一種利用螺桿的旋轉(zhuǎn)來吸排液體的泵,它最適于吸排黏稠液體. 1.螺桿泵的基本工作原理 螺桿泵是利用螺桿的回轉(zhuǎn)來吸排液體的。圖1表示三螺桿泵的剖視圖。圖中,中間螺桿為主動螺桿,由原動機(jī)帶動回轉(zhuǎn),兩邊的螺桿為從動螺桿,隨主動螺桿作反向旋轉(zhuǎn)。主、從動螺桿的螺紋均為雙頭螺紋。 由于各螺桿的相互嚙合以及螺桿與襯筒內(nèi)壁的緊密配合,在泵的吸入口和排出口之間,就會被分隔成一個或多個密封空間。隨著螺桿的轉(zhuǎn)動和嚙合,這些密封空間在泵的吸入端不斷形成,將吸入室中的液體封入其中,并自吸入室沿螺桿軸向連續(xù)地推移至排出端,將封閉在各空間中的液體不斷排出,猶如一螺母在螺紋回轉(zhuǎn)時被不斷向前推進(jìn)的情形那樣,這就是螺桿泵的基本工作原理。 螺桿與殼體之間的密封面是一個空間曲面。在這個曲面上存在著諸如ab或de之類的非密封區(qū),并且與螺桿的凹槽部分形成許多三角形的缺口abc、def。這些三角形的缺口構(gòu)成液體的通道,使主動螺桿凹槽A與從動螺桿上的凹槽B、C相連通。而凹槽B、C又沿著自己的螺線繞向背面,并分別和背面的凹槽D、E相連通。由于在槽D、E與槽F(它屬于另一頭螺線)相銜接的密封面上,也存在著類似于正面的三角形缺口a"b"c",所以D、F、E也將相通。這樣,凹槽ABCDEA也就組成一個“∞”形的密封空間(如采用單頭螺紋,則凹槽將順軸向盤饒螺桿,將吸排口貫通,無法形成密封)。不難想象,在這樣的螺桿上,將形成許多個獨立的“∞”形密封空間,每一個密封空間所占有的軸向長度恰好等于累桿的導(dǎo)程t。因此,為了使螺桿能吸、排油口分隔開來,螺桿的螺紋段的長度至少要大于一個導(dǎo)程。 從上述工作原理可以看出,螺桿泵有以下優(yōu)點: 1)壓力和流量范圍寬闊。壓力約在3.4-340千克力/cm2,流量可達(dá)18600cm3/分; 2)運送液體的種類和粘度范圍寬廣; 3)因為泵內(nèi)的回轉(zhuǎn)部件慣性力較低,故可使用很高的轉(zhuǎn)速; 4)吸入性能好,具有自吸能力; 5)流量均勻連續(xù),振動小,噪音低; 6)與其它回轉(zhuǎn)泵相比,對進(jìn)入的氣體和污物不太敏感; 7)結(jié)構(gòu)堅實,安裝保養(yǎng)容易。 螺桿泵的缺點是,螺桿的加工和裝配要求較高;泵的性能對液體的粘度變化比較敏感。 2、三螺桿泵的結(jié)構(gòu) 它主要是由固定在泵體中的襯套(泵缸)以及安插在泵缸中的主動螺桿和與其嚙合的兩根從動螺桿所組成。三根互相嚙合的螺桿,在泵缸內(nèi)按每個導(dǎo)程形成為一個密封腔,造成吸排口之間的密封。 泵工作時,由于兩從動螺桿與主動螺桿左右對稱嚙合,故作用在主動螺桿上的徑向力完全平衡,主動螺桿不承受彎曲負(fù)荷。從動螺桿所受徑向力沿其整個長度都由泵缸襯套來支承,因此,不需要在外端另設(shè)軸承,基本上也不承受彎曲負(fù)荷。在運行中,螺桿外圓表面和泵缸內(nèi)壁之間形成的一層油膜,可防止金屬之間的直接接觸,使螺桿齒面的磨損大大減少。 螺桿泵工作時,兩端分別作用著液體的吸排壓力,因此對螺桿要產(chǎn)生軸向推力。對于壓差小于10千克力/cm2的小型泵,可以采用止推軸承。此外,還通過主動螺桿的中央油孔將高壓油引入各螺桿軸套的底部,從而在螺桿下端產(chǎn)生一個與軸向推力方向相反的平衡推力。 螺桿泵和其它容積泵一樣,當(dāng)泵的排出口完全封閉時,泵內(nèi)的壓力就會上升到使泵損壞或使電動機(jī)過載的危險程度。所以,在泵的吸排口處,就必須設(shè)置安全閥。 螺桿泵的軸封,通常采用機(jī)械軸封,并可根據(jù)工作壓力的高低采取不同的形式。 3螺桿泵的性能 3.1排量 螺桿泵的理論排量可由下式計算: Qt=60Ftnm3/h 式中:F—泵缸的有效截面積,cm2;t—螺桿螺紋的導(dǎo)程,m;n—主動螺桿的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)。 螺桿泵的內(nèi)部泄漏量Qs: Qs=αp/σm 式中:p—泵的工作壓力;σ—所排送的液體的粘度;α—與螺桿直徑和有效長度有關(guān)的系數(shù);m=0.3-0.5。 泵在壓送不同粘度的液體時,其排量會發(fā)生變化。排量和粘度的關(guān)系可由下式表示: Q2=Qt-(Qt-Q1)(σ1/σ2)m 式中:Q1—粘度為σ1時的排量;Q2—粘度為σ2時的排量。 3.2功率 泵的軸功率一般為水功率、摩擦功率和泄漏損失功率這三部分的總和。 水功率Nc是指單位時間內(nèi)泵傳給液體的能量,也稱輸出功率,可用下式計算: Nc=PQ×10-3千瓦 式中:P—泵的排出壓力和吸入壓力之差,帕;Q—泵的實際排量,m3/s。 摩擦功率是指液體粘性阻力產(chǎn)生的摩擦損失,可由下式表示: Nf=Kn1.5D2σm千瓦 式中:n—轉(zhuǎn)速;D—主動螺桿的外徑;—粘度;K—與螺桿長度有關(guān)的系數(shù);m=0.3-0.5。 由上可見,當(dāng)泵運送的液體粘度不同時,泵的軸功率也將不同。 泄漏損失是指液體從高壓處漏回低壓處所造成的功率損失。 所以,當(dāng)計算泵的軸功率時,如采用理論排量,則泵的軸功率由下式表示: N=NfPQt10-3千瓦 4螺桿泵的管理 4.1起動 螺桿泵應(yīng)在吸排停止閥全開的情況下起動,以防過載或吸空。 螺桿泵雖然具有干吸能力,但是必須防止干轉(zhuǎn),以免擦傷工作表面。 假如泵需要在油溫很低或粘度很高的情況下起動,應(yīng)在吸排閥和旁通閥全開的情況下起動,讓泵起動時的負(fù)荷最低,直到原動機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時,再將旁通閥逐漸關(guān)閉。 當(dāng)旁通閥開啟時,液體是在有節(jié)流的情況下在泵中不斷循環(huán)流動的,而循環(huán)的油量越多,循環(huán)的時間越長,液體的發(fā)熱也就越嚴(yán)重,甚至使泵因高溫變形而損壞,必須引起注意。 4.2運轉(zhuǎn) 螺桿泵必須按既定的方向運轉(zhuǎn),以產(chǎn)生一定的吸排。 泵工作時,應(yīng)注意檢查壓力、溫度和機(jī)械軸封的工作。對軸封應(yīng)該允許有微量的泄漏,如泄漏量不超過20-30秒/滴,則認(rèn)為正常。假如泵在工作時產(chǎn)生噪音,這往往是因油溫太低,油液粘度太高,油液中進(jìn)入空氣,聯(lián)軸節(jié)失中或泵過度磨損等原因引起。 4.3停車 泵停車時,應(yīng)先關(guān)閉排出停止閥,并待泵完全停轉(zhuǎn)后關(guān)閉吸入停止閥。 4.4螺桿泵因工作螺桿長度較大,剛性較差,容易引起彎曲,造成工作失常。對軸系的連接必須很好對中;對中工作最好是在安裝定位后進(jìn)行,以免管路牽連造成變形;連接管路時應(yīng)獨立固定,盡可能減少對泵的牽連等。此外,備用螺桿,在保存時最好采用懸吊固定的方法,避免因放置不平而造成的變形公元前三世紀(jì),阿基米德發(fā)明的螺旋桿,可以平穩(wěn)連續(xù)地將水提至幾米高處,其原理仍為現(xiàn)代螺桿泵所利用。 一、螺桿泵的轉(zhuǎn)速選用 螺桿泵的流量與轉(zhuǎn)速成線性關(guān)系,相對于低轉(zhuǎn)速的螺桿泵,高轉(zhuǎn)速的螺桿泵雖能增加了流量和揚程,但功率明顯增大,高轉(zhuǎn)速加速了轉(zhuǎn)子與定子間的磨耗,必定使螺桿泵過早失效,而且高轉(zhuǎn)速螺桿泵的定轉(zhuǎn)子長度很短,極易磨損,因而縮短了螺桿泵的使用壽命。 通過減速機(jī)構(gòu)或無級調(diào)速機(jī)構(gòu)來降低轉(zhuǎn)速,使其轉(zhuǎn)速保持在每分三百轉(zhuǎn)以下較為合理的范圍內(nèi),與高速運轉(zhuǎn)的螺桿泵相比,使用壽命能延長幾倍。 二、螺桿泵的品質(zhì) 我公司生產(chǎn)的螺桿泵的種類較多,螺桿泵設(shè)計合理,材質(zhì)精良。 三、確保雜物不進(jìn)入泵體 濕污泥中混入的固體雜物會對螺桿泵的橡膠材質(zhì)定子造成損壞,所以確保雜物不進(jìn)入泵的腔體是很重要的,很多污水廠在泵前加裝了粉碎機(jī),也有的安裝格柵裝置或濾網(wǎng),阻擋雜物進(jìn)入螺桿泵,對于格柵應(yīng)及時清撈以免造成堵塞。 四、避免斷料 螺桿泵決不允許在斷料的情形下運轉(zhuǎn),一經(jīng)發(fā)生,橡膠定子由于干磨擦,瞬間產(chǎn)生高溫而燒壞,所以,粉碎機(jī)完好,格柵暢通是螺桿泵正常運轉(zhuǎn)的必要條件之一,為此,有些螺桿泵還在泵身上安裝了斷料停機(jī)裝置,當(dāng)發(fā)生斷料時,由于螺桿泵其有自吸功能的特性,腔體內(nèi)會產(chǎn)生真空,真空裝置會使螺桿泵停止運轉(zhuǎn)。 五、保持恒定的出口壓力 螺桿泵是一種容積式回轉(zhuǎn)泵,當(dāng)出口端受阻以后,壓力會逐漸升高,以至于超過預(yù)定的壓力值。此時電機(jī)負(fù)荷急劇增加。傳動機(jī)械相關(guān)零件的負(fù)載也會超出設(shè)計值,嚴(yán)重時會發(fā)生電機(jī)燒毀、傳動零件斷裂。為了避免螺桿泵損壞,一般會在螺桿泵出口處安裝旁通溢流閥,用以穩(wěn)定出口壓力,保持泵的正常運轉(zhuǎn)。 |