干货收藏!螺杆泵的分类及性能特点详解

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螺杆泵与齿轮泵一样,也属于容积式转子泵。由于布局奇特、有自吸能力、效率高、体积小、事情可靠,且可输送介质的黏度范畴宽,因此被遍及应用于石油开采、原油输送、石油化工、污水处理惩罚等产业部分,需求量连年增长。

螺杆泵的种类繁多,通常有两种分类要领。按螺杆安装的轴向位置分为立式泵和卧式泵;按螺杆和衬套形成的容积腔密封水平,即在理论上把吸入腔和压出腔离隔的完善水平,将螺杆泵分为密封性螺杆泵和非密封性螺杆泵;按螺杆数目分为单螺杆泵和多螺杆泵,多螺杆泵又可分为双螺杆泵、三螺杆泵和五螺杆泵。它们各有优点,在推广应用螺杆泵时必须公道选择。只有充实利用螺杆泵各自的特点,才华更好实现节能、节材并满足某种特殊要求。


01 单螺杆泵的事情原理



目前应用比力遍及的单螺杆泵布局如图1所示,它是依靠螺杆与衬套相互啮合,在吸入腔和排出腔产生容积变革来输送液体的,是一种内啮合密闭式螺杆泵。



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图1 单螺杆泵布局图

1—出料体;2—拉杆;3—衬套;4—螺杆;5—万向节;6—进料体;7—连接轴;8—填料座;9—填料压盖;10—轴承座;11—轴承;12—传动轴;13—轴承压盖;14—联轴器



单螺杆泵的主要事情部件由具有双头螺旋空腔的衬套(定子)和在定子腔内与其啮合的单头偏心螺杆(转子)组成。当输入轴通过万向节驱动转子绕定子中心做行星回转时,由于转子和定子的特殊多少形状,分别形成数个单独的密封容腔。转子的运转将各个密封腔内的介质连续、匀称、容积稳定地从吸入端输送到压出端。
这种泵也是靠一根螺杆的旋转向前推挤液体,但是它的高压、低压腔并不相通。特殊布局的螺杆和具有内螺旋面的专门衬套(弹性质料制成)相配合,螺杆与衬套把液体沿轴向脱离,同时又在径向把液流一分为二,形成一个个密封腔。因此,在每个螺杆衬套副中,螺杆是单螺旋面,而衬套内外貌是双螺旋面,两者的旋向相同,即同为右旋或左旋。
单螺杆泵由于介质是被轴向、匀称推行流动,所以内部流速低,压力稳定,不会产生涡流和搅动;适合输送高黏度、含有固体颗粒或高纤维、要求连续和压力稳定的场合。


02 多螺杆泵的事情原理



双螺杆、三螺杆、五螺杆泵其中一根是主动螺杆,呈右旋凸螺杆,其余为从动螺杆,呈左旋凹螺杆,事情原理如图2所示。当螺杆转动时,吸入腔容积增大,压力低落,液体在泵内外压差的作用下沿吸入管进入吸入腔。随着螺杆转动,密封腔内的液体连续匀称地沿轴向移动到排出腔,由于排出腔一端容积逐渐缩小,将液体排出。



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图2 多螺杆泵原理图

1—螺杆;2—齿条;3—壳体



图2中密封线是齿条与螺杆的打仗线,实际事情中是凹螺杆与凸螺杆形成密封线,这些密封线把齿间容积脱离成一系列密封腔。
多螺杆泵中双螺杆泵和三螺杆泵比力常见,下面简单先容它们的布局特征。
● 双螺杆泵
双螺杆泵是外啮合的螺杆泵,它利用相互啮合、互不打仗的两根螺杆来抽送液体。双螺杆泵有密封式和不密封式两种范例;按介质从一端照旧从两端进入啮合空间,双螺杆泵又分为双吸式和单吸式两种布局。图3所示为不密封双吸式双螺杆泵。其泵体内装有两根左、右为单头螺纹的螺杆,主动螺杆由动力机驱动转动时,靠同步齿轮发动从动螺杆转动。两根螺杆以及螺杆与泵体之间存在着间隙,该间隙靠齿轮和轴承包管。间隙巨细取决于液体黏度、事情压力等因素。由于每根螺杆两端螺纹的旋向相反,螺杆转动时,由螺杆啮合线形成的泵事情腔从位于螺杆两端的吸入室逐渐向位于螺杆中部的压出室移动。



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图3 双螺杆泵布局图

1—主动螺杆;2—填料函;3—从动螺杆;4—泵壳;5,6—齿轮



不密封式螺杆泵,它的高压、低压事情腔没有严密地离隔,其容积效率要比密封式螺杆泵低,尤其在高压下,这种差别更为显著。从经济性思量,不密封螺杆泵不适用于高压范畴,但用采取特殊螺杆型线的要领,可以有效地扩大它对压力的适用范畴。而这种泵的螺杆与衬套不打仗,螺杆与螺杆间也不严密地打仗,适于输送高黏度、非润滑的液体,或含有微小固相杂质的多相介质。因为不密封式泵的磨损水平比密封式螺杆泵小,使用寿命长,这正是不密封式双螺杆泵逐渐受到人们的重视、生产数量和应用范畴日益扩大的主要原因。
密封式双螺杆泵只有两根螺杆,但却满足所有密封条件。它的组成、特性等均与三螺杆泵相近,适用于输送不含杂质的清洁润滑性液体,可用于较高压力的场合。双吸式布局使螺杆上的轴向力得以平衡。该泵的驱动齿轮和支承螺杆的轴承皆位于泵腔之外,属外置轴承式布局,可用于输送润滑性差的介质。若输送非腐化性和润滑性好的介质,则可采取内置轴承式布局,它的轴承和驱动齿轮皆位于泵腔内,这样可淘汰泵的轴封数。


● 三螺杆泵
三螺杆泵布局如图4所示。



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图4 三螺杆泵布局图

1—后盖;2—壳体(衬套);3—主动螺杆;4—从动螺杆;5—前盖;6—止推轴承



它主要是由牢固在泵体中的衬套以及安插在泵缸中的主动螺杆和与其啮合的两根从动螺杆所组成。三根相互啮合的螺杆在泵缸内按每个导程形成为一个密封腔,造成吸口、排口之间的密封。泵事情时,由于两根从动螺杆与主动螺杆左右对称啮合,故作用在主动螺杆上的径向力完全平衡,主动螺杆不蒙受弯曲负荷。


03 螺杆泵的性能特点



(1)螺杆泵定子与转子打仗形成的螺旋密封线将吸入腔与排出腔(压力腔)完全脱离,使泵具有阀门的阻遏作用。
(2)螺杆泵和其他形式的泵相比有更高吸上能力(可达8.5m)
(3)螺杆泵可实现液体、气体、固体的多相混输。
(4)螺杆泵泵内流体流动时容积不产生变革,没有湍流、搅动和脉动。
(5)螺杆泵输送介质黏度可达3×106mPa.S,含固量可达60%。
(6)螺杆泵弹性定子形成的容积能有效地低落输送含固体颗粒介质时的磨耗。
(7)螺杆泵流量和转速成正比,借助调速器可实现流量的自动调治。
(8)螺杆泵恒压控制,防备干转。




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