1936年，美國米頓羅公司發(fā)明了于定量添加化學(xué)藥劑的計(jì)量泵。zui早的計(jì)量泵的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分與液體傳送部分是分離的，故體積較大，且易產(chǎn)生故障。隨著機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)和加工設(shè)備的發(fā)展，動(dòng)力驅(qū)動(dòng)和液體傳送部分合二為一大大減少了機(jī)械故障發(fā)生的概率。對(duì)量無級(jí)調(diào)節(jié)的要求，使流量調(diào)節(jié)部分成為一個(gè)獨(dú)立開發(fā)的模塊并得到不斷的發(fā)展隨著非金屬材料的發(fā)展和滿足化學(xué)物料無泄漏的要求，使計(jì)量泵的過流端泵頭結(jié)構(gòu)由柱塞式演變至隔膜式。
　　今天，計(jì)量泵各部分結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)已被模塊化，針對(duì)不同的應(yīng)用要求，生產(chǎn)廠商只需適當(dāng)調(diào)整或改變模塊組臺(tái)，即能滿足不同用戶的需要。同時(shí)，針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)合的要求，以及自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)計(jì)量泵流量調(diào)節(jié)的要求，開發(fā)出了手動(dòng)控制，電動(dòng)伺服控制，氣動(dòng)伺服控制和變頻控制等調(diào)節(jié)方式，以滿足各種配置的需要。計(jì)量泵泵頭結(jié)構(gòu)也是如此。
　　材料學(xué)科的發(fā)展對(duì)計(jì)量泵泵頭結(jié)構(gòu)的發(fā)展有著重大影響。聚四氟乙烯（PTFE）是具有良好耐腐性的非金屬材料，通過改變材料各層之間纖維組織的方向和其他結(jié)構(gòu)可提高材料在溫度、壓力及使用壽命等各方面的性能。這類材料已在計(jì)量泵隔膜泵頭結(jié)構(gòu)中得到廣泛運(yùn)用。
　　計(jì)量泵結(jié)構(gòu)的兩大種類
　　柱塞式計(jì)量泵
　　柱塞式計(jì)量泵泵頭結(jié)構(gòu)發(fā)明至爭(zhēng)已50多年。作為zui古老的泵頭結(jié)構(gòu)形式，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)操作條件要求寬松，使柱塞泵頭結(jié)構(gòu)依然得到部分用戶的偏愛。由于柱塞泵頭結(jié)構(gòu)在高溫和高壓條件下*的適用性，使柱塞泵頭的應(yīng)用份額至今仍達(dá)25％。對(duì)桂塞泵頭而言，柱塞和柱塞填料兩者缺一不可。柱塞與化學(xué)物料直接接觸，所以柱塞材質(zhì)的化學(xué)耐扁性直接影響計(jì)量泵的工作壽命。柱塞材質(zhì)通常包括：3l6L不銹鋼合金，哈氏合金和陶瓷等等。柱塞填料用于密封，防止化學(xué)物泄漏。通常非金屬編織材料zui常用，根據(jù)化學(xué)物料性質(zhì)的不同，會(huì)對(duì)柱塞填料的材質(zhì)的編織方法怍調(diào)整。同時(shí)，根據(jù)不同的操作條件和要求，柱塞填料的結(jié)構(gòu)和潤滑方式均不同。柱塞填料結(jié)構(gòu)包括：矩形結(jié)構(gòu)和v形結(jié)構(gòu)。潤滑通常包括物料潤滑，油脂潤滑、油液潤滑等等。柱塞填料調(diào)整方式包括：填料壓蓋調(diào)整和彈簧自動(dòng)調(diào)整。柱塞式計(jì)量泵的初始運(yùn)行和調(diào)整極其重要，直接影響計(jì)量泵柱塞填料的工作壽命。
　　隔膜式計(jì)量泵
　　隔膜式計(jì)量泵泵頭是20世紀(jì)60年代在柱塞式計(jì)量泵泵頭基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，與柱塞式計(jì)量泵泵頭的zui大區(qū)別是在化學(xué)物料和柱塞之間增加了一片隔膜，將化學(xué)物料和驅(qū)動(dòng)柱塞*隔離，真正做到化學(xué)物料無泄漏。隔膜式計(jì)量泵泵頭共分為兩類：機(jī)械驅(qū)動(dòng)隔膜計(jì)量泵泵頭和液壓驅(qū)動(dòng)隔膜計(jì)量泵泵頭。
　　機(jī)械驅(qū)動(dòng)隔膜計(jì)量泵
　　機(jī)械驅(qū)動(dòng)隔膜計(jì)量泵的共同特點(diǎn)是：隔膜與機(jī)械驅(qū)動(dòng)連桿之間采用機(jī)械連接方式直接相連。機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在運(yùn)行過程中帶動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，直接驅(qū)動(dòng)隔膜將化學(xué)物料送人主系統(tǒng)。由于隔膜與驅(qū)動(dòng)部分采用機(jī)械連接方式，所以隔膜屬局部受力。在工作過程中隔膜兩側(cè)受力面積不等，導(dǎo)致應(yīng)力過分集中長期運(yùn)行會(huì)造成疲勞破壞，引起隔膜破裂，影響設(shè)備正常運(yùn)行。
　　機(jī)械驅(qū)動(dòng)隔膜計(jì)量泵的機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)端面承載能力較弱從而決定此類型的計(jì)量泵泵頭性能在系統(tǒng)壓力較低的條件下工作主要用于市政水處理、廢水處理工業(yè)水處理及村脂再生水處理等。
　　液壓驅(qū)動(dòng)隔膜計(jì)量泵
　　液壓驅(qū)動(dòng)隔膜計(jì)量泵的共同特點(diǎn)是：隔膜與機(jī)械驅(qū)動(dòng)柱塞之間不直接相連隔膜位于化學(xué)物料與液壓油之間機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在運(yùn)行過程中由驅(qū)動(dòng)柱塞推動(dòng)液壓油液壓油再推動(dòng)隔膜將化學(xué)物料送八主系統(tǒng)。由于在隔膜的兩側(cè)分別充滿了化學(xué)物料和液壓油，所以隔膜受力非常均勻，從而保證隔膜更眨的使用壽命由于液驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)，所以液壓驅(qū)動(dòng)隔膜計(jì)量泵的端面承載能力很強(qiáng)，也決定了此類型的計(jì)量泵泵能夠苛刻的工況條件下工作。主要在用于石化、化工生產(chǎn)工藝、油田油井加注以及原油輸送和電廠爐內(nèi)水處理等等。
　　液壓隔膜計(jì)量泵的發(fā)展圓盤式液壓隔膜計(jì)量泵圓盤式液壓隔膜計(jì)量泵是在機(jī)械隔膜泵頭基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它克服了機(jī)械驅(qū)動(dòng)隔膜計(jì)量泵泵頭中隔膜受力不均，造成應(yīng)力過分集中的缺點(diǎn)。在圓盤隔膜的兩側(cè)分別是過程物料和液壓油。保證泵頭工作過程中，隔膜兩側(cè)的受力面積相等，避免應(yīng)力過分集中造成隔膜破損。但是，隔膜運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)過量造成無法復(fù)位，從而使計(jì)量泵無法正常工作。為了避免此類情況的發(fā)生，所以，在隔膜兩側(cè)增加了隔膜限位護(hù)盤。此限位護(hù)盤對(duì)隔膜起支撐和限位保護(hù)作用，防止隔膜運(yùn)動(dòng)過量，無法復(fù)位。
　　由于液壓往復(fù)泵特定的工作原理和面承載能力，在計(jì)量泵出口管路關(guān)閉的情況下，只要機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件不停地工作，就能略在計(jì)量泵出口產(chǎn)生無限高的壓力，直至計(jì)量泵自身無法承受，造成損壞。為了避免在超壓情況和損壞設(shè)備所以在所有液壓計(jì)量泵泵頭均配有內(nèi)置壓力釋放閥，及時(shí)釋放壓力，保護(hù)設(shè)備。
　　由于是液壓隔膜計(jì)量泵，所以在正常工作情況下，泵頭內(nèi)充滿液壓油，且泵頭內(nèi)壓力與外界系統(tǒng)壓力保持一致。通常不同壓力條件下氣體在液體中的溶解量是不同的，壓力越低，氣體溶解量越大；壓力越高，液體中的氣體壓縮后會(huì)以氣泡形式出現(xiàn)，所以，壓力越高，氣體溶解量越小。在計(jì)量泵每個(gè)排出沖程中，泵頭內(nèi)液壓油受到壓縮會(huì)出現(xiàn)氣泡氣泡的出現(xiàn)會(huì)影響計(jì)量泵的正常工作，降低計(jì)量泵的工作精度，所以在計(jì)量泵的泵頭中出現(xiàn)了排氣閥，用于保持計(jì)量泵正常工作和保證計(jì)量泵工作精度。
　　在液壓計(jì)量泵工作過程中，驅(qū)動(dòng)柱塞推動(dòng)液壓油，再通過液壓油推動(dòng)隔膜進(jìn)行工作。在工作過程中，液壓油會(huì)通過驅(qū)動(dòng)柱塞產(chǎn)生微量泄漏，使泵頭內(nèi)液壓油量微量減少。同時(shí)，液壓油經(jīng)過擠壓后會(huì)出現(xiàn)氣泡，氣泡通過排氣閥排出后，導(dǎo)致泵頭內(nèi)液壓油量再次減少。隨著工作時(shí)間的推移，泵頭內(nèi)不足。由于在隔膜兩側(cè)增加了隔膜限位護(hù)盤，所有過程物料和液壓油必須通過隔膜限位護(hù)盤上的小孔到達(dá)隔膜兩側(cè)達(dá)到平衡。隔膜限位護(hù)盤上的小孔減弱了過程物料的通過性，同時(shí)增加了物料流動(dòng)過程中的流阻，使設(shè)備的NPSH要求更高。同時(shí)，隔膜的安裝和更換也較復(fù)雜。
　　雙隔膜計(jì)量泵
　　隨著石化、化工業(yè)的發(fā)展，需要越來越多的計(jì)量泵投加各種催化劑等化學(xué)物料。由于很多過程化學(xué)物料是有害的、高危險(xiǎn)性物品，所以在防止工作過程中泄漏外，必須在設(shè)備意外損壞時(shí)能夠在短期內(nèi)提供安全保護(hù)．并輸出報(bào)警信號(hào)。雙隔膜計(jì)量泵就是適應(yīng)類似要求，在單隔膜基礎(chǔ)上發(fā)展的結(jié)果雙隔膜計(jì)量泵泵頭有三種形式：
　　（1）目前zui常用的報(bào)警形式——雙隔膜帶壓力開關(guān)報(bào)警。在單隔膜基礎(chǔ)上增加一片隔膜，同時(shí)在兩片隔膜之間增加一套壓力檢測(cè)裝置壓力檢測(cè)裝置包括一套壓力開關(guān)（無源干觸點(diǎn)），可輸出開／關(guān)信號(hào)。正常工作情況下，兩片隔膜之間的壓力為常壓或負(fù)壓狀態(tài)，壓力開關(guān)保持正常狀態(tài)。當(dāng)兩片隔膜中任何一片隔膜產(chǎn)生破裂時(shí)．系統(tǒng)壓力將被傳導(dǎo)至壓力檢測(cè)裝置，通過壓力開關(guān)向*控制系統(tǒng)輸出報(bào)警信號(hào)，提示進(jìn)行設(shè)備檢修。（2）雙隔膜電導(dǎo)檢測(cè)報(bào)警此類雙隔膜在單隔膜基礎(chǔ)上增加了片隔膜和中間室，中間室中填充了一定與物料電導(dǎo)率值差別很大的中間液。當(dāng)過程物料側(cè)隔膜破裂時(shí)，物料將進(jìn)人中間室與中間液混合，導(dǎo)致混合液的電導(dǎo)率值發(fā)生重大改變。此電導(dǎo)率值通過電導(dǎo)探頭和繼電器向*控制系統(tǒng)輸出報(bào)警信號(hào)，提示進(jìn)行設(shè)備檢修。（3）雙隔膜密度檢測(cè)報(bào)警。此報(bào)警方式與雙隔膜電導(dǎo)檢測(cè)報(bào)警類似，需要中間室和中間液才能完成。
　　雖然上述三種雙隔膜報(bào)警形式已被廣泛使用，并為安全生產(chǎn)提供諸多方便，但是上述三種形式也有不足之處。（1）雙隔膜帶壓力開關(guān)報(bào)警安裝簡(jiǎn)單，無需中間設(shè)備。由于兩片隔膜之間須保持常壓或負(fù)壓狀態(tài)，所以維修安裝時(shí)必須注意隔膜間密封，井保證隔膜間壓力要求，以免誤報(bào)警。此外，特別對(duì)于高壓設(shè)備，由于高密封要求會(huì)導(dǎo)致隔膜破裂后壓力檢測(cè)輸出產(chǎn)生一定滯后，無法即時(shí)報(bào)警。（2）雙隔膜電導(dǎo)檢測(cè)報(bào)警是檢測(cè)電導(dǎo)率值變化輸出報(bào)警。一旦在檢修安裝過程中，中間液中混入一定量雜質(zhì)后，有可能在電導(dǎo)率探頭的電極之間產(chǎn)生一虛假電導(dǎo)率值變化，zui終導(dǎo)致誤報(bào)警（3）雙隔膜密度檢測(cè)報(bào)警是檢測(cè)密度值變化就地報(bào)警，不能向*控制系統(tǒng)輸出報(bào)警信號(hào)。