螺桿泵的工作原理和結構、使用操作、故障原因分析與排除方法

一、工作原理和結構

螺桿泵屬於容積式的轉子泵。運轉時,螺桿一邊旋轉一邊齧合,液體便被一個或幾個螺桿上的螺旋槽帶動,沿軸向排出。

螺桿泵由殼體、螺桿(一螺桿或多螺桿)、密封、軸承等組成。

螺桿泵的主要優點是結構緊湊、流量及壓力基本無脈動、運轉平衡、壽命長、效率高,適用的液體種類和粘度範圍廣;缺點是製造加工精度要求高,工作特性對粘度變化比較敏感。

二、分類

螺桿泵可分為單螺桿泵、雙螺桿泵三螺桿泵

1.單螺桿泵

單螺桿泵是指單頭陽螺旋轉子在特殊的雙頭陰螺旋定子內偏心地轉動(定子是柔性的),並能沿泵中心線來回擺動,與定子始終保持齧合,容積變化輸送液體的一種泵(圖2-10)。

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圖2-10單螺桿泵

單螺桿泵的特點如下:

(1)可輸送含固定顆粒的液體;

(2)幾乎可用於任何粘度的流體,尤其適用於高粘性和非牛頓液體;

(3)工作溫度受定子材料限制;

(4)流量可達150m³/h,壓力可達20MPa;

(5)用於糖蜜、果肉、澱粉糊、巧克力漿、油漆、柏油、石蠟、潤滑脂、鑽井液、粘土、陶土等。

2.雙螺桿泵

雙螺桿泵有兩根同樣大小的螺桿軸∶一根為主動軸,一根為從動軸,通過齒輪傳動達到同步旋轉,如圖2-11和圖2-12所示。

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圖2-11 內裝式雙螺桿泵

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圖2-12 外裝式雙螺桿泵

雙螺桿泵的特點如下∶

(1)螺桿與泵體以及螺桿之間保持0.05~0.15mm間隙,磨損小、壽命長;

(2)填料箱只受吸入壓力作用,洩漏量少;

(3)與三螺桿比對雜質不敏感;

(4)壓力一般約為1.4MPa,對於粘性液體最大為7MPa,粘度不高的液體可達3MPa;流量一般為6~600m³/h,最大為1600m³/h;液體粘度不得大於1500mm²/s;

(5)用於潤滑油、潤滑脂、原油、柏油、燃料油及其他高粘性油。

3.三螺桿泵

三螺桿泵是由一根主動螺桿和兩根與之相齧合的從動螺桿組成的,如圖2-13和圖2-14所示。

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圖2-13 三螺桿泵

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圖2-14 雙吸式三螺桿泵

三螺桿泵的特點如下∶

(1)主動螺桿直接驅動從動螺桿,無需齒輪傳動,結構簡單;

(2)泵體本身即作為螺桿的軸承,無需再安裝徑向軸承;

(3)螺桿不承受彎曲載荷,可以製得很長,因此可獲得高壓力;

(4)不宜輸送含600μum 以上固體雜質的液體;

(5)可高速運轉,是一種體積小,大流量的泵,容積效率高;

(6)填料箱僅與吸入壓力相通,洩漏量少;

(7)壓力可達70MPa,流量可達2000m³/h,適用粘度為5~250mm²/s的介質;

(8)適用於輸送潤滑油、重油、輕油及原油等;也可用於甘油及粘膠等高粘性藥液的輸送加壓。

三、性能參數

1.流量(Q)

螺桿泵的流量是指泵輸出的最大流量,即樣本和銘牌上標記的泵流量,也稱額定流量。計算公式(近似計算公式)為∶

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2.出口壓力(p)

螺標杆泵的出口壓力是指泵允許的最大出口壓力,以此決定泵體強度、原動機軸功率。

3.軸功率和效率

(1)軸功率的計算公式為∶

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(2)效率(n)∶一般可從製造樣本中查閱。螺桿泵的效率為0.55~0.8;容積效率一般為0.7~0.95。

四、性能曲線

螺桿泵的性能曲線(圖2-15)包括∶

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(1)出口壓力(p)-實際流量曲線(p-Q);

(2)出口壓力(p)-軸功率曲線((p-N)。

五、螺桿泵使用操作

(1)啟動泵之前必須將泵的吸入閥門和排出口閥門打開;

(2)泵內必須有所輸送的液體,不能無液起動;

(3)啟動泵之前應藉助工具轉動泵軸幾次,避免損壞泵的定子;

(4)正式啟泵前點試啟動,檢查泵的旋轉方向是否正確;

(5)啟動後運轉幾分鐘應調解填料密封洩漏量,洩漏量5~10滴/min為宜,保持填料函不過熱為好。

六、常見故障原因分析與排除方法

螺桿泵的常見故障的原因與排除方法見表2-5。

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