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单螺杆泵

发表时间:2020-02-18 10:42作者:壹壹玖消防产业服务中心

单螺杆泵(helical rotor pump;single-screw pump;mono pump)属于转子式容积泵,它是依靠螺杆与衬套相互啮合在吸入腔和排出腔产生容积变化来输送液体的。它是一种内啮合的密闭式螺杆泵,主要工作部件由具有双头螺旋空腔的衬套定子)和在定子腔内与其啮合的单头螺旋螺杆转子)组成。当输入轴通过万向节驱动转子绕定子中心作行星回转时,定子 — 转子副就连续地啮合形成密封腔,这些密封腔容积不变地作匀速轴向运动,把输送介质从吸入端经定子 — 转子副输送至压出端,吸入密闭腔内的介质流过定子而不被搅动和破坏。单螺杆泵分类:整体不锈钢单螺杆泵,轴不锈钢单螺杆泵。



概述


单螺杆泵在发达国家已广泛使用,德国称“偏心转子泵”。由于其优良的性能,在国内的应用范围也在迅速扩大。它的最大特点是对介质的适应性强、流量平稳、压力脉动小、自吸能力高,这是其它任何泵种所不能替代的。

工作原理


螺杆具有单头螺纹,其任意截面皆为半径为R的圆,截面的中心位于螺旋线上且与螺杆的轴心线偏离一个偏心距e,绕轴旋转且沿轴向移动而形成的
头数比Lobes:螺杆的定子的头数T1比转子的头数T2多一个,即T1=T2+1。他们的比值成为头数比。螺杆泵可以分为单头(1:2)和多头(2:3,3:4)等。
头数比越多,螺杆泵的输出扭矩越大,转速越低。反之,输出的扭矩越小,转速越高。
衬套内表面具有双螺纹,其任意截面为一长圆,两端是半径为R(等于螺杆截面半径)的半圆,中间是长为4e的直线段。衬套的任意截面都是相同的长圆,只是彼此互相错开一个角度。
螺杆装入衬套后,螺杆表面与衬套内螺纹表面之间形成一个个封闭的腔室,同时任意截面也被分成上下两个月牙形工作室(如图1-3所示)。当螺杆旋转时,靠近吸入室的第一个工作室的容积逐渐增大,形成负压,在压差的作用下液体被吸入工作室。随着螺杆的继续转动,工作腔容积不断增至最大后,这个工作室封闭,并将液体沿轴向推向压出室。与此同时上下两个工作室交替循环地吸入和排出液体,因此液体被连续不断地从吸入室沿轴向推向压出室。

使用范围

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使用范围极广,主要应用于:环境保护、船舶工业、石油工业、医药、日化、酿造业、建筑工业、采矿工业、化学工业、印刷、造纸工业。

适用范围


输送高粘度介质:根据泵的大小不同可以输送粘度从0-200000厘泊的介质。

级数选择


磨损性
一级
二级
0.6MPa
1.2MPa
一般
0.4MPa
0.8MPa
严重
0.2MPa
0.4MPa
含有颗粒或纤维的介质:颗粒直径可以30mm(不超过转子偏心距)。纤维长可以350mm(相当0.4位转子的螺距)。其含量一般可达介质窖的40%,若介质中的固体物为细微之粉沫状时,最高含量可达60%或更高也能输送。要求输送压力稳定,介质固有结构不受破坏时,选用单螺杆泵输送最为理想。

产品特点


单螺杆泵由于结构和工作特性,与活塞泵离心泵叶片泵齿轮泵相比具有下列诸多优点:
1、能输送高固体含量的介质;
2、流量均匀压力稳定,低转速时更为明显;
3、流量与泵的转速成正比,因而具有良好的变量调节性;
4、一泵多用可以输送不同粘度的介质;
5、泵的安装位置可以任意倾斜;
6、适合输送敏感性物品和易受离心力等破坏的物品;
7、体积小,重量轻、噪声低,结构简单,维修方便。

选型问题

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选用泵的规格是根据被输送液体的性质和流量、压力来决定的,而泵的转速则由输送液体的粘度和腐蚀性、作为主要参数来选择,才能保证泵可靠运行。
泵的设计转速为输送清水或清水相类似的无腐蚀性液体时允许最高转速,在实际使用中因介质性质与寿命要求不同,选用时一般都应低于设计转速。对高粘度和含颗粒介质,一般采用设计转速的1/2-1/3 或更低些,低转速对泵的磨损有利,但在使用后由于定子的磨损流量下降,这时可适当提高转速,以补偿流量下降也为常策。
输送介质的温度应在 -10 ℃~80℃特殊情况可高达120℃。
泵的每级(定子的一个导程)正常压力为 0.6Mpa,短时间(不超过30分钟)内允许高达0.8Mpa,当磨损后在相同输出压力时的容积效率要逐步下降。
泵送清水时最高吸程为 8米,实际使用建议不超过6.5米,当泵送高粘度介质时,应以正压吸入。
G型
浓浆泵是一种单螺杆式输运泵、它的主要工作部件是偏心螺旋体的螺杆(称转子)和内表面呈双线螺旋面的螺杆衬套(称定子)。
其工作原理是当电动机带动泵轴转动时,螺杆一方面绕本身的轴线旋转,另一方面它又沿衬套内表面滚动,于是形成泵的密封腔室。螺杆每转一周,密封腔中的液体向前推进一个螺距。随着螺杆的连续传动,液体以螺旋形方式从一个密封腔压向另一个密封腔,最后挤出泵体。浓浆泵是一种新型的输送液体的机械,具有结构简单、工作安全可靠、使用维修方便、出液连续均匀、压力稳定等优点。浓浆泵凡接触物料的金属零件均选用优质不锈耐酸钢制作,轴材料2cr13衬筒采用无毒无味的橡胶、工作温度可达100℃,可用于输送食品浆料和粘度10000泊斯卡·秒含有固体颗粒或胶块的溶液浆,悬浮液的腐蚀性介质。广泛于食品、冶金、建筑、制药、化工等工业部门。
工作原理
G型单螺杆是按迥转啮合容积式原理工作的新型泵种,主要工作部件是偏心螺杆(转子)和固定的衬套(定子)。
由于该二部件的特殊几何形状,分别形成单独的密封容腔,介质由轴向均匀推行流动,内部流速低,容积保持不变,压力稳定,因而不会产生涡流和搅动。每级泵的输出压力为0.6MPa,扬程60m(清水),自吸高度一般在6m,适用于输送介质温度80℃以下(特殊要求可达150℃)。
G型单螺杆泵结构紧凑,体积小,维修简便。对介质的适应性强,流量平稳,压力脉动小,自吸能力高。工作温度可达120℃。广泛用于食品、冶金、造纸、印染、化工、化肥、制药等工业部门 [2]
因定子选用多种弹性材料制成,所以这种泵对高粘度流体的输送和含有硬质悬浮颗粒介质或含有纤维介质的输送,有一般泵种所不能胜任的特点。其流量与转速成正比。
传动可采用联轴器直接传动,或采用调速电机三角带,变速箱等装置变速。
这种泵零件少,结构紧凑,体积小,维修简便,转子和定子是本泵的易损件,结构简单,便于装拆。
性能参数
G型单螺杆泵型号说明G型单螺杆泵型号说明
型号流量压力允许最电机必需汽进口法出口法允许颗允许纤
(m3/h)(Mpa)高转数功率蚀余量兰通径兰通径粒直径维长度

(r/min)(kw)(m)(mm)(mm)(mm)(mm)
G20-10.80.69600.75425251.525
G20-21.21.5
G25-120.69601.53225230
G25-21.22.2
G30-150.69602.250402.535
G30-21.23
G35-180.696036550340
G35-21.24
G40-1120.6960480653.845
G40-21.25.5
G50-1200.69605.54.510080550
G50-21.27.5
G60-1300.6720115125100660
G60-21.215
G70-1450.672011150125870
G70-21.218.5
G85-1650.6630151501501080
G85-21.230
G105-11000.65003020020015110
G105-21.255
G135-11500.64004525025020150
G135-21.290

常用橡胶


橡胶的适应性
丁晴橡胶
食品橡胶
介质代号
NBR
FPM
W.NBE
EPD
水含污水
植物油
矿物油
×
×
芳香族溶剂
×
×
×
浓碱
×
×
×
×
冰醋酸
×
×
×
×
热水
×
汽油
×
甲苯
×
×
×
二甲苯
×
×
×
乙醇
×
柴油
×
氯化氩
×
×
×
含酮类物料
×
×
×
醇类物料
含脂类物料
×
×
×
含醚类物料
×
×
×
泥浆
磷酸
×
苯100
×
×
×
×
×
×
×
×
×

驱动方式


单螺杆泵驱动方式分为:
1.由弹性联轴器联接合变频调速电机驱动方式
2.由弹性联轴器联接和固定减速电机驱动方式
3.由弹性联轴器联接和无级变速电机驱动方式

常见故障


单螺杆泵在抽一些井中的油时经常会遇到的故障:杆断脱、泵漏失、定子溶胀、定子脱胶、管漏失等,下面具体介绍下。
1、杆断脱
由于单螺杆泵抽油杆负荷过大、磨损或误操作等原因,引起抽油杆断裂,脱扣或撸扣的情况,具体表现为:在短期内,泵效大幅度下降,动液面迅速上升,电流下降甚至接近空载电流。扭矩和轴向力仍为平稳直线,但由于缺少了井下泵的工作扭矩,光杆扭矩值远小于正常工作范围,轴向力缺少了液压力对转子产生的轴向力,因此也小于正常范围,根据断脱部位,杆柱自重产生的轴向力不同,据此可计算出杆柱断脱深度。
2、泵漏失
由于单螺杆泵的定子橡胶磨损,造成定转子过盈减小,泵承压能力下降。因此,漏失量增加。具体表现为:泵效逐渐下降,动液面逐渐上升,电流逐渐下降。由于漏失量加大,泵有功扭矩下降,扭矩低于正常范围。由于液压力产生的轴向力下降,轴向力低于正常范围,但仍大于杆柱在采出液中的重量。
3、定子溶胀
由于采出液的作用。单螺杆泵的定子橡胶发生溶胀,造成定转子过盈增加,泵效和动液面正常,电流增加,由于过盈大,定转子的初始扭矩增加,因此光杆扭矩增加,超过正常范围,严重时会造成定转子抱死,但轴向力正常。
4、定子脱胶
定子脱胶是由于定子粘接强度不够造成。表现形式为泵效急剧下降,动液面上升,电流下降并波动。脱胶时,泵有功扭矩为零,光杆扭矩下降很大。另外,由于脱胶后定转子之间发生不规则摩擦。光杆扭矩会出现不规则液动。液压力产生的轴向力为零,因此,光杆轴向力低于正常范畴,但仍高于杆柱在采出液的重量。
5、管漏失
管漏失是由于油管壁上存在裂缝造成的。现象为泵效下降,动液面上升,电流减小。由于单螺杆泵工作压差减小,泵有功扭矩下降,光杆扭矩低于正常范围,液压力产生的轴向力减小,光杆轴向力略低于正常范围,但仍高于杆柱在液体中的重量。
这是单螺杆泵在抽井中的油时常遇到的故障类型,在使用时一定要注意。



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