的偏心距可以调节。用手转动上调节螺杆，即可使N型曲轴在上下套内移动，从而改变偏心套的偏心距。图2是N型曲轴调节机构调节原理图。图中（a）表示N型曲轴在下部，此时N型曲轴的偏心度和偏心套的偏心度互相抵消，总的偏心度为零，故行程长度为零。当在图（b）所示位置时，N型曲轴与偏心套两者偏心度相加，偏心半径为行程长的一半，此时泵全行程工作。由于行程可在0~100%范围内变化，因而流量也可在0~100%范围内调节。N型轴结构如图3所示，结构上的主要特点是连杆轴颈是倾斜的，中心线与主轴颈的中心线的夹角为α。

图 N型曲轴调节机构调节原理图

1— N型曲轴；2—偏心套；3—连杆；4—十字头

图 N型轴结构

针对高黏度介质在高压力工况下普通柱塞泵的不足，一种无阀旋转柱塞式计量泵受到越来越多的重视，被广泛应用于糖浆、水泥助磨剂和石油添加剂等高黏度介质的计量添加。

目前国内所生产的大、中型计量泵，大多采用N型曲轴调节机构。N型轴曲柄连杆机构传动平稳可靠，结构紧凑，精度高，承载能力强，而且是闭式全封闭结构，在室内外的条件下均能正常工作。但N型轴也存在结构形状复杂、加工难度大、应力集中等缺点。

2）滑轴斜槽调节机构

图为斜槽轴结构示意图。电动机通过蜗轮蜗杆部件驱动斜槽轴套旋转，带动置于斜槽轴套上的偏心块同步转动。偏心块驱动连杆大头摆动，而连杆通过与连杆小头相连的十字头将偏心块的旋转运动转变为往复运动。当调节杆轴向移动时，斜槽轴斜槽内的销套和圆柱销也随之移动，与圆柱销相连的偏心块也同时产生径向移动，偏心距得以改变。这样，在泵的运转过程中，通过调节行程，改变泵的流量，达到计量输送的目的。

图 斜槽轴结构示意图

1—连杆；2—轴瓦；3—偏心轮；4—调节杆；5—斜槽轴；6—斜槽轴套；7—销套；8—圆柱销；9—支承环；10—蜗轮；11—蜗杆；12—角接触球轴承

与传统的N型轴调节机构比，新型斜槽轴行程调节机构具有结构较简单，工艺性好，油隙均匀，润滑良好，轴向和径向定位精度高等优点。

柱塞计量泵的特点是结构比较简单，计量精度高，可靠性好，调节范围宽，适合高压的场合；但由于柱塞及密封均与所输送的介质接触，因为不能完全消除密封处的泄漏，所以在高防污染要求流体计量应用中受到诸多限制。