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三螺桿泵概念、工作原理、用途、注意事項(xiàng)
點(diǎn)擊次數(shù)：683 發(fā)布時(shí)間：2014-8-4
三螺桿泵概念
三螺桿泵是依靠泵體與螺桿所形成，當(dāng)主動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)與其嚙合的從動(dòng)螺桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)，吸入腔一端的螺桿嚙合空間容積逐漸增大，壓力降低。液體在壓差作用下進(jìn)入嚙合空間容積。當(dāng)容積增至zui大而形成一個(gè)密封腔時(shí)，液體就在一個(gè)個(gè)密封腔內(nèi)連續(xù)地沿軸向移動(dòng)，直至排出腔一端。這時(shí)排出腔一端的螺桿嚙合空間容積逐漸縮小，而將液體排出。三螺桿泵的工作原理與齒輪泵相似，只是在結(jié)構(gòu)上用螺桿取代了齒輪。表為各種螺桿泵的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。三螺桿泵的流量和壓力脈沖很小，噪聲和振動(dòng)小，有自吸能力，但螺桿加工較困難。泵有單吸式和雙吸式兩種結(jié)構(gòu),但單螺桿泵僅有單吸式。三螺桿泵必須配帶安全閥(單螺桿泵不必配帶），以防止由于某種原因如排出管堵塞使泵的出口壓力超過(guò)容許值而損壞泵或原動(dòng)機(jī)。
結(jié)構(gòu)與工作原理
螺桿泵是利用螺桿的回轉(zhuǎn)來(lái)吸排液體的。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。
三螺桿泵是螺桿式式容積泵。在三螺矸泵中，由于主螺桿與從動(dòng)螺桿上螺旋槽相互嚙合及它們與襯套三孔內(nèi)表面的配合，得以在泵的進(jìn)口與出口之間形成數(shù)級(jí)動(dòng)密封室，這些動(dòng)密封室將不斷把液體由泵進(jìn)口軸向移動(dòng)到泵出 口，并使所輸送液體逐級(jí)升壓。從而形成一個(gè)連續(xù)、平穩(wěn)、軸向移動(dòng)的壓力液體。三螺桿泵所輸送液體為不含固體顆粒，無(wú)腐蝕性油類及類似油的潤(rùn)滑性液體，粘度1.2~100oE(3.0~760cst)，高粘度液體亦可通過(guò)加溫降粘后輸送，其溫度不超過(guò)150oC。
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，其中螺紋圈數(shù)看做液體，當(dāng)螺釘旋轉(zhuǎn)時(shí)螺紋在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就相當(dāng)于液體在螺桿泵里面的情形，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(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(wú)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(zhǎng)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(lái)，螺桿的螺紋段的長(zhǎng)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。
特點(diǎn)
★定子與轉(zhuǎn)子接觸的螺旋封線將收入腔與排出腔*分開，使泵具有閥門的隔斷作用
★可實(shí)現(xiàn)液、氣、固體的多相混輸
★泵內(nèi)流體流動(dòng)時(shí)容積不發(fā)生變化，沒有瑞流攪動(dòng)和脈
★彈性定子形成的容積腔能有效地降低輸送含固體顆粒介質(zhì)時(shí)的磨耗
★輸入介地粘度可達(dá)50000Mpa·s含固量可達(dá)50%
★流量與轉(zhuǎn)速正比，借助調(diào)速器可實(shí)現(xiàn)量的自動(dòng)調(diào)節(jié)
泵可以正反輸送。
螺桿泵具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1．和離心泵相比螺桿泵無(wú)需安裝閥們流量是穩(wěn)定的線性流動(dòng)
2． 和柱塞泵相比螺桿泵具有自吸能力強(qiáng)、吸入高度強(qiáng)
3．和隔膜泵相比螺桿泵可輸送各種混合雜質(zhì)含有氣體及固體顆?；蚶w維的介質(zhì)，也可輸送各種腐蝕性物質(zhì)
4． 和齒輪相比，螺桿泵可輸送高粘度的物質(zhì)
5．和柱塞泵，隔膜泵及齒輪泵不同的是，螺桿泵可用于藥劑填充和計(jì)量
用途
SN三螺桿泵，自吸。
由于部件通用組合系列化有多種結(jié)構(gòu)，可用于臥式，法蘭式和立式安裝。
根據(jù)所輸送介質(zhì)需要還可提供加熱或冷卻結(jié)構(gòu)。
在供熱設(shè)備中用做燃油噴油，燃油供應(yīng)和輸送泵。
在機(jī)械工業(yè)中用做液壓，潤(rùn)滑和遙控馬達(dá)泵。
在化學(xué)石油化工和食品工業(yè)中用做裝載，輸送和供液泵。
在船舶上用做輸送、增壓、燃油噴射和潤(rùn)滑油泵以及船用液壓裝置泵。
特點(diǎn)
三螺桿泵特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)：
（1）壓力和流量范圍寬闊，流量范圍0.2～320m3/hzui高工作壓力可達(dá)5MPa；
（2）運(yùn)送液體的種類和粘度范圍寬廣,粘度范圍1mm2/s-760mm2/s；
?。?）因?yàn)槿輻U泵內(nèi)的回轉(zhuǎn)部件慣性力較低，故可使用很高的轉(zhuǎn)速；
?。?）吸入性能好，具有很強(qiáng)的自吸能力；
?。?）流量均勻連續(xù)，振動(dòng)小，噪音低，幾乎沒有脈動(dòng)；
（6）三螺桿泵結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)，安裝方便有(臥式、立式、法蘭式、插裝式）保養(yǎng)容易；
?。?）三螺桿泵具有很強(qiáng)的耐熱性，一般工作溫度是（1~250°C)超過(guò)此溫度需特制；
?。?）根據(jù)所輸送介質(zhì)需要還可提供加熱或冷卻結(jié)構(gòu)；
?。?）三螺桿泵幾乎沒有磨損，三螺桿泵只要選型正確，使用壽命長(zhǎng)。
?。?0）三螺桿泵的工作效率高。
注意事項(xiàng)
1.三螺桿泵的轉(zhuǎn)速選用
三螺桿泵的流量與轉(zhuǎn)速成線性關(guān)系,相對(duì)于低轉(zhuǎn)速的螺桿泵,高轉(zhuǎn)速的螺桿泵雖然能增加了流量和揚(yáng)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(guò)早失效,而且高轉(zhuǎn)速螺桿泵的定轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度很短,極易磨損,因而縮短了螺桿泵的使用壽命?！?
通過(guò)減速機(jī)或無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)來(lái)降低轉(zhuǎn)速,使勘轉(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(yùn)轉(zhuǎn)的螺桿泵相比,使用壽命能延長(zhǎng)幾倍。
2.螺桿泵的品質(zhì)
現(xiàn)在市場(chǎng)上的螺桿泵的種類較多,相對(duì)而言,進(jìn)口的螺桿泵設(shè)計(jì)合理,材質(zhì)精良,但價(jià)格較高,服務(wù)方面有的不到位,配件價(jià)格高,訂貨周期長(zhǎng),可能影響生產(chǎn)的正常運(yùn)行。
國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的大都仿制進(jìn)口產(chǎn)品,產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊,在選用國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品時(shí),在考慮其性價(jià)比的時(shí)候,選用低轉(zhuǎn)速,長(zhǎng)導(dǎo)程,傳動(dòng)量部件材質(zhì)優(yōu)良,額定壽命長(zhǎng)的產(chǎn)品?！?
3.確保雜物不進(jìn)入泵體
濕污泥中混入的固體雜物會(huì)對(duì)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?yàn)V網(wǎng),阻擋雜物進(jìn)入螺桿泵,對(duì)于格柵應(yīng)及時(shí)清撈以免造成堵塞?！?
4.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(huì)逐漸升高,以至于超過(guò)預(yù)定的壓力值.此時(shí)電機(jī)負(fù)荷急劇增加.傳動(dòng)機(jī)械相關(guān)零件的負(fù)載也會(huì)超出設(shè)計(jì)值,嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生電機(jī)燒毀,傳動(dòng)零件斷裂.為了避免螺桿泵損壞,一般會(huì)在三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(yùn)轉(zhuǎn)。
5.避免斷料
三螺桿泵決不允許在斷料的情形下運(yùn)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(yùn)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(shí),由于螺桿泵其有自吸功能的特性,腔體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生真空,真空裝置會(huì)使螺桿泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
選型問(wèn)題
三螺桿泵選型時(shí)，要盡可能詳盡地了解泵的使用條件，除了運(yùn)行參數(shù)，如流量，壓力需要清楚以外，輸送介質(zhì)的特性如介質(zhì)的腐蝕性，含汽量，含固溶物的比率及固體顆粒的大小，以及介質(zhì)的工作溫度，粘度，比重，對(duì)材料的腐蝕性等和泵裝置的吸入條件，安裝條件均要了解，根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，三螺桿泵選型時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
轉(zhuǎn)速的選擇
1.1 、以輸送介質(zhì)粘度和泵的規(guī)格確定轉(zhuǎn)速范圍：
輸送高粘度介質(zhì)時(shí)，泵應(yīng)選低轉(zhuǎn)速，若粘度較低，相應(yīng)可選擇高轉(zhuǎn)速：
1）介質(zhì)粘度 >20 ° E 時(shí)，對(duì)于大規(guī)格的三螺桿泵（主桿外徑 60mm 以上），轉(zhuǎn)速以 970rpm 或 720rpm 為宜，如果粘度更高（粘度>80 ° E ）如粘膠液，可降低轉(zhuǎn)速使用，* 200-500rpm ；
2）對(duì)于小規(guī)格的三螺桿泵，介質(zhì)粘度>20 ° E 時(shí)，轉(zhuǎn)速以 1450rpm 或 970rpm 為宜，如果粘度更高（粘度>80 ° E ），可降低轉(zhuǎn)速使用，* 300-600rpm ；
1.2 、由于泵的轉(zhuǎn)速越高，在相同性能參數(shù)下，泵的體積就越小，但由于轉(zhuǎn)速高，摩擦功率高，泵的磨損就大，壽命就短，如果輸送介質(zhì)的潤(rùn)滑性比較差或含有微量雜質(zhì)，應(yīng)選擇較低轉(zhuǎn)速，以使泵保持較長(zhǎng)的壽命，*在 1450rpm 以下。
結(jié)構(gòu)的選擇
2.1 、輸送潤(rùn)滑性油類，溫度在 80 ° C 以下選擇內(nèi)置軸承結(jié)構(gòu)的泵；
2.2 、溫度超過(guò) 80 ° C 或輸送介質(zhì)潤(rùn)滑性差時(shí)，選擇外置軸承結(jié)構(gòu)的泵；
2.3 、輸送流動(dòng)性差，粘度較高的介質(zhì)或需要所輸送介質(zhì)進(jìn)行加熱或保溫時(shí)選擇雙層加熱泵體結(jié)構(gòu)的泵；
2.4 、高溫輸送時(shí)，應(yīng)選擇耐高溫的材料所制成的泵，請(qǐng)與我廠。
配套電機(jī)的選配
泵的選型確定后，根據(jù)樣本數(shù)據(jù)可查到三螺桿泵的軸功率 N ，該軸功率再加上一定的功率儲(chǔ)備后，作為選配電機(jī)的依據(jù)，一般電機(jī)功率 Nm 應(yīng)不小于泵軸功率 N 乘以功率儲(chǔ)備系數(shù) K 后所得值，K 值可參照下表取值：
N(KW) | ≤5 | 5×N≤10 | 10<N≤50 | N>50 |
Nm（kw） | ≥1.25×N | ≥1.2×N | ≥1.15×N | ≥1.1×N |
三螺桿泵的流量、壓力在相同轉(zhuǎn)速、粘度時(shí)近似呈直線關(guān)系，壓力越高，流量越小。
相同粘度、壓力下，三螺桿泵的流量與轉(zhuǎn)速近似成正比。
相同轉(zhuǎn)速、粘度下，軸功率與壓力近似成正比。
同一粘度、壓力下，軸功率與轉(zhuǎn)速近似成正比。
粘度增大時(shí)，流量和軸功率均增加，但由于其中關(guān)系較復(fù)雜，必要時(shí)可向?qū)I(yè)人員咨詢。
總之，只要選型得當(dāng)，維護(hù)合理，三螺桿泵就可保證令人滿意的運(yùn)行。
螺桿磨損原因分析
螺桿磨損五點(diǎn)原因:
1、每種塑料，都有一個(gè)理想塑化的加工溫度范圍，應(yīng)該控制料筒加工溫度，使之接近這個(gè)溫度范圍。粒狀塑料從料斗進(jìn)入料筒，首先會(huì)到達(dá)加料段，在加料段必然會(huì)出現(xiàn)干性磨擦，當(dāng)這些塑料受熱不足，熔融不均時(shí)，很易造成料筒內(nèi)壁及螺桿表面磨損增大。同樣，在壓縮段和均化段，如果塑料的熔融狀態(tài)紊亂不均，也會(huì)造成磨損增快。
2、轉(zhuǎn)速應(yīng)調(diào)校得當(dāng)。由于部分塑料加有強(qiáng)化劑，如玻璃纖維、礦物質(zhì)或其他填充料。這些物質(zhì)對(duì)金屬材質(zhì)的磨擦力往往比熔融塑料的大得多。在注塑這些塑料時(shí)，如果用高的轉(zhuǎn)速成，則在提高對(duì)塑料的剪切力的同時(shí)，亦將令強(qiáng)化相應(yīng)地產(chǎn)生更多被撕碎的纖維，被撕碎的纖維含有鋒利末端，令磨損力大為增加。無(wú)機(jī)礦物質(zhì)在金屬表面高速滑行時(shí)，其刮削作用也不小。所以轉(zhuǎn)速不宜調(diào)得太高。
3、螺桿在機(jī)筒內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，物料與二者的摩擦，使螺桿與機(jī)筒的工作表面逐漸磨損：螺桿直徑逐漸縮小，機(jī)筒的內(nèi)孔直徑逐漸加大。這樣，螺桿與機(jī)筒的配合直徑間隙，隨著二者的逐漸磨損而一點(diǎn)點(diǎn)加大?？墒牵捎跈C(jī)筒前面機(jī)頭和分流板的阻力沒有改變，這就增加了被擠塑物料前進(jìn)時(shí)的漏流量，即物料從直徑間隙處向進(jìn)料方向流動(dòng)量增加。結(jié)果使塑膠機(jī)械生產(chǎn)量下降。這種現(xiàn)象又使物料在機(jī)筒內(nèi)停留時(shí)間增加，造成物料分解。如果是聚乙烯，分解產(chǎn)生的氯化氫氣體加強(qiáng)了對(duì)螺桿和機(jī)筒的腐蝕。
4、 物料中如有碳酸鈣和玻璃纖維等填充料，能加快螺桿和機(jī)筒的磨損。
5、 由于物料沒有塑化均勻，或是有金屬異物混入料中，使螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩力突然增加，這種扭矩超出螺桿的強(qiáng)度極限，使螺桿扭斷。這是一種非常規(guī)事故損壞。
用途分類
系列代號(hào) | 主要用途 | 性能范圍 | |
流量 m/h | 壓力 MPa | ||
3G | 輸送3-20E潤(rùn)滑油，溫度≤80℃,Lub oil visc3-20E;temp≤80℃ | 0.6-570 | 2.5 |
3GR | 輸送3-50E重質(zhì)燃油，溫度≤120℃,Heavy feul lil visc3-50E;temp≤120℃ | 0.6-570 | 2.5 |
3GR | 輸送1.2-5E輕質(zhì)燃油，溫度≤120℃,Light feul oil visc1.2-5E;temp≤120℃ | 0.6-570 | 1.6 |
3GW | 輸送高溫加熱燃油，溫度≤150℃,High temp feul heated oil;temp≤150℃ | 0.6-363 | 1.6 |
3GN | 輸送100E高粘度油料，溫度≤80℃,High visc oil 100E;temp≤80℃ | 0.6-636 | 2.5 |
延長(zhǎng)螺桿泵螺桿的使用壽命
減少螺桿泵停井次數(shù) ,對(duì)含砂井在停井前應(yīng)采用清水或不含砂液體置換出泵體和油管內(nèi)井液。防止出現(xiàn)砂埋油管 (氣錨 )、砂卡等現(xiàn)象。
推廣采用變頻控制技術(shù) ,解決抽油光桿的轉(zhuǎn)速和可以減少啟動(dòng)扭矩的測(cè)定問(wèn)題 ,*實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、自動(dòng)、連續(xù) ,緩慢釋放反轉(zhuǎn)扭矩 ,減少在電機(jī)突然啟動(dòng)過(guò)程中扭矩及剪切力的突然升高 ,避免了反轉(zhuǎn) ,降低了抽油桿斷、脫幾率 ,延長(zhǎng)了檢泵周期 ,但目前只是將其做為軟啟動(dòng)裝置使用 ,針對(duì)海上地質(zhì)情況復(fù)雜 ,螺桿泵氣、水、油含量在不同壓差下不同的現(xiàn)實(shí)情況 ,建議在所有安裝變頻器的螺桿泵油井其轉(zhuǎn)速統(tǒng)一上調(diào)至 (工頻 50 Hz、驅(qū)動(dòng)頭 5∶1) 186 r/ min利用變頻器通過(guò)調(diào)節(jié)頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制 ,通過(guò)試驗(yàn)選擇zui大效益點(diǎn) ,大大減少勞動(dòng)強(qiáng)度。