对中外计量泵的发展历史，结构类型和应用方向进行比较，并对计量泵的产品和应用发展提出建议

计量泵发展和应用

摘要：对中外计量泵的发展历史，结构类型和应用方向进行比较，并对计量泵的产品和应用发展提出建议
关 键 词：计量泵、比较、应用

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剂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.气动伺服控制和变频控制等调节方式， 以满足各种配置的需要/ 为满足化学物料无泄漏的要求， 计量泵的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 # $ % &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 (PTFE) ，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，表1是目前外国和台湾地区厂商在国内落户的情况。

从上表可以看到。 已有 # E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，表列的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， 本溪F 劳雷公司作为一家成长期的专业计量泵生产厂。 正在扩大他们在石化和化工行业的市场占有率。 并且已取得卓有成效的业绩，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，在三十多年的计量泵发展过程中。 机械驱动柱塞计量泵始终占有很重要的一席之地，虽然泵头填料的磨损增加了日常维护的工作量 影响计量泵精度的稳定性 但是长期的使用经验使维护人员较易接受此类泵 大部分产品被广泛地应用于电厂 石化 化工以及油田等 随着对操作设备无滴漏要求的提高 机械驱动柱塞计量泵将逐步被无泄漏的隔膜计量泵所代替。

3.应用比较

3.1国外产品应用分类（1）普通应用场合 ①清洗行业应用：包括汽车清洗 纺织企业的羊毛清洗及食品饮料行业的空瓶清洗等， 其中的清洗剂添加就采用计量泵，采用计量泵可以减少人工添加的工作量，同时能比较准确地控制清洗剂的添加量， 提高原料利用率，节约成本减少清洗剂对环境所造成的污染②肥料灌溉是提高农产品产量和质量的重要手段，但是大片土地的施肥工作量很大，需花费大量的人力和财力，通过一次性铺设的地下管路系统，利用计量泵将各种配置的肥料或农药输送至农场的各个角落，既节约成本又提高了劳动效率。以上的使用场合 其装置和系统对定量添加设备的要求较低，对稳态及重现精度等技术参数没有苛刻的要求，同时与控制系统的衔接也无特别要求使用计量泵更注重相对人力操作的效率提高和成本节约。

（2）中等要求应用场合①市政水处理应用，如自来水厂的原水混凝处理，过去在自来水厂所习惯采用的重力投加和蠕动泵投加已无法满足现代水厂的要求，现代水厂的控制系统要求混凝剂添加泵既能足复合环控制同时又有一定的精度要求。计量泵能够调节冲程频率又能够调节冲程长度符合复合环控制要求，所以，计量泵已替换了现存绝大多数的水厂投加设备，并已成为新建水厂的必选设备②饮用水处理：电磁计量泵和液压驱动隔膜树脂交换及反渗透系统被大量用于纯净水制造系统③游泳池和楼宇空调循环水处理，循环使用的水必须在循环系统中进行消毒、调节酸碱度及降低电导率值等处理，并且所有的调节均需根据二次仪表的监测结果自动跟踪。④ 食品及饮料行业。在生产工艺中投加添加剂。⑤ 造纸和纸浆行业。在生产过程中添加增白剂等提高纸品质量的中间物。

上述各种应用对计量泵的要求均较高，除了具备基本的定量投加和流量调节功能外，在自动调节与自动控制系统的衔接 与二次仪表的连接以及高控制精度范围等方面提出更高要求。与现代控制技术的融合，使计量泵的应用场合得到进一步扩展，所有泵头形式均为电磁驱动，机械驱动和液压驱动隔膜计量泵高要求应用场合，石化及化工行业应用其所有的生产过程必须保持连续性，对设备运行可靠性要求非常高，在石化和化工行业的生产过程中各种化学物质的腐蚀对过流端材质的耐腐蚀要求很高，各种反应催化剂的投加量必须控制在一定范围内，石油、天然气田和海上平台采油场，其不同于石化和化工行业，所有的计量泵主要用于向油井和原油输油管路添加各种防腐剂，破乳剂等化学药剂，提高采油能力和输油管道防腐能力，通常以高压、大流量要求居多美国石油研究院对以上场合计量泵的使用有明确的规定 和数据要求 同时 自控技术的推广应用，对计量泵在易燃 易爆和危险介质输送等特殊场合的使用提出新的要求化工工艺的连续性和精确性也要求计量泵不仅能在恶劣条件下工作而且能保持长期工作的可靠性和精度。

国内产品应用分类

在中等要求场合应用①几年前 由于在市政水处理的混凝环节大多采用重力投加法，且无控制要求，故国内计量泵在市政水处理行业很少应用。由于国内计量泵结构以柱塞泵为主，其不可避免的化学药品泄漏 使得无法满足水厂对环境的要求，所以 目前进口的液压驱动隔膜计量泵和机械驱动隔膜计量泵几乎覆盖整个市政水处理市场。② 饮用水游泳池水及楼宇循环水处理所用计量泵均为电磁计量泵，而国内尚无此类计量泵，故均为进口产品。③锅炉循环水处理系统压力较高，所以主要用柱塞计量泵向锅炉内投加化学药剂 。由于目前国内厂商尚未生产高压隔膜计量泵，从而还未能彻底解决高压系统投加设备的泄漏问题。、（2）在高要求场合应用①由于石化、化工行业的很多操作环境是易燃、 易爆场合，因化学药剂和催化剂的特殊性，对投加设备的无泄漏要求很高，因而国产液压隔膜计量泵和柱塞计量泵较多应用于安全性较高的场合和辅助性场合。②相对于石化、化工行业，原油开采和天然气田的应用场合要求较低，所以大量的国产柱塞计量泵被用于井内加注， 其虽然存在一些物料泄漏，但是对油气田环境不会产生危险性后果。

4. 计量泵国产化发展方向

全球市场一体化和中国即加入WTO计量泵的生产行业必将面临更激烈的竞争。国外专业厂商正在积极寻找各种途径建立和巩固基地，以便迅速扩大市场占有率，作为国内厂商，除了积极应对市场变化外还需寻找各种合作机会。在提高技术、保证生产工艺等方面积极引进国际知名厂商的产品和技术， 开展多种形式的合作。在消化和理解国外技术的基础上， 提高自身产品的技术更新速度， 增加产品的技术含量，使产品在满足使用要求的同时适合更多的安装条件，应扩大产品种类，提高各种产品在不同市场的适用性，在柱塞计量泵的基础上， 增加隔膜计量泵的种类， 使其能替代柱塞计量泵，适合绝大部分应用要求，积极开发计量泵的不同驱动形式， 引进电磁驱动机构， 增加计量泵在小功率、小流量应用的结构形式。 适应现代控制技术要求，稳定精确的自动调节装置是系统可靠运行的保证。 引进先进的生产设备为提高产品质量提供必要的硬件，同时还需对人员进行培训，才能赶上甚至超过世界先进水平。随着社会持续性发展和人民生活质量的提高，人们对环保的呼声日益提高。清洗行业的洗涤剂对人类环境造成的污染已有目共睹， 由此引出对洗涤剂使用量的限制， 计量泵既可以有效控制清洗剂的添加量又可以节约人力的投入， 清洗行业发展和环保要求将为计量泵的应用打开一块新天地。资源的再生和循环利用已是全世界的共同目标。针对不同的用途对废水进行处理以及提高水的再生利用率都需要计量泵， 计量泵是不可缺少的化学药剂添加设备。 环境保护工作的不断深化， 将使计量泵的应用得到进一步发展。

5结语

随着产品设计和加工能力的不断提高， 在消化吸收国外产品经验的基础上， 国产计量泵将会得到快速发展， 产品种类必将进一步扩展。 而且随着人民生活质量的提高和环境保护意识的增强， 将给计量泵提供更多、 更广的应用领域。

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