三螺桿泵的工作原理

2009-10-13 鬼馬 真空技術論壇

  盡管三螺桿泵有諸多優(yōu)勢,但若選型不當,則不僅得不到滿意的運行效果,而且會導致泵的噪音和振動,甚至嚴重損壞泵的內(nèi)部零件,使泵系統(tǒng)不能正常工作,因此,選型人員應多方慎重考慮,合理選型,必要時應向我廠技術部門咨詢。三螺桿泵選型時,要盡可能詳盡地了解泵的使用條件,除了運行參數(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,三螺桿泵選型時應注意以下幾點:

1、泵轉(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,泵應選低轉(zhuǎn)速,若粘度較低,相應可選擇高轉(zhuǎn)速:

  介質(zhì)粘度〉20°E時,對于大規(guī)格的泵(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,推薦200-500rpm;

  對于小規(guī)格的泵,介質(zhì)粘度〉20°E時,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,推薦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)的潤滑性比較差或含有微量雜質(zhì),應選擇較低轉(zhuǎn)速,以使泵保持較長的壽命,推薦在1450rpm以下。

2、結(jié)構的選擇可根據(jù)泵的安裝和使用條件參考三螺桿泵的系列和型式來進行,原則上:

  2.1、輸送潤滑性油類,溫度在80°C以下選擇內(nèi)置結(jié)構的泵;

  2.2、溫度超過80°C或輸送介質(zhì)潤滑性差時,選擇外置軸承結(jié)構的泵;

  2.3、輸送流動性差,粘度較高的介質(zhì)或需要所輸送介質(zhì)進行加熱或保溫時選擇雙層加熱泵體結(jié)構的泵;

  2.4、高溫輸送時,應選擇耐高溫的材料所制成的泵。

3、泵材料組合的選擇:

  詳見材料組合。

4、關于泵的吸入能力可查閱我廠樣本提供的NPSHr或[HS]值。

5、配套的選配

  泵的選型確定后,根據(jù)樣本數(shù)據(jù)可查到泵的軸功率N,該軸功率再加上一定的功率儲備后,作為選配電機的依據(jù),一般電機功率Nm應不小于泵軸功率N乘以功率儲備系數(shù)K后所得值,K值可參照下表取值:

 

N(KW)  N<5  5<N<10  10<N<50 N>50
K 1.25 1.2 1.15 1.1

 

  另外,選泵時還常由于樣本提供的泵性能參數(shù)均以表格形式或特定粘度、轉(zhuǎn)速下性能曲線的形式給出,所需泵的性能值有時不能直接讀出,這時可遵循以下原則作粗略估算,若需比較準確的數(shù)據(jù)可向?qū)I(yè)人員咨詢。

  三螺桿泵的流量、壓力在相同轉(zhuǎn)速、粘度時近似呈直線關系,壓力越高,流量越小。

  相同粘度、壓力下,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,流量和軸功率均增加,但由于其中關系較復雜,必要時可向?qū)I(yè)人員咨詢。

  只要選型得當,維護合理,三螺桿泵就可保證令人滿意的運行。

一 、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。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)時被不斷向前推進的情形那樣,這就是螺桿泵的基本工作原理。

  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,對進入的氣體和污物不太敏感;

  7)結(jié)構堅實,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。

二、三螺桿泵的結(jié)構

  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,不需要在外端另設軸承,基本上也不承受彎曲負荷。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過載的危險程度。所以,在泵的吸排口處,就必須設置安全閥。

  螺桿泵的軸封,通常采用機械軸封,并可根據(jù)工作壓力的高低采取不同的形式。