螺桿泵基本原理和特點(diǎn)

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螺桿泵基本原理和特點(diǎn)

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螺桿泵是一種單螺桿式輸運(yùn)泵,它的主要工作部件是偏心螺旋體的螺桿（稱轉(zhuǎn)子）和內(nèi)表面呈雙線螺旋面的螺桿襯套（稱定子）。其工作原理是當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)泵軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),螺桿一方面繞本身的軸線旋轉(zhuǎn),另一方面它又沿襯套內(nèi)表面滾動(dòng),于是形成泵的密封腔室。螺桿每轉(zhuǎn)一周,密封腔內(nèi)的液體向前推進(jìn)一個(gè)螺距,隨著螺桿的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),液體螺旋形方式從一個(gè)密封腔壓向另一個(gè)密封腔,最后擠出泵體。螺桿泵是一種新型的輸送液體的機(jī)械,具有結(jié)構(gòu)簡單、工作安全**、使用維修方便、出液連續(xù)均勻、壓力穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。 一種利用螺桿的旋轉(zhuǎn)來吸排液體的泵，它較適于吸排黏稠液體. 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。圖中表示三螺桿泵的剖視圖。圖中，中間螺桿為主動(dòng)螺桿，由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)回轉(zhuǎn)，兩邊的螺桿為從動(dòng)螺桿，隨主動(dòng)螺桿作反向旋轉(zhuǎn)。主、從動(dòng)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(huì)被分隔成一個(gè)或多個(gè)密封空間。隨著螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)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。 螺桿泵的工作原理是：螺桿泵工作時(shí)，液體被吸入后就進(jìn)入螺紋與泵殼所圍的密封空間，當(dāng)主動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺桿泵密封容積在螺牙的擠壓下提高螺桿泵壓力，并沿軸向移動(dòng)。由于螺桿是等速旋轉(zhuǎn)，所以液體出流流量也是均勻的。 螺桿泵特點(diǎn)為：螺桿泵損失小，經(jīng)濟(jì)性能好。壓力高而均勻，流量均勻，轉(zhuǎn)速高，能與原動(dòng)機(jī)直聯(lián)。 螺桿泵可以輸送潤滑油，輸送燃油，輸送各種油類及高分子聚合物，用于輸送黏稠液體。 輸送高粘度介質(zhì)： 根據(jù)泵的大小不同可以輸送粘度從37000-200000厘泊的介質(zhì)。  含有顆?；蚶w維的介質(zhì)：顆粒直徑可以這30mm（不**過轉(zhuǎn)子偏心距）。纖維長可以350mm（相當(dāng)0.4位轉(zhuǎn)子的螺距）。其含量一般可達(dá)介質(zhì)窖的40%，若介質(zhì)中的固體物為細(xì)微之粉沫狀時(shí)，較高含量可達(dá) 60%或較高也能輸送。  要求輸送壓力穩(wěn)定，介質(zhì)固有結(jié)構(gòu)不愛破壞時(shí)，選用單螺桿泵輸送較為理想。 泵體劇烈振動(dòng)或產(chǎn)生噪音：  產(chǎn)生原因：水泵安裝不牢或水泵安裝過高；電機(jī)滾珠軸承損壞；水泵主軸彎曲或與電機(jī)主軸不同心、不平行等。  處理方法：裝穩(wěn)水泵或降低水泵的安裝高度；更換電機(jī)滾珠軸承；矯正彎曲的水泵主軸或調(diào)整好水泵與電機(jī)的相對(duì)位置。  傳動(dòng)軸或電機(jī)軸承過熱：  產(chǎn)生原因：缺少潤滑油或軸承破裂等。  處理方法：加注潤滑油或更換軸承。  螺桿泵不出水產(chǎn)生原因：泵體和吸水管沒灌滿引水；動(dòng)水位**水泵濾水管；吸水管破裂等。  螺桿與殼體之間的密封面是一個(gè)空間曲面。 在這個(gè)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(dòng)螺桿凹槽A與從動(dòng)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(gè)“∞” 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(gè)獨(dú)立的“∞”形密封空間，每一個(gè)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(gè)導(dǎo)程。 從上述工作原理可以看出，螺桿泵有以下優(yōu)點(diǎn)： 1)壓力和流量范圍寬闊。壓力約在3.4-340千克力/cm 2，流量可達(dá)18600cm3/分； 2)運(yùn)送液體的種類和粘度范圍寬廣； 3)因?yàn)楸脙?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(dòng)小，噪音低； 6)與其它回轉(zhuǎn)泵相比，對(duì)進(jìn)入的氣體和污物不太敏感； 7)結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)，安裝保養(yǎng)容易。 螺桿泵的缺點(diǎn)是，螺桿的加工和裝配要求較高；泵的性能 對(duì)液體的粘度變化比較敏感。 2 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(dòng)螺桿和與其嚙合的兩根從動(dòng)螺桿所組成。三根互相 嚙合的螺桿，在泵缸內(nèi)按每個(gè)導(dǎo)程形成為一個(gè)密封腔，造成 吸排口之間的密封。 泵工作時(shí)，由于兩從動(dòng)螺桿與主動(dòng)螺桿左右對(duì)稱嚙合， 故作用在主動(dòng)螺桿上的徑向力*平衡，主動(dòng)螺桿不承受彎 曲負(fù)荷。從動(dòng)螺桿所受徑向力沿其整個(gè)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(yùn)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(shí)，兩端分別作用著液體的吸排壓力，因此對(duì)螺桿要產(chǎn)生軸向推力。對(duì)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(dòng)螺桿的*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(gè)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*封閉時(shí)，泵內(nèi)的壓力就會(huì)上升到使泵損壞或使電動(dòng)機(jī)過載的危險(xiǎn)程度。所以，在泵的吸排口處，就**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(jì)算： Qt=60Ftn m3/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(dòng)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(shí)，其排量會(huì)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(shí)的排量；Q2—粘度為σ2時(shí)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(shí)間內(nèi)泵傳給液體的能量，也稱輸出 功率，可用下式計(jì)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(shí) 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=Kn1.5D2 σm 千瓦 式中：n—轉(zhuǎn)速；D—主動(dòng)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(yùn)送的液體粘度不同時(shí)，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(jì)算泵的軸功率時(shí)，如采用理論排量，則泵的軸功率由下式表示： N=NfPQt10-3 千瓦


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