1936年，美国米顿罗公司应美国的化学药剂生产商贝兹公司的要求发明了专用于定量添加药剂计量泵，但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，易产生故障且不易维修。

  1939年，Larry Wilson发明了化学品进料设备-液压驱动隔膜计量泵，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。该计量泵与被计量介质接触部分为隔膜，而驱动部分为液压柱塞，用隔膜将柱塞与药剂隔开，防止药剂将柱塞腐蚀，增加了计量泵的常规使用的寿命，但药剂对隔膜的材质要求比较高。

  随着机械结构设计的改进和加工设施的发展，动力驱动和液体传送部分合二为一大幅度减少了机械故障发生的概率。对量无级调节的要求，使流量调节部分成为一个独立开发的模块并得到不断的发展随着非金属材料的发展和满足化学物料无泄漏的要求，使计量泵的过流端泵头结构由柱塞式演变至隔膜式。

  目前，计量泵各部分结构的设计已被模块化，针对不同的应用要求，制造商只需适当调整或改变模块组台，即能满足多种用户的需要。同时，针对不同应用场合的要求，以及自动控制系统对计量泵流量调节的要求，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。计量泵泵头结构也是如此。

  材料学科的发展对计量泵泵头结构的发展有着重大影响。聚四氟乙烯（PTFE）是拥有非常良好耐腐性的非金属材料，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、压力及常规使用的寿命等各方面的性能。这类材料已在计量泵隔膜泵头结构中得到普遍运用。

  柱塞式计量泵泵头结构发明至争已50多年。作为最古老的泵头结构及形式，由于其结构相对比较简单，对操作条件要求宽松，使柱塞泵头结构依然得到部分用户的偏爱。由于柱塞泵头结构在高温和高压条件下的适用性，使柱塞泵头的应用份额至今仍达25％。对桂塞泵头而言，柱塞和柱塞填料两者缺一不可。柱塞与化学物料非间接接触，所以柱塞材质的化学耐扁性直接影响计量泵的工作寿命。

  柱塞材质通常包括：3l6L不锈钢合金，哈氏合金和陶瓷等等。柱塞填料用于密封，防止化学物泄漏。通常非金属编织材料最常用，根据化学物料性质的不同，会对柱塞填料的材质的编织方法怍调整。同时，根据不同的操作条件和要求，柱塞填料的结构和润滑方式均不同。

  柱塞填料结构包括：矩形结构和v形结构。润滑通常包括物料润滑，油脂润滑、油液润滑等等。柱塞填料调整方式包括：填料压盖调整和弹簧自动调整。柱塞式计量泵的初始运行和调整非常非常重要，直接影响计量泵柱塞填料的工作寿命。

  隔膜式计量泵泵头是20世纪60年代在柱塞式计量泵泵头基础上发展起来的，与柱塞式计量泵泵头的最大区别是在化学物料和柱塞之间增加了一片隔膜，将化学物料和驱动柱塞隔离，实际做到化学物料无泄漏。隔膜式计量泵泵头共分为两类：机械驱动隔膜计量泵泵头和液压驱动隔膜计量泵泵头。

  机械驱动隔膜计量泵的共同特点是：隔膜与机械驱动连杆之间采用机械连接方式直接相连。机械驱动机构在运行过程中带动连杆运动的同时，直接驱动隔膜将化学物料送人主系统。由于隔膜与驱动部分采用机械连接方式，所以隔膜属局部受力。在工作过程中隔膜两侧受力面积不等，导致应力过分集中长时间运行会造成疲劳破坏，引起隔膜破裂，影响设备正常运行。

  机械驱动隔膜计量泵的机械驱动机构端面承载能力较弱从而决定此类型的计量泵泵头性能在系统压力较低的条件下工作大多数都用在市政水处理、废水净化处理工业水处理及村脂再生水处理等。

  液压驱动隔膜计量泵的共同特点是：隔膜与机械驱动柱塞之间不直接相连隔膜位于化学物料与液压油之间机械驱动机构在运行过程中由驱动柱塞推动液压油液压油再推动隔膜将化学物料送八主系统。

  由于在隔膜的两侧分别充满了化学物料和液压油，所以隔膜受力非常均匀，来保证隔膜更眨的常规使用的寿命由于液驱动的特点，所以液压驱动隔膜计量泵的端面承载能力很强，也决定了此类型的计量泵泵能够苛刻的工况条件下工作。主要在用于石化、化工生产的基本工艺、油田油井加注以及原油输送和电厂炉内水处理等等。

  液压隔膜计量泵的发展圆盘式液压隔膜计量泵圆盘式液压隔膜计量泵是在机械隔膜泵头基础上发展起来的。它克服了机械驱动隔膜计量泵泵头中隔膜受力不均，造成应力过分集中的缺点。在圆盘隔膜的两侧分别是过程物料和液压油。保证泵头工作过程中，隔膜两侧的受力面积相等，避免应力过分集中造成隔膜破损。

  但是，隔膜运动过程中会出现运动过量造成无法复位，从而使计量泵无法正常工作。为了尽最大可能避免此类情况的发生，所以，在隔膜两侧增加了隔膜限位护盘。此限位护盘对隔膜起支撑和限位保护作用，防止隔膜运动过量，无法复位。

  由于液压往复泵特定的工作原理和面承载能力，在计量泵出口管路关闭的情况下，只要机械运动部件不停地工作，就能略在计量泵出口产生无限高的压力，直至计量泵自身没办法承受，造成损失破坏。为了尽最大可能避免在超压情况和损坏设备所以在所有液压计量泵泵头均配有内置压力释放阀，及时释放压力，保护设备。

  考虑是液压隔膜计量泵，所以在正常工作情况下，泵头内充满液压油，且泵头内压力与外界系统压力保持一致。通常不同压力条件下气体在液体中的溶解量是不同的，压力越低，气体溶解量越大；压力越高，液体中的气体压缩后会以气泡形式出现，所以，压力越高，气体溶解量越小。在计量泵每个排出冲程中，泵头内液压油受到压缩会出现气泡气泡的出现会影响计量泵的正常工作，降低计量泵的工作精度，所以在计量泵的泵头中出现了排气阀，用于保持计量泵正常工作和保证计量泵工作精度。

  在液压计量泵工作过程中，驱动柱塞推动液压油，再通过液压油推动隔膜进行工作。在工作过程中，液压油会通过驱动柱塞产生微量泄漏，使泵头内液压油量微量减少。同时，液压油经过挤压后会出现气泡，气泡通过排气阀排出后，导致泵头内液压油量再次减少。随着上班时间的推移，泵头内不足。

  由于在隔膜两侧增加了隔膜限位护盘，所有过程物料和液压油一定要通过隔膜限位护盘上的小孔到达隔膜两侧达到平衡。隔膜限位护盘上的小孔减弱了过程物料的通过性，同时增加了物料流动过程中的流阻，使设备的NPSH要求更高。同时，隔膜的安装和更换也较复杂。

  随着石化、化工业的发展，需要慢慢的变多的计量泵投加各种催化剂等化学物料。由于很多过程化学物料是有害的、高危险性物品，所以在防止工作过程中泄漏外，必须在设备意外损坏时能够在短期内提供安全保护．并输出报警信号。双隔膜计量泵就是适应类似要求，在单隔膜基础上发展的结果双隔膜计量泵泵头有三种形式：

  （1）目前最常用的报警形式——双隔膜带压力开关报警。在单隔膜基础上增加一片隔膜，同时在两片隔膜之间增加一套压力测试装置压力测试装置包含一套压力开关（无源干触点），可输出开／关信号。正常工作情况下，两片隔膜之间的压力为常压或负压状态，压力开关保持正常状态。当两片隔膜中任何一片隔膜产生破裂时．系统压力将被传导至压力测试装置，通过压力开关向控制管理系统输出报警信号，提示进行设备检修。

  （2）双隔膜电导检测报警此类双隔膜在单隔膜基础上增加了片隔膜和中间室，中间室中填充了一定与物料电导率值差别很大的中间液。当过程物料侧隔膜破裂时，物料将进人中间室与中间液混合，导致混合液的电导率值出现重大改变。此电导率值通过电导探头和继电器向控制管理系统输出报警信号，提示进行设备检修。

  （3）双隔膜密度检测报警。此报警方式与双隔膜电导检测报警类似，需要中间室和中间液才能完成。

  虽然上述三种双隔膜报警形式已被普遍的使用，并为安全生产提供诸多方便，但是上述三种形式也有不足之处。

  （1）双隔膜带压力开关报警安装简单，无需中间设备。由于两片隔膜之间须保持常压或负压状态，所以维修安装时一定要注意隔膜间密封，井保证隔膜间压力要求，以免误报警。此外，特别对于高压设备，由于高密封要求会导致隔膜破裂后压力检测输出产生一定滞后，无法即时报警。

  （2）双隔膜电导检测报警是检测电导率值变化输出报警。一旦在检修安装过程中，中间液中混入一定量杂质后，有可能是在电导率探头的电极之间产生一虚假电导率值变化，最后导致误报警

  （3）双隔膜密度检测报警是检测密度值变化就地报警，不能向控制管理系统输出报警信号。（来源 网络）