螺桿泵的家族雖然稱不上龐大,但是按照螺桿的標(biāo)準(zhǔn),它也可以分為不同的類型。本文著重介紹最為常用的單螺桿泵、雙螺桿泵以及三螺桿泵。
1、 單螺桿泵:
單螺桿泵是一種新型的內(nèi)嚙合回轉(zhuǎn)式容積泵。主要工作部件是偏心螺桿(轉(zhuǎn)子)和固定的襯套(定子)。
與其他泵相比,單螺桿泵有著自己獨(dú)特的優(yōu)勢:
和離心泵相比,單螺桿泵不需要裝閥門,而流量是穩(wěn)定的線性流動。
和柱塞泵相比,單螺桿泵具有更好的自吸能力。
和隔膜泵相比,單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)。
和齒輪泵相比,單螺桿泵可輸送高粘度的物質(zhì)。
與柱塞泵、隔膜泵及齒輪泵不同的是,單螺桿泵可用于藥劑填充和計(jì)量。
2.雙螺桿泵:
單從結(jié)構(gòu)上而言,雙螺桿泵是外嚙合的螺桿泵。它利用相互嚙合,互不接觸的兩根螺桿來抽送液體。在結(jié)構(gòu)型式上雙螺桿泵也很齊全,有臥式、立式、帶加熱套等各種類型,可以輸送有顆粒的低粘度或高粘度介質(zhì),根據(jù)顆粒大小調(diào)節(jié)螺桿間距,選用正確的材質(zhì),甚至可以輸送許多腐蝕性介質(zhì)。
雙螺桿泵作為一種容積式泵,泵內(nèi)吸入室應(yīng)與排出室嚴(yán)密地隔開。這就要求泵體與螺桿外圓表面及螺桿與螺桿間隙應(yīng)盡可能小些。同時螺桿與泵體、螺桿與螺桿間又相互形成密封腔,保證密閉,否則就可能有液體從間隙中倒流回去。
雙螺桿泵獨(dú)特的結(jié)構(gòu)使它可以實(shí)現(xiàn)無攪拌、無脈動、平穩(wěn)的輸送各種介質(zhì);由于泵體結(jié)構(gòu)保證泵的工作元件內(nèi)始終存有泵送液體作為密封液體,因此雙螺桿泵有很強(qiáng)的自吸能力,且能汽液混輸。雙螺桿泵的特殊設(shè)計(jì)還保證了泵有高的吸入性能即很小的NPSHr值。
雙螺桿泵又可分為內(nèi)置軸承和外置軸承兩種形式。在內(nèi)置軸承的結(jié)構(gòu)型式中軸承由輸送物進(jìn)行潤滑。外置軸承結(jié)構(gòu)的雙螺桿泵則是工作腔同軸承分開。這種泵的結(jié)構(gòu)和螺桿間存在側(cè)間隙,獨(dú)立潤滑的外置軸承允許其輸送各種非潤滑性介質(zhì)。此外,調(diào)整同步齒輪使得螺桿不接觸,同時將輸出扭矩的一半傳給從動螺桿。如所有螺桿泵一樣,外置軸承式雙螺桿泵也有自吸能力,而且多數(shù)泵輸送元件本身都是雙吸對稱布置,可消除軸向力,也有很大的吸高。
外置軸承的雙螺桿泵結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)大大拓寬了雙螺桿泵的使用范圍,即:除了輸送潤滑性良好的介質(zhì)外,還可輸送大量的非潤滑性介質(zhì),各種粘度(最高粘度可達(dá)3*106mm/s)的介質(zhì)以及具有腐蝕性(酸、堿等性質(zhì)),磨蝕性的液體;另外雙螺桿泵由于其恒定間隙的存在以及型線上的特點(diǎn),其屬于非密封型容積泵,因此除了輸送純液體外,還可輸送氣體和液體的混合物,即汽液混輸,這也是雙螺桿泵非常獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)之一;雙螺桿泵還可干轉(zhuǎn):由于運(yùn)動部件在工作時互不接觸,因此短時的干轉(zhuǎn)不會破壞泵元件,這種特點(diǎn)給自動控制的流程提供了極大的方便,但干運(yùn)轉(zhuǎn)時間受多種因素限制,一般很短。另外雙螺桿泵在輸送過程中無剪切,無乳化作用,因此不會破壞分子鏈結(jié)構(gòu)和工況流程中所形成的特定的流體性質(zhì),并且由于傳動依靠同步齒輪,泵運(yùn)轉(zhuǎn)噪音低,振動小,工作平穩(wěn)。
外置軸承式雙螺桿泵的種種特性使它在油田化工和船舶工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。它還可根據(jù)各種使用情況分別采用普通鑄鐵、不銹鋼等不同材料制造;輸送溫度可達(dá)250℃;而且具有不同方式的加熱結(jié)構(gòu),理論流量可達(dá)2000立方米/小時。
3. 三螺桿泵:
三螺桿泵是轉(zhuǎn)子式容積泵,它是利用螺桿嚙合原理,依靠旋轉(zhuǎn)的螺桿在泵套內(nèi)相互嚙合。
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。
三螺桿泵把被輸送的介質(zhì)封閉在嚙合腔內(nèi),沿螺桿軸向連續(xù)勻速地推至排出口,為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的壓力。工作時,兩端分別作用液體的吸排壓力,對螺桿產(chǎn)生軸向推力。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,從而在螺桿下端會產(chǎn)生一個與軸向推力方向相反的平衡推力。所以,對于壓差小于10千克力/cm2的小型泵,可以采用止推軸承。
由于兩從動螺桿與主動螺桿左右對稱嚙合,三螺桿泵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,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。
三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。軸封通常采用機(jī)械軸封,并可根據(jù)工作壓力高低采取不同的形式。
三螺桿泵顯著的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、壓力脈動小、流量穩(wěn)定、工作平穩(wěn)可靠、允許高轉(zhuǎn)速、噪音低、效率高、壽命長,有自吸能力。根據(jù)所輸送介質(zhì)需要,螺桿泵裝置可提供加熱或冷卻結(jié)構(gòu)。它適用于輸送各種無腐蝕性油類及類似油和潤滑性液體。輸送液體的粘度范圍一般為3.0~760mm2/s(1.2~100°E),高粘度介質(zhì)可通過加溫降粘后輸送,其溫度一般不超過150℃。其流量范圍一般為0.2~250m3/h,最高工作壓力可達(dá)4MPa。
目前,三螺桿泵廣泛應(yīng)用于石油、化纖、冶金、機(jī)械、電力、機(jī)床、船舶、玻璃、公路等各行各業(yè)。三螺桿泵適用于輸送燃料油、潤滑油、液壓油、原油、瀝青及其他類似油的潤滑性液體。三螺桿泵在工業(yè)領(lǐng)域中作潤滑泵,在液壓系統(tǒng)中作液壓泵,在燃油系統(tǒng)中作輸送及增壓泵;在輸油系統(tǒng)中作輸送及加油泵。
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