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在涂布工艺中，涂布流体的输送方式直接关系到涂布效率、精度和质量等多个方面。随着产业升级，涂布流体的输送方式正经历着从传统到现代、从单一到多元的深刻变革。涂布流体的输送方式已不再局限于传统的机械方式，而是向着更加智能化、自动化、高效化的方向发展。
本文将探讨涂布流体的多种输送方式和流量测量仪器，分析它们的工作原理、优势以及缺点。
涂布流体的输送方式
01
重力输送
工作原理
利用流体自身的重力作用，在倾斜的管道、沟槽或自然落差的情况下，使流体从高处流向低处，从而实现输送的目的。
优势
①彻底排空：系统具备将管路中的残留流体完全排出的能力。
②稳定输送：流体在管路中不会因外部因素（如泵的压力变化、管路中阀门的开闭等）引起压力突然升高或降低的现象。
③结构简单：无需复杂的输送泵或动力系统，降低了设备成本和维护难度。
缺点
①无计量能力：重力法本身并不直接测量任何物理量（如压力、流量或速度等），因此，需要依赖辅助设备（如流量计、压力表等）来实现精确的计量。
②输送距离受限：受到流体自身重力和导管长度的限制，并不适用于远距离输送。
③无自吸能力：重力法依赖自然重力作用来驱动流体流动，因此不具备自吸能力。
④黏度限制：高黏度流体会流动不畅，从而影响涂布效果。
02
离心泵
工作原理
离心泵主要依赖于叶轮的旋转，当电机通过泵轴带动叶轮高速旋转时，流体在离心力的作用下被甩向叶轮外缘，并经过蜗壳的流道流入水泵的压水管路，从而实现流体的输送。
图2 离心泵工作原理示意图
（图片来源：https://www./hdfjd/lczkbjqt12_1.html）
优势
①运行平稳：在运行过程中振动小，噪音低，适合在各种环境中使用。
②易于调节：通过改变叶轮转速或更换不同规格的叶轮，可以方便地调节离心泵的流量和扬程。
③维修费用低：设备故障率相对较低，维修费用也较低。
缺点
①无自吸能力：离心泵在启动前需要灌注引水或用真空泵抽气以排出空气形成真空，否则无法正常工作。
②需要有动态密封：为了防止泵壳体内部流体与泵外大气间的压差导致的泄漏，需要配置适当的轴封，其中动态密封是常见的一种形式。
③黏度限制：离心泵输送的流体黏度不能太高，否则会影响泵的性能和效率。
④颗粒限制：离心泵的叶轮和泵体之间的间隙较小，因此不适合输送含有较大颗粒的流体，否则容易堵塞或损坏泵体。
设备类型
①按吸入方式分类：
单吸式：叶轮只有一侧有吸入口，适用于流量较小的场合。
双吸式：叶轮两侧都有吸入口，常用于流量较大的场合。
②按级数分类：
单级泵：泵体中只装有1个叶轮，适用于扬程较低的场合。
多级泵：多级泵在同一根泵轴上串装2个或更多个叶轮，以此产生较高的能头，特别适用于需要高扬程的输送场合。
③按结构形式分类：
中开式泵：壳体按通过泵轴中心线的水平面剖分，便于维修和更换零件。
分段式泵：壳体按与轴垂直的径向平面剖分，适用于高压、大流量的场合。
卧式泵：泵轴水平放置，适用于地面安装。
立式泵：泵轴垂直放置，适用于空间有限的场合。
03
齿轮泵
工作原理
依靠泵缸与啮合齿轮间所形成的工作容积变化和移动来输送流体或使之增压的回转泵。
优势
①高效能：齿轮泵的效率通常较高，大部分流量不会回流，全部用于做工输出。
②高黏度处理能力：齿轮泵在高速下可以输送1500cSt黏度的流体，降低转速后可输送的流体黏度可以达到50000cSt。
③结构紧凑：齿轮泵的结构相对紧凑，体积小，重量轻，便于安装和维护。
④自吸能力强：齿轮泵的自吸性能强，能够在没有外部灌液的情况下启动并吸入流体。
⑤耐磨损性：能够在一定程度上抵抗流体中杂质或颗粒物对泵体和齿轮的磨损。
缺点
①压力限制：齿轮泵在运行时通常无法承受超高压环境，因为一旦泵内压力过高，容易导致泄露问题，限制了在需要高压输送场景中的适用性。
②噪音和振动：齿轮泵在运行过程中可能会产生较大的噪音和振动，这可能对工作环境和设备的稳定性造成影响。
③脉冲和冲击：齿轮泵的流量脉冲较大，可能对管路和阀门造成较大的冲击。
设备类型
①根据啮合形式
外啮合齿轮泵：由两个外部啮合的齿轮、泵体、泵盖等组成。
内啮合齿轮泵：由一对相互啮合的内齿轮及它们中间的月牙形件、泵壳等组成。
②根据齿形
直齿轮泵：结构简单，一般用于对泵的性能要求不是特别高的场合。
斜齿轮泵：斜齿轮泵的重合度较大，这使得其运行更加平稳，噪音更低。
人字齿轮泵：人字齿轮泵的重合度大，运转平稳，流量和压力脉动小。
特殊齿形齿轮泵：根据特定需求进行定制，应用于特定领域或特殊工况。
04
柱塞泵
工作原理
基于柱塞在液缸工作腔内的往复运动，从而改变工作腔的容积来实现流体的吸入和排出。
优势
①综合优势：体积小、噪音低、操作简单，具有较长的使用寿命。
②效率高：容积效率可达95%左右，总效率约90%，能量转换效率高。
③精确控制：精确控制流体的流量和压力，确保系统稳定运行。
④集成控制：可轻松集成到先进控制系统中，实现自动化控制。
缺点
①结构复杂：零件数量多，制造工艺复杂，制造及维护成本较高。
②自吸能力差：需要额外的辅助设备来实现自吸功能。
③流体要求高：对流体的污染较敏感，要求较高的过滤精度。
05
隔膜泵
工作原理
通过隔膜的往复运动，在泵体内形成周期性的容积变化，从而吸入和排出流体。
图5 隔膜泵工作原理示意图
优势
①密封性好：采用隔膜将介质与泵的机械部分完全隔开，适用于密封性好的输送场合。
②适应性强：输送从低黏度到高黏度的各种流体，甚至含有固体颗粒的介质。
③自吸能力强：具有较强的自吸能力，无需灌引水即可启动，适用于低流量、高扬程的场合。
④易于维护：结构简单，易于拆卸和清洗，维护成本较低。
缺点
①流量脉冲：由于隔膜泵的往复运动特性，其流量可能存在一定的脉冲现象，影响系统的稳定性。
②高温限制：在高温的工作状态下，可能会导致隔膜变形或破裂。
③压力限制：隔膜泵的最大工作压力相对较低，不适用于一些高压要求的场合。
06
气压输送（正压或负压）
工作原理
利用气流作为动力来传递和输送流体。
优势
①无压力脉冲：可以精确控制气流，使流体在输送过程中能够保持稳定的流量和压力
②适用范围广：可以适应不同的输送距离和高度差。
③泄漏风险小：气压输送系统中流体是在密封的管道中输送的，具有较低的泄漏风险。
缺点
①能耗较高：气压输送需要消耗大量的压缩空气或真空来产生动力。
②气体溶解度高：在气压输送过程中，气体压力的变化可能增强气体在流体中的溶解度，从而产生气泡。
07
螺杆泵
工作原理
基于螺杆的回转来吸排流体。
图6 螺杆泵工作原理示意图
优势
①适用范围宽广：螺杆泵能够提供较大的流量范围，并且能够在较高的压力下工作，适用于多种工况需求。
②自吸能力强：螺杆泵具有良好的自吸能力，能够在一定范围内吸入流体，无需额外的吸水装置。
③结构简单：结构相对简单，易于维修和保养。
④可逆转运行：螺杆泵具有可逆转性，适用于需要反向输送或循环处理的应用场景。
缺点
①占地面积大：由于螺杆泵的结构优势，其尺寸和占地面积相对较大。
②扬程较低：由于受机械加工条件限制，螺杆泵的扬程一般不超过10m。
③对吸水面和出水面高度变化敏感：螺杆泵的吸水面和出水面高度变化不能太大，否则会影响工作效率并增加能耗。
涂布流量的测量仪器
01
质量流量仪
原理：通过测量流体流过传感器时产生的质量变化来确定流量。
特点：测量准确，不受流体温度、压力变化的影响。
应用：适用于对流量精度要求较高的场合。
02
磁性流量计
原理：利用磁场与导电流体中的电流相互作用产生的电磁力来测量流量。
特点：测量范围广，响应速度快。
应用：适用于导电性流体的流量测量。
图7 磁性流量计示意图
03
超声波流量计
原理：利用超声波在流体中传播速度与流量的关系来测量流量。
特点：非接触式测量，对流体无阻碍，适用于多种流体。
应用：广泛应用于工业流量测量领域。
图8 超声波流量计原理示意图
04
孔板流量计
原理：通过测量流体流经孔板时产生的差压来计算流量。
特点：结构简单，测量精度高，适用范围广。
应用：用于各种单相流体的流量测量
图9 孔板流量计原理示意图
05
涡街流量计
原理：利用流体流经涡街流量计时产生的涡街效应来测量流量。
特点：测量范围广，精度高，结构简单。
应用：适用于各种流体介质。
06
齿轮流量计
原理：基于介质流动推动内部齿轮旋转，通过检测齿轮旋转产生的脉冲信号来计算流量。
特点：精度高，稳定性强，适用范围广，读数直观。
应用：可以用于高黏度、微小流量的流体。
图10 齿轮流量计原理示意图
（图片来源：https://www./industrynews/858.html）
2025国际涂布技术交流大会
时间：2025年5月
地点：长三角地区
会议规模：500+
合作联系
联系人：杨老师
联系电话：18310552813（同微信）
参考文献
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