圖1為n型曲軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)泵.html'>計量泵,由驅(qū)動機(jī)、液力端和傳動端三部分組成。
圖1 具有n型曲軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的柱塞式計量泵
1—泵缸;2—填料.html'>填料箱;3—柱塞;4—十字頭;5—連桿;6—偏心套;7—n型曲軸;8—調(diào)節(jié)螺桿;9—調(diào)節(jié)用蝸輪蝸桿;10—傳動用蝸輪蝸桿
1.驅(qū)動機(jī)
驅(qū)動機(jī)的作用就是提供動力,一般采用三相交流異步電動機(jī)(防爆型或普通型)。
2.液力端(泵頭)
柱塞泵的液力端一般為單作用柱塞式往復(fù)泵,主要由液缸體、柱塞、吸入閥、排出閥以及填料密封件等組成。柱塞由傳動機(jī)構(gòu)帶動在泵缸內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動,柱塞的密封根據(jù)需要選用相應(yīng)的結(jié)構(gòu)和材料,常用的有方形、v型結(jié)構(gòu),材料有聚四氟乙烯、碳素纖維等,要求密封性能可靠,使用壽命長。進(jìn)口、出口單向閥一般采用雙道球閥,具有容積效率高、計量精確、使用壽命長、結(jié)構(gòu)緊湊、互換性好、安裝拆卸方便等優(yōu)點(diǎn)??傊瑸楸WC計量精度,對泵閥和密封的要求比一般往復(fù)泵要高。
3.傳動端(動力端)
傳動端主要包括3套機(jī)構(gòu):
a)蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu):其作用是將電動機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)樗枰霓D(zhuǎn)速,蝸輪的轉(zhuǎn)速就是柱塞每分鐘往復(fù)的次數(shù)。蝸桿軸上裝有螺旋油輪,其排出的潤滑油流入上套筒,潤滑n型軸、調(diào)節(jié)螺母、端面軸承和偏心塊等。
b)曲柄連桿機(jī)構(gòu):其作用是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橹耐鶑?fù)運(yùn)動。
c)行程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu):其作用是調(diào)節(jié)計量泵的行程,是計量泵最核心的機(jī)構(gòu)。行程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的類型有n型曲軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、l型曲軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、弓形凸輪調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、彈簧凸輪調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、改變蝸輪傾斜角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、改變連桿支點(diǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、滑軸斜槽調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等。目前應(yīng)用比較多的是n型曲軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(中、大型機(jī)座用)、弓形凸輪調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(微、小型機(jī)座用)和比較新型的滑軸斜槽調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)
1)n型曲軸行程調(diào)節(jié)原理
電動機(jī)經(jīng)蝸桿蝸輪減速帶動下套筒及n型曲軸轉(zhuǎn)動,偏心套抱在n型曲軸的斜桿上,隨軸一起轉(zhuǎn)動,從而帶動連桿運(yùn)動。偏心套的偏心距可以調(diào)節(jié)。用手轉(zhuǎn)動上調(diào)節(jié)螺桿,即可使n型曲軸在上下套內(nèi)移動,從而改變偏心套的偏心距。圖2是n型曲軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)原理圖。圖中(a)表示n型曲軸在下部,此時n型曲軸的偏心度和偏心套的偏心度互相抵消,總的偏心度為零,故行程長度為零。當(dāng)在圖(b)所示位置時,n型曲軸與偏心套兩者偏心度相加,偏心半徑為行程長的一半,此時泵全行程工作。由于行程可在0~100%范圍內(nèi)變化,因而流量也可在0~100%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。n型軸結(jié)構(gòu)如圖3所示,結(jié)構(gòu)上的主要特點(diǎn)是連桿軸頸是傾斜的,中心線與主軸頸的中心線的夾角為α。
圖2 n型曲軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)原理圖
1— n型曲軸;2—偏心套;3—連桿;4—十字頭
圖3 n型軸結(jié)構(gòu)
針對高黏度介質(zhì)在高壓力工況下普通柱塞泵的不足,一種無閥旋轉(zhuǎn)柱塞式計量泵受到越來越多的重視,被廣泛應(yīng)用于糖漿、水泥助磨劑和石油添加劑等高黏度介質(zhì)的計量添加。
目前國內(nèi)所生產(chǎn)的大、中型計量泵,大多采用n型曲軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。n型軸曲柄連桿機(jī)構(gòu)傳動平穩(wěn)可靠,結(jié)構(gòu)緊湊,精度高,承載能力強(qiáng),而且是閉式全封閉結(jié)構(gòu),在室內(nèi)外的條件下均能正常工作。但n型軸也存在結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜、加工難度大、應(yīng)力集中等缺點(diǎn)。
2)滑軸斜槽調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)
圖4為斜槽軸結(jié)構(gòu)示意圖。電動機(jī)通過蝸輪蝸桿部件驅(qū)動斜槽軸套旋轉(zhuǎn),帶動置于斜槽軸套上的偏心塊同步轉(zhuǎn)動。偏心塊驅(qū)動連桿大頭擺動,而連桿通過與連桿小頭相連的十字頭將偏心塊的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橥鶑?fù)運(yùn)動。當(dāng)調(diào)節(jié)桿軸向移動時,斜槽軸斜槽內(nèi)的銷套和圓柱銷也隨之移動,與圓柱銷相連的偏心塊也同時產(chǎn)生徑向移動,偏心距得以改變。這樣,在泵的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,通過調(diào)節(jié)行程,改變泵的流量,達(dá)到計量輸送的目的。
圖4 斜槽軸結(jié)構(gòu)示意圖
1—連桿;2—軸瓦;3—偏心輪;4—調(diào)節(jié)桿;5—斜槽軸;6—斜槽軸套;7—銷套;8—圓柱銷;9—支承環(huán);10—蝸輪;11—蝸桿;12—角接觸球軸承
與傳統(tǒng)的n型軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)比,新型斜槽軸行程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)較簡單,工藝性好,油隙均勻,潤滑良好,軸向和徑向定位精度高等優(yōu)點(diǎn)。
柱塞計量泵的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較簡單,計量精度高,可靠性好,調(diào)節(jié)范圍寬,適合高壓的場合;但由于柱塞及密封均與所輸送的介質(zhì)接觸,因?yàn)椴荒芡耆芊馓幍男孤?,所以在高防污染要求流體計量應(yīng)用中受到諸多限制。