螺杆泵原理分析和总结.docx

单螺杆泵的概念 单螺杆泵是一种新型的内啮合回转式容积泵。主要工作部件是偏心螺杆（转子）和固定的衬套（定子）。 与其他泵相比，单螺杆泵的优势 和离心泵相比，单螺杆泵不需要装阀门，而流量是稳定的线性流动。和柱塞泵相比，单螺杆泵具有更好的自吸能力。 和隔膜泵相比，单螺杆泵可输送各种混合杂质，含有气体及固体颗粒或纤维的介质，也可输送各种腐蚀性物质。 和齿轮泵相比，单螺杆泵可输送高粘度的物质。 与柱塞泵、隔膜泵及齿轮泵不同的是，单螺杆泵可用于药剂填充和计量。 螺杆泵是利用螺杆的回转来吸排液体的。图1 表示三螺杆 泵的剖视图。图中，中间螺杆为主动螺杆，由原动机带动回转， 两边的螺杆为从动螺杆，随主动螺杆作反向旋转。主、从动螺 杆的螺纹均为双头螺纹。 由于各螺杆的相互啮合以及螺杆与衬筒内壁的紧密配合，在泵的吸 入口和排出口之间， 就会被分隔成一个或多个密封空间。随着螺杆的转动和啮合，这些密封空间在泵的吸入端不 断形成，将吸入室中的液体封入其 中，并自吸入室沿螺杆轴向连续地推移至排出端，将封闭在 各空间中的液体不断排出，犹如一螺母在螺纹回转时被不断 向前推进的情形那样，这就是螺杆泵的基本工作原理。 螺杆与壳体之间的密封面是一个空间曲面。 在这个曲面上存在着诸如 ab 或 de 之类的非密封区，并且与螺杆的凹槽部分形成许多三角形的缺口abc、def。这些三角形 的缺口构成液体的通道，使主动螺杆凹槽A 与从动螺杆上的 凹槽B、C 相连通。而凹槽B、C 又沿着自己的螺线绕向背面， 并分别和背面的凹槽D、E 相连通。由于在槽 D、E 与槽 F(它属 于另一头螺线)相衔接的密封面上，也存在着类似于正面的三 角形缺口a’b’c’，所以 D、F、E 也将相通。这样，凹槽 ABCDEA 也就组成一个“∞” 形的密封空间(如采用单头螺纹，则凹槽将顺轴向盘饶螺杆， 将吸排口贯通，无法形成密封)。不难想象，在这样的螺杆 上，将形成许多个独立的“∞”形密封空间，每一个密封空间所占有的轴向长度恰好等于累杆的导程t。因此，为了使螺杆 能吸、排油口分隔开来，螺杆的螺纹段的长度至少要大于一个导程。 从上述工作原理可以看出，螺杆泵有以下优点： 压力和流量范围宽阔。压力约在3.4-340 千克力/cm 2，流量可达 18600cm3/分； 运送液体的种类和粘度范围宽广； 因为泵内的回转部件惯性力较低，故可使用很高的转速； 吸入性能好，具有自吸能力； 流量均匀连续，振动小，噪音低； 与其它回转泵相比，对进入的气体和污物不太敏感； 结构坚实，安装保养容易。 螺杆泵的缺点是，螺杆的加工和装配要求较高；泵的性能 对液体的粘度变化比较敏感。 三螺杆泵的结构 它主要是由固定在泵体中的衬套(泵缸)以及安插在泵缸 中的主动螺杆和与其啮合的两根从动螺杆所组成。三根互相 啮合的螺杆，在泵缸内按每个导程形成为一个密封腔，造成 吸排口之间的密封。 泵工作时，由于两从动螺杆与主动螺杆左右对称啮合， 故作用在主动螺杆上的径向力完全平衡，主动螺杆不承受弯 曲负荷。从动螺杆所受径向力沿其整个长度都由泵缸衬套来支承，因此，不需要在外端另设 轴承，基本上也不承受弯曲负荷。在运行中，螺杆外圆表面和 泵缸内壁之间形成的一层油膜，可防止金属之间的直接接触，使螺杆齿面的磨损大大减少。 螺杆泵工作时，两端分别作用着液体的吸排压力，因此对螺杆要产生轴向推力。对于 压差小于 10 千克力/cm2 的小型泵，可以采用止推轴承。此外，还通过主动螺杆的中央油 孔将 高压油引入各螺杆轴套的底部，从而在螺杆下端产生一个与轴向推力方向相反的平衡推力。 螺杆泵和其它容积泵一样，当泵的排出口完全封闭时，泵内的压力就会上升到使泵损坏或使电动机过载的危险程度。所以，在泵的吸排口处，就必须设置安全阀。 螺杆泵的轴封，通常采用机械轴封，并可根据工作压力的高低采取不同的形式。 螺杆泵的性能 排量 螺杆泵的理论排量可由下式计算： Q =60Ftn m3/h t 式中：F—泵缸的有效截面积，cm2；t—螺杆螺纹的导程， m；n—主动螺杆的每分钟转数。 螺杆泵的内部泄漏量Q ： s Q =α p/σ m s 式中：p—泵的工作压力；σ —所排送的液体的粘度；α —与 螺杆直径和有效长度有关的系数；m=0.3-0.5。 泵在压送不同粘度的液体时，其排量会发生变化。排量和 粘度的关系可由下式表示： Q =Q -(Q -Q )(σ /σ )m 2 t t 1 1 2 式中：Q —粘度为σ 1 时的排量；Q —粘度为σ 2 时的排量。 1 2 功率 泵的轴功率一般为水功率、摩擦功率和泄漏损失功率这三部分的总和。 水功率 Nc 是指单位时间内泵传给液体的能量，也称输出 功率，可用下式计算： N =PQ×10-3 千瓦 c 式中：P—泵的排出压力和吸入压力之差，帕；Q