三螺桿泵的工作原理

    另外，選三螺桿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(zhǔn)確的數(shù)據(jù)可向?qū)�業(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(guān)系，壓力越高，流量越小。
    相同粘度、壓力下，三螺桿泵泵的流量與轉(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(guān)系較復(fù)雜，必要時可向?qū)�業(yè)人員咨詢。
    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行
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 1 表示三螺桿 泵的剖視圖。圖中，中間螺桿為主動螺桿，由原動機帶動回轉(zhuǎn)， 兩邊的螺桿為從動螺桿，隨主動螺桿作反向旋轉(zhuǎn)。主、從動螺 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，猶如一在螺紋回轉(zhuǎn)時被不斷 向前推進(jìn)的情形那樣，這就是螺桿泵的基本工作原理。
    螺桿與殼體之間的密封面是一個空間曲面。 在這個曲面上存在著諸如 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，使主動螺桿凹槽 A 與從動螺桿上的 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 “∞” 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，將形成許多個獨立的 “∞” 形密封空間，每一個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導(dǎo)程。
    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 /cm 2 ，流量可達(dá) 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(jìn)入的氣體和污物不太敏感；
    7) 結(jié)構(gòu)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。
    2 三螺桿泵的結(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。
    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(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，因此，不需要在外端另設(shè) 基本上也不承受彎曲負(fù)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(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。 0 Y  p7 U) K6 m) w
    螺桿泵的軸封，通常采用 機械 軸封，并可根據(jù)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，其排量會發(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 時的排量； Q2— 粘度為 σ2 時的排量。
    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 是指單位時間內(nèi)泵傳給液體的能量，也稱輸出 功率，可用下式計算：
    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 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)泵運送的液體粘度不同時，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)計算泵的軸功率時，如采用理論排量，則泵的軸功率由下式表示：
    N=NfPQt10-3 千瓦
    4 螺桿泵的管理
    4.1 起動
    螺桿泵應(yīng)在吸排停止閥全開的情況下起動，以防過載或吸空。
    螺桿泵雖然具有干吸能力，但是必須防止干轉(zhuǎn)，以免擦傷工作表面。
    假如泵需要在油溫很低或粘度很高的情況下起動，應(yīng)在吸排閥和旁通閥全開的情況下起動，讓泵起動時的負(fù)荷最低，直到原動機達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時，再將旁通閥逐漸關(guān)閉。
    當(dāng)旁通閥開啟時，液體是在有節(jié)流的情況下在泵中不斷流動的，而循環(huán)的油量越多，循環(huán)的時間越長，液體的發(fā)熱也就越嚴(yán)重，甚至使泵因高溫變形而損壞，必須引起注意。
    4.2 運轉(zhuǎn)螺桿泵必須按既定的方向運轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生一定的吸排。
    泵工作時，應(yīng)注意檢查壓力、溫度和機械軸封的工作。對軸封應(yīng)該允許有微量的泄漏，如泄漏量不超過 20-30 秒 / 滴，則認(rèn)為正常。假如泵在工作時產(chǎn)生噪音，這往往是因油溫太低，油液粘度太高，油液中進(jìn)入空氣，聯(lián)軸節(jié)失中或泵過度磨損等原因引起。
    4.3 停車
    泵停車時，應(yīng)先關(guān)閉排出停止閥，并待泵完全停轉(zhuǎn)后關(guān)閉吸入停止閥。
    4.4 螺桿泵因工作螺桿長度較大，剛性較差，容易引起彎曲，造成工作失常。對軸系的連接必須很好對中；對中工作最好是在安裝定位后進(jìn)行，以免管路牽連造成變形；連接管路時應(yīng)獨立固定，盡可能減少對泵的牽連等。此外，備用螺桿，在保存時最好采用懸吊固定的方法，避免因放置不平而造成的變形。

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