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計量泵流量調節(jié)與控制
計量泵與普通容積式往復泵的根本區(qū)別在于流量調節(jié)部分。計量泵在其驅動機構中具有的流量調節(jié)機構，而往復泵沒有。隨著技術進步和特殊場合的要求，計量泵流量調節(jié)的方式也在不斷發(fā)展。流量調節(jié)方式主要分為以下幾種：
一、手動調節(jié)方式
手動調節(jié)方式是采用計量泵驅動機構中的機械子系統(tǒng)使泵的沖程長度或有效沖程長度在0~100%范圍內變化，從而達到調節(jié)流量的目的。手動調節(jié)的方式包括：
1. 可調偏心機構調節(jié)
可調偏心機構是通過調節(jié)計量泵的調節(jié)螺桿，從而改變計量泵偏心機構的偏心距，達到改變計量泵柱塞行程的目的。柱塞行程的改變直接改變了計量泵每個沖程的排量，所以計量泵的輸出流量隨之改變。
此類調節(jié)形式是對沖程的峰值流量進行調節(jié)，隨著計量泵輸出流量的改變，流量脈動對管路系統(tǒng)的沖擊和影響也會隨之改變。可變偏心調節(jié)機構是計量泵中被普遍采用的機構形式，尤其是高負荷，苛刻環(huán)境的計量泵絕大部分采用此調節(jié)形式，只有極少品牌采用曲柄連桿調節(jié)機構。
2. 有效沖程長度調節(jié)
有效沖程調節(jié)又被稱為液壓旁路調節(jié)。有效沖程長度調節(jié)與可調偏心結構調節(jié)有所不同。有效沖程調節(jié)結構不是直接改變計量泵的沖程長度，在整個調節(jié)過程中，計量泵柱塞運動的沖程長度沒有直接變化。有效沖程長度調節(jié)是利用液壓旁路的開與關，改變柱塞實際驅動隔膜的沖程長度，也就是改變了柱塞驅動做功的有效長度。通過改變柱塞的有效沖程，從而改變每個沖程的排量，zui終改變計量泵的輸出流量。
由于有效沖程調節(jié)不是直接改變柱塞的沖程長度，所以流量曲線的峰值不會隨有效沖程改變而改變。有效沖程調節(jié)只用于液壓隔膜計量泵，是一種機構簡單，調節(jié)有效穩(wěn)定的機構，基本用于中低負荷計量泵的調節(jié)機構。有效沖程調節(jié)方式已經(jīng)在API675第三版中被列為計量泵沖程調節(jié)方式之一。
3. 機械“放過"式調節(jié)
機械放過式調節(jié)的英文名稱是LOST MOTION。它采用機械限位的方式，人為地使機械驅動機構與液力端柱塞脫離，從而改變柱塞的運動沖程長度，達到改變計量泵輸出流量的目的。
機械放過式調節(jié)不適合應用于高負荷的應用工況，普遍應用于低負荷的機械隔膜計量泵。此類調節(jié)機構的工作噪音很響，且穩(wěn)定性精度較低，長期工作的穩(wěn)定性也較差。
二、自動流量調節(jié)方式
為了適應自動調節(jié)的要求，可以在計量泵相應的機構上增加自動調節(jié)機構，接受外部控制信號，實現(xiàn)根據(jù)外部信號自動改變計量泵的輸出流量。自動流量調節(jié)方式包括以下幾種：
1. 變頻調節(jié)流量方式
變頻調節(jié)方式是利用交流變頻器可以根據(jù)外部信號改變電源頻率的特點，從而改變計量泵的電機轉速。電機轉速的變化可以改變計量泵的沖程速度，也改變了計量泵的排出頻率，達到調節(jié)計量泵輸出流量的目的。
在變頻流量調節(jié)系統(tǒng)中的變頻器信號會來自檢測儀表或者上位機的輸出信號。變頻器的輸出電源直接接入計量泵的電機。通常用于變頻控制的電機有兩種選擇：1）變頻電機；可以在一定頻率范圍內實現(xiàn)恒扭矩輸出。恒扭矩的頻率范圍取決于電機的調節(jié)比，調節(jié)比為10:1，表示在5~50Hz范圍。大部分電機均為強制風冷電機，保證電機冷卻風量不變，避免低頻率工作時出現(xiàn)散熱問題。2）普通恒速電機；此類電機在頻率降低過程中電機的輸出扭矩會隨之降低，所以在過低頻率下工作時可能會出現(xiàn)過載損壞。通常會采用放大電機功率來適應低頻工作的要求，但是由于普通電機是同軸風扇散熱，所以在低頻工作時，電機的通風量會降低，導致散熱不足，長期工作會對電機內部絕緣造成損壞。為此，對于普通電機用于變頻控制，通常會建議頻率不要低于20~25Hz。
變頻調節(jié)流量通過改變沖程速度實現(xiàn)的，所以改變的也是流量脈動的頻率。變頻調節(jié)流量的方式是一種低成本高性價比的控制方式，廣泛應用于各種行業(yè)與應用，并取得各行各業(yè)的用戶認可。
2. 電動調節(jié)沖程方式
電動調節(jié)沖程方式是采用電動伺服機構替代手動調節(jié)結構，根據(jù)外部信號改變計量泵沖程長度，從而實現(xiàn)調節(jié)計量泵輸出流量的目的。
電動沖程調節(jié)器由三個部分組成。1）供電電源回路和控制回路；供電電源回路是為整個電動沖程調節(jié)器提供電源供電，包括電路供電和驅動機構供電；控制回路是接受外部信號后，將此電流信號轉化成電壓控制信號；2）驅動機構；驅動機構接受到電源供電后開始驅動計量泵的沖程調節(jié)機構；3）反饋機構；在驅動機構工作的同時，也會通過反饋機構建立反饋電壓，并與控制電壓進行比較，并及時停止驅動機構的工作。
電動沖程調節(jié)器接受4-20mA模擬信號和220V單相電源或380V三相電源。在接線過程中必須注意信號電纜與電源電纜的分開，電纜必須采用屏蔽電纜，尤其是信號電纜。電源接地與信號接地必須分開，并且信號電纜是一端接地。這樣才能較好的避免外界干擾對電動沖程調節(jié)器的影響。電動沖程調節(jié)器可以對計量泵沖程進行0~100%范圍的調節(jié)，但是相比較變頻調節(jié)流量方式，電動沖程調節(jié)器的成本較高，尤其對于防爆區(qū)域的應用，設備價格更高。對于高載荷設備，電動沖程調節(jié)器的外形尺寸較大，滿量程調節(jié)時間較長。所以，需要根據(jù)工藝條件的要求進行正確選用。
3. 氣動調節(jié)沖程方式
氣動調節(jié)沖程方式是采用氣動伺服機構替代手動調節(jié)機構，根據(jù)外部信號改變計量泵沖程長度，從而實現(xiàn)調節(jié)計量泵輸出流量的目的。氣動沖程調節(jié)器基本全部用于防爆應用場合。
氣動沖程調節(jié)器由四個部分組成。1）電-氣轉換器；將上位機發(fā)出的電信號轉換成氣壓信號；2）定位器；通過輸入的氣壓信號控制氣動滑閥，并用輸入的動力氣源推動驅動活塞；3）驅動活塞與沖程滑桿機構；依賴動力氣源推動驅動活塞和滑桿改變沖程長度；4）反饋機構；隨驅動機構的位置變化，反饋機構產生的壓力與驅動氣壓達到平衡。
小負荷氣動沖程調節(jié)器的結構比較簡單，動力氣源的壓力可以直接驅動活塞機構，但是大負荷氣動沖程調節(jié)器需要較大的驅動力，所以結構也相應復雜，一般是氣動與液壓相結合的機構。氣動沖程調節(jié)器的響應速度較慢，因為快速響應會導致氣動機構在定位過程中產生振蕩。隨著防爆電動沖程調節(jié)器的發(fā)展，氣動沖程調節(jié)器的應用已經(jīng)逐漸萎縮。
流量調節(jié)機構是計量泵與其他往復式容積泵的主要區(qū)別之一。流量調節(jié)機構的調節(jié)比直接決定了計量泵獲得三大精度的范圍。如何既有好的精度又能獲得好的性價比的流量調節(jié)方式，每個計量泵應用專家都有自己的判斷標準。收起