前言

時代造就英雄，技術(shù)推動變革?；厮葜?9世紀30年代蘇格蘭發(fā)明家羅伯特.安德森(Robert Anderson)制造了首臺非充電式的電動馬車,但由于受續(xù)航能力和電機控制技術(shù)的局限性,轉(zhuǎn)而采用蒸汽活塞原理發(fā)動機。同理，基于蒸汽活塞原理，活塞泵技術(shù)應(yīng)勢而生，并催生了諸如德國的Scheugenpflug肖根福羅格、Huebers旭百世和日本的NLC仲氏等行業(yè)翹楚。這些企業(yè)憑借活塞泵技術(shù)，在市場中確立了優(yōu)越地位。

隨著時間的推移，在科技的飛速發(fā)展里，電機技術(shù)也經(jīng)歷了從1873年交流馬達~1970年步進電機~現(xiàn)代的伺服電機。每一次技術(shù)的更新和變革，都為泵的控制方式帶來了新的可能性。進入20世紀，螺桿泵高精度計量技術(shù)的崛起，為工業(yè)生產(chǎn)和質(zhì)量控制帶來了高效率和高精度。在這一新時代背景下，國內(nèi)外涌現(xiàn)出了一批以高精度螺桿泵為主的企業(yè)，如德國的Viscotec維世科（1997年主要以食品工業(yè)、制藥工業(yè)和化學工業(yè)生產(chǎn)泵為主）、Bdtronic比德利以及美國的PVA、Nordson諾信和中國的XETAR欣音達等紛紛嶄露頭角。

接下來，我們將深入剖析活塞泵與螺桿泵的工作原理、結(jié)構(gòu)、性能、特點以及它們在處理高粘度含固體顆粒膠水方面的表現(xiàn)，通過具體工業(yè)案例的解析，我們將揭示螺桿泵在新時代的優(yōu)越性能及其在實際應(yīng)用中的顯著效果。

一、活塞泵

1.1活塞泵的工作原理

活塞泵的工作原理是通過活塞來實現(xiàn)液體或氣體的壓縮和輸送的泵體。其工作原理如下：

1、計量過程：進料→計量→退回→循環(huán)

2、通過固定的缸套及密封件活塞前后運動，密封件安裝在缸體上。

3、利用柱塞在泵缸套內(nèi)做往復(fù)運動，使柱塞與缸套間形成容積改變，使得泵腔工作容積周期性變化，反復(fù)吸入和排出液體并增高其壓力。

 

柱塞泵原理示意圖

往復(fù)活塞泵依靠活塞在泵缸中往復(fù)運動，使泵缸工作容積呈周期性的擴大與縮小來吸排液體。具有自吸能力，且在壓力劇烈變化下仍然能維持幾乎不變的流量，它特別適用于小流量，高揚程的情況下輸送黏性較大的液體。但在輸送高粘度液體或含有固體填料的膠水時，膠水容易在活塞腔內(nèi)沉淀分層，固體填料沉積在活塞腔底部，從而造成卡泵等故障。

1.2活塞泵性能

活塞泵原理簡單，主要適用于高壓要求的應(yīng)用，對低粘度流體容易實現(xiàn)準確計量，其結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜有一定的缺陷性，需要配套進出料換向閥門，因此產(chǎn)生了較高的維護和維修成本；活塞密封件和換向膜片容易磨損，需要經(jīng)常更換；存在計量缺陷，計量過程不連續(xù)，單次擠出量有限制；由于活塞與缸套體積是固定的，比例與吐出量調(diào)節(jié)不方便，對輸送高粘度、含有固體顆粒的流體兼容性較差。

 

活塞泵結(jié)構(gòu)示意圖

1.3活塞泵輸送高粘度或含固體顆粒膠水

活塞泵在輸送高粘度液體或含有固體顆粒的介質(zhì)時，活塞密封件、換向膜片（橡膠或塑料材質(zhì)）、活塞換向腔（金屬）容易磨損，換向膜片與換向腔凸臺通過壓合密封，長期反復(fù)撞擊，介質(zhì)中的固體顆粒對膜片和換向腔凸臺磨損嚴重，一個月需要更換一次或多次膜片，維護費時費力。

 

活塞泵換向膜片的磨損現(xiàn)象

二、螺桿泵

螺桿泵相對活塞泵問世較晚,在1930年，航空先驅(qū)奈莫在發(fā)明了噴氣發(fā)動機壓縮機時，發(fā)現(xiàn)這一原理也可以作為泵系統(tǒng)工作，他的開創(chuàng)性論文為單螺桿泵奠定了基礎(chǔ)。這種泵也被稱為奈莫泵，屬于轉(zhuǎn)子式容積泵。

2.1螺桿泵原理概述

螺桿泵分單螺旋、雙螺旋及多螺旋，常用的多為單螺旋螺桿泵。單螺桿偏心泵由若干個密封活塞腔演變而來，它具備了活塞泵的密封性和齒輪泵的連續(xù)性， 偏心旋轉(zhuǎn)解決含有固體顆粒的高粘度流體輸送計量。作為精密部件，定子和轉(zhuǎn)子的加工藝和精度是確保螺桿泵高性能的前提保障。

 

無限活塞原理圖

2.2螺桿泵運動學特征

(1)螺桿泵定、轉(zhuǎn)子型線單頭單螺桿泵的定轉(zhuǎn)子實質(zhì)是由普通內(nèi)擺線的外等矩線作為定子型線,而與之共軛的曲線作為轉(zhuǎn)子型線的空間共軛曲面。

( 2 )轉(zhuǎn)子可視為半徑為R的圓片沿著螺距為t、偏心為e的螺旋線連續(xù)移動所形成的軌跡。

a) 單螺桿泵屬于迴轉(zhuǎn)式容積泵。在容積精準分配的基礎(chǔ)之上，為無限循環(huán)的活塞原理。

b) 通過伺服電機與控制系統(tǒng)控制螺桿泵轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度與轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)對流體的**控制。

c) 依靠轉(zhuǎn)子與定子所形成的嚙合空間容積變化和移動來輸送液體或使之增壓的迴轉(zhuǎn)裝置。

d) 當伺服電機轉(zhuǎn)動時，帶動轉(zhuǎn)子與其一起轉(zhuǎn)動，吸入腔一端的螺桿嚙合 空間容積逐漸增大，壓力降低，液體在壓差作用下進入嚙合空間容積。

e) 當容積增至較大而形成一個密封腔時，液體就在一個個密封腔內(nèi)連續(xù) 地沿軸向移動，直至移動到排出腔一端。這時，排出腔一端的螺桿嚙合空間容積逐漸縮小，進而將液體排出。 

螺桿泵原理動畫演示

2.3螺桿泵結(jié)構(gòu)

螺桿泵其結(jié)構(gòu)特征為無限循環(huán)的小腔室，所以在處理高粘度液體或含有固體顆粒的介質(zhì)時，不存在卡泵的情況。

XETAR欣音達螺桿泵結(jié)構(gòu)示意圖

2.4螺桿泵的性能

1. 結(jié)構(gòu)簡單、拆卸方便、免維護、壓力穩(wěn)定無脈動、計量精度高；

2. 由于螺桿泵的特殊結(jié)構(gòu)，其具有自密封性能，進出料口無需閥門；

3. 可以無限循環(huán)計量，沒有單次擠出量限制；

4. 可輸送含有固體顆粒的流體；

5. 粘度適應(yīng)范圍寬，從低粘度到高粘度全適應(yīng)；

6. 螺桿泵兼具柱塞泵的高精度、使用壽命長、齒輪泵的結(jié)構(gòu)簡單及流量壓力穩(wěn)定無脈動等優(yōu)點。

XETAR欣音達螺桿泵內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

2.5螺桿泵輸送高粘度或含固體顆粒膠水

螺桿泵其結(jié)構(gòu)特征特別適合處理高粘度液體或含有固體顆粒的介質(zhì)。

我司通過高精度機床加工的螺桿泵陶瓷轉(zhuǎn)子和耐磨橡膠定子，在滿足螺桿泵出膠CMK精度的前提下，對于高粘度、含有固體顆粒的膠水應(yīng)用，螺桿泵壽命可達3年免維護。

為了滿足不同性質(zhì)的膠水應(yīng)用需求，我們提供了多種材質(zhì)的螺桿泵轉(zhuǎn)子與定子選擇，確保在各種工作條件下都能實現(xiàn)優(yōu)異的性能和長壽命。

XETAR欣音達螺桿泵定轉(zhuǎn)子材質(zhì)

三、螺桿泵優(yōu)勢

XETAR欣音達在21世紀新時代下誕生，緊跟科技發(fā)展的步伐，擁有25年的研發(fā)經(jīng)驗和技術(shù)，不斷將前沿技術(shù)應(yīng)用于螺桿泵之中。我們充分利用伺服電機的高性能驅(qū)動和控制技術(shù)，為泵的應(yīng)用帶來了高靈活性和高精準度。憑借其優(yōu)越的性能和可靠性，贏得了市場的廣泛認可。

3.1活塞計量泵與螺桿計量泵的區(qū)別

就新能源電動汽車電機和傳統(tǒng)燃油發(fā)動機的區(qū)別，螺桿泵免維護，易控制并可以實現(xiàn)實時反饋，符合未來的柔性自動化技術(shù)發(fā)展方向。就電子工業(yè)螺桿計量泵而言，目前存在三種狀態(tài)：

1、以德國維世科Viscotec、日本兵神HEISHIN為代表的進口品牌

2、XETAR欣音達替代進口的國產(chǎn)品牌

3、其他國產(chǎn)品牌

差別如下：XETAR已有超過15年的螺桿泵的應(yīng)用和研發(fā)經(jīng)驗，是德國VISCOTEC RD系列螺桿泵在國內(nèi)的頭個使用方，對螺桿泵的性能有充分的了解，才能制造出對標維世科的螺桿泵。其他國產(chǎn)品牌的螺桿泵目前沒有一家有能力自己制造定轉(zhuǎn)子，連螺桿泵能力如何體現(xiàn)都無從而知，怎么能提供高性能的泵體呢？

做好螺桿泵有以下幾個維度：

1、要知道好的螺桿泵的性能判斷指標；2、有高性能的加工設(shè)備和加工工藝（XETAR欣音達已在這方面投入超過上千萬）；3、熟悉轉(zhuǎn)子材料和定子材料，XETAR全陶瓷轉(zhuǎn)子11個系列型號目前在全世界是罕見的，所有的定子材料全是進口的；4、要充分的了解膠水和應(yīng)用場景，因為XETAR欣音達有超過25年的點膠應(yīng)用經(jīng)驗，這一點是任何一個做泵的進口品牌所不具備的，比如說泵的選型，要在滿足客戶的可靠性能力處，盡可能采用大一號級別的泵容量來提高使用壽命。

XETAR欣音達一直強調(diào)，流體點膠設(shè)備的使用能力80%由高精度 、高可靠性的硬件來實現(xiàn)；20%靠工藝經(jīng)驗來建立 ；兩者相輔相成，缺一不可。目前的狀況是德國VISCOTEC有好的硬件，但缺乏充分的工藝經(jīng)驗，XETAR欣音達兩者兼之，國產(chǎn)其他品牌做不好硬件又不懂工藝，往往是夜郎自大。

XETAR欣音達螺桿泵不僅具備出膠比例可調(diào)、出膠速度可調(diào)、出膠量不受限等可控特點，還能輕松應(yīng)對各種復(fù)雜的工業(yè)應(yīng)用需求。接下來，就讓我們一起深入探索XETAR欣音達螺桿泵的優(yōu)勢所在：具有自密封性能，進出料口無需閥門；

• 可以無限循環(huán)計量，沒有單次擠出量限制；
• 輸送過程中不對介質(zhì)產(chǎn)生任何擠壓作業(yè)，具有低剪切、無脈動；
• 可輸送含有固體顆粒的流體；
• 粘度適應(yīng)范圍寬，從低粘度到高粘度全適應(yīng)；
• 可實現(xiàn)回流功能（防止介質(zhì)滴漏和拉絲問題）；
• 輸送流量穩(wěn)定，不受密度、黏度等變化的影響；
• 兼具活塞泵的高精度與使用壽命長。

XETAR欣音達螺桿泵

XETAR欣音達螺桿泵能夠?qū)崿F(xiàn)微小量的單組份流體輸送。根據(jù)雙組份液體和糊狀物不同性，按微小投配量精準混合，通過對單組份物料的目標控制，精準控制物料混合比例，適用于手動工作站及半自動或全自動操作。相比市場上國際品牌占領(lǐng)份額，我們敢于以實際的點膠精度去面對市場技術(shù)對決,我們的微滴膠螺桿閥恒定珠狀滴膠適應(yīng)任何流速改變，不受壓力、溫度和時間影響，重復(fù)性大于99%。當前我們微滴膠螺桿閥全新推出的VF-HDY100，其轉(zhuǎn)子螺旋直徑只有2.0mm，微小出膠量低至0.1mg 。

微滴膠點膠精度測試

四、結(jié)論

在時代與技術(shù)的雙重驅(qū)動下，泵類技術(shù)經(jīng)歷了從蒸汽活塞時代到現(xiàn)代高精度螺桿泵的深刻變革。這一過程不僅見證了工業(yè)文明的進步，也凸顯了技術(shù)突破對于生產(chǎn)效率與質(zhì)量控制的重要性。

通過對活塞泵與螺桿泵的深入剖析，我們不難發(fā)現(xiàn)，兩者雖各有千秋，但在處理高粘度含固體顆粒膠水等復(fù)雜介質(zhì)時，螺桿泵展現(xiàn)出了更為優(yōu)越的性能。不僅從根本上解決了常見的漏油問題，有效預(yù)防了管道結(jié)塊與堵塞，其高精度計量、穩(wěn)定的壓力輸出、無脈動的流體傳輸特性以及免維護、耐磨損的優(yōu)勢，使得螺桿泵在工業(yè)生產(chǎn)中成為不可或缺的關(guān)鍵部件。