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螺桿泵是容積式轉(zhuǎn)子泵,它是依靠由螺桿和襯套形成的密封腔的容積變化來(lái)吸入和排出液體的。 螺桿泵按螺桿數(shù)目分為單螺桿泵、雙、三和五螺桿泵。螺桿泵的特點(diǎn)是流量平穩(wěn)、壓力脈動(dòng)小、有自吸能力、噪聲低、效率高、壽命長(zhǎng)、工作可靠;而其突出的優(yōu)點(diǎn)是輸送介質(zhì)時(shí)不形成渦流、對(duì)介質(zhì)的粘性不敏感,可輸送高粘度介質(zhì)。
螺桿泵按螺桿數(shù)量分為。
單螺桿泵——單根螺桿在泵體的內(nèi)螺紋槽中嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)的泵。
雙螺桿泵——由兩個(gè)螺桿相互嚙合輸送液體的泵。
三螺桿泵——由多個(gè)螺桿相互嚙合輸送液體的泵。[1]
螺桿泵是依靠泵體與螺桿所形成的嚙合空間容積變化和移動(dòng)來(lái)輸送液體或使之增壓的回轉(zhuǎn)泵。螺桿泵按螺桿數(shù)目分為單螺桿泵、雙螺桿泵和三螺桿泵等。當(dāng)主動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),帶動(dòng)與其嚙合的從動(dòng)螺桿一起轉(zhuǎn)動(dòng),吸入腔一端的螺桿嚙合空間容積逐漸增大,壓力降低。液體在壓差作用下進(jìn)入嚙合空間容積。當(dāng)容積增至大而形成一個(gè)密封腔時(shí),液體就在一個(gè)個(gè)密封腔內(nèi)連續(xù)地沿軸向移動(dòng),直至排出腔一端。這時(shí)排出腔一端的螺桿嚙合空間容積逐漸縮小,而將液體排出。螺桿泵的工作原理與齒輪泵相似,只是在結(jié)構(gòu)上用螺桿取代了齒輪。表為各種螺桿泵的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。螺桿泵的流量和壓力脈沖很小,噪聲和振動(dòng)小,有自吸能力,但螺桿加工較困難。泵有單吸式和雙吸式兩種結(jié)構(gòu),但單螺桿泵僅有單吸式。泵必須配帶安全閥(單螺桿泵不必配帶),以防止由于某種原因如排出管堵塞使泵的出口壓力超過(guò)容許值而損壞泵或原動(dòng)機(jī)。
是一種單螺桿式輸運(yùn)泵,它的主要工作部件是偏心螺旋體的螺桿(稱轉(zhuǎn)子)和內(nèi)表面呈雙線螺旋面的螺桿襯套(稱定子)。其工作原理是當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)泵軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),螺桿一方面繞本身的軸線旋轉(zhuǎn),另一方面它又沿襯套內(nèi)表面滾動(dòng),于是形成泵的密封腔室。螺桿每轉(zhuǎn)一周,密封腔內(nèi)的液體向前推進(jìn)一個(gè)螺距,隨著螺桿的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),液體螺旋形方式從一個(gè)密封腔壓向另一個(gè)密封腔,后擠出泵體。螺桿泵是一種新型的輸送液體的機(jī)械,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作安全可靠、使用維修方便、出液連續(xù)均勻、壓力穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
一種利用螺桿的旋轉(zhuǎn)來(lái)吸排液體的泵,它適于吸排黏稠液體。
流量:0-150m3/h;
揚(yáng)程:60-120m;
功率:0.75-37kw;
轉(zhuǎn)速:500-960r/min;
口徑:20-135MM;
溫度:-15-200℃。
單螺桿是按迥轉(zhuǎn)嚙合容積式原理工作的新型泵種,主要工作部件是偏心螺桿(轉(zhuǎn)子)和固定的襯套(定子)。
由于該二部件的特殊幾何形狀,分別形成單獨(dú)的密封容腔,介質(zhì)由軸向均勻推行流動(dòng),內(nèi)部流速低,容積保持不變,壓力穩(wěn)定,因而不會(huì)產(chǎn)生渦流和攪動(dòng)。每級(jí)泵的輸出壓力為0.6MPa,揚(yáng)程60m(清水),自吸高度一般在6m,適用于輸送介質(zhì)溫度80℃以下(特殊要求可達(dá)150℃)。
因定子選用多種彈性材料制成,所以這種泵對(duì)高粘度流體的輸送和含有硬質(zhì)懸浮顆粒介質(zhì)或含有纖維介質(zhì)的輸送,有一般泵種所不能勝任的特點(diǎn)。其流量與轉(zhuǎn)速成正比。
傳動(dòng)可采用聯(lián)軸器直接傳動(dòng),或采用調(diào)速電機(jī),三角帶,變速箱等裝置變速。這種泵零件少,結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,維修簡(jiǎn)便,轉(zhuǎn)子和定子是本泵的易損件,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于裝拆。
立式單螺桿泵特性:
立式單螺桿泵特殊的工作形腔能輸送介質(zhì)中含有懸浮的硬,軟固體顆粒和長(zhǎng)纖維(或固體是多棱尖角,高磨損顆粒)和長(zhǎng)纖維或夾帶氣體的介質(zhì)(液,固,氣三相)。
1,固體顆粒度大小與各型號(hào)泵“轉(zhuǎn)子”偏心(e)有關(guān)。
2,固體濃度按體積濃度,可達(dá)40%(如粉狀微??蛇_(dá)70%)。
3,纖維長(zhǎng)度與各型號(hào)泵“轉(zhuǎn)子”導(dǎo)程有關(guān),允許長(zhǎng)纖維介質(zhì)粘度高達(dá)1,000,000 mpa.s(cp)物料可以有效輸送。立式單螺桿泵具有自吸引特性:能將液態(tài)介質(zhì)通過(guò)管路自吸引上來(lái),高度可達(dá)6-8.5米。立式單螺桿泵產(chǎn)品性能,泵在輸液的同時(shí),也可以無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)爆氣(沖氣)作業(yè)(把用戶各種氣體和殺菌氣體等補(bǔ)充或合成到介質(zhì)中去)。通過(guò)螺桿泵輸又爆氣又使介質(zhì)中各種成份共溶。
立式單螺桿泵轉(zhuǎn)速和流量是線性關(guān)系,泵可定轉(zhuǎn)速而定流量。也可無(wú)級(jí)調(diào)速或多級(jí)變速來(lái)滿足用戶各種特性的要求,流量精度(±1%),可作為計(jì)量泵用于實(shí)驗(yàn)室,配藥,配料等。壓力(揚(yáng)程)生成與“定子”螺旋導(dǎo)程(T)有關(guān),一個(gè)導(dǎo)程(T)輸出壓力為0.6 Mpa(60米揚(yáng)程)壓差級(jí),二個(gè)導(dǎo)程為二級(jí)泵壓力為1.2Mpa(12 0米揚(yáng)程)。根據(jù)工況需要任何一種型號(hào)都可以制造成,立式,斜置式,可移小車載式等型式的泵。立式單螺桿泵零件少,結(jié)構(gòu)不復(fù)雜,所以折卸,維修簡(jiǎn)單,即使初次使用也可在短期內(nèi)容易掌握。
立式單螺桿泵因“一定子”是彈性體而“轉(zhuǎn)子”是金屬材質(zhì)制成,所以泵不可以在無(wú)介質(zhì)狀態(tài)下干運(yùn)轉(zhuǎn)而損壞泵的液力部件。立式單螺桿泵性能:立申LG立式單螺桿泵,多個(gè)螺桿泵產(chǎn)品。流量由0.95~103(m3/h)。輸出壓力常規(guī)產(chǎn)品為1.6 Mp a(60米揚(yáng)程)。常規(guī)耐溫>80,用戶特需可達(dá)110 根據(jù)用戶介質(zhì)及物性,“定子、轉(zhuǎn)子、護(hù)套”及過(guò)流另、部件。
立式單螺桿泵的軸封:1.各種材質(zhì)的填料密封。2.各種密封材質(zhì)的動(dòng)、靜環(huán)的單、雙端面機(jī)機(jī)密封。上海立申水泵還可為用戶特需的穩(wěn)壓或引流等付加裝置設(shè)計(jì)和配套供貨。
螺桿磨損五點(diǎn)原因:
1、每種塑料,都有一個(gè)理想塑化的加工溫度范圍,應(yīng)該控制料筒加工溫度,使之接近這個(gè)溫度范圍。粒狀塑料從料斗進(jìn)入料筒,首先會(huì)到達(dá)加料段,在加料段必然會(huì)出現(xiàn)干性磨擦,當(dāng)這些塑料受熱不足,熔融不均時(shí),很易造成料筒內(nèi)壁及螺桿表面磨損增大。同樣,在壓縮段和均化段,如果塑料的熔融狀態(tài)紊亂不均,也會(huì)造成磨損增快。
2、轉(zhuǎn)速應(yīng)調(diào)校得當(dāng)。由于部分塑料加有強(qiáng)化劑,如玻璃纖維、礦物質(zhì)或其他填充料。這些物質(zhì)對(duì)金屬材質(zhì)的磨擦力往往比熔融塑料的大得多。在注塑這些塑料時(shí),如果用高的轉(zhuǎn)速成,則在提高對(duì)塑料的剪切力的同時(shí),亦將令強(qiáng)化相應(yīng)地產(chǎn)生更多被撕碎的纖維,被撕碎的纖維含有鋒利末端,令磨損力大為增加。無(wú)機(jī)礦物質(zhì)在金屬表面高速滑行時(shí),其刮削作用也不小。所以轉(zhuǎn)速不宜調(diào)得太高。
3、螺桿在機(jī)筒內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),物料與二者的摩擦,使螺桿與機(jī)筒的工作表面逐漸磨損:螺桿直徑逐漸縮小,機(jī)筒的內(nèi)孔直徑逐漸加大。這樣,螺桿與機(jī)筒的配合直徑間隙,隨著二者的逐漸磨損而一點(diǎn)點(diǎn)加大??墒牵捎跈C(jī)筒前面機(jī)頭和分流板的阻力沒(méi)有改變,這就增加了被擠塑物料前進(jìn)時(shí)的漏流量,即物料從直徑間隙處向進(jìn)料方向流動(dòng)量增加。結(jié)果使塑膠機(jī)械生產(chǎn)量下降。這種現(xiàn)象又使物料在機(jī)筒內(nèi)停留時(shí)間增加,造成物料分解。如果是聚乙烯,分解產(chǎn)生的氯化氫氣體加強(qiáng)了對(duì)螺桿和機(jī)筒的腐蝕。
4、 物料中如有碳酸鈣和玻璃纖維等填充料,能加快螺桿和機(jī)筒的磨損。
5、 由于物料沒(méi)有塑化均勻,或是有金屬異物混入料中,使螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩力突然增加,這種扭矩超出螺桿的強(qiáng)度極限,使螺桿扭斷。這是一種非常規(guī)事故損壞。
1.螺桿泵是利用螺桿的回轉(zhuǎn)來(lái)吸排液體的。圖中表示三螺桿泵的剖視圖。圖中,中間螺桿為主動(dòng)螺桿,由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)回轉(zhuǎn),兩邊的螺桿為從動(dòng)螺桿,隨主動(dòng)螺桿作反向旋轉(zhuǎn)。主動(dòng)螺桿從動(dòng)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(huì)被分隔成一個(gè)或多個(gè)密封空間。隨著螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)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。
2.螺桿泵的工作原理是:螺桿泵工作時(shí),液體被吸入后就進(jìn)入螺紋與泵殼所圍的密封空間,當(dāng)主動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí),螺桿泵密封容積在螺牙的擠壓下提高螺桿泵壓力,并沿軸向移動(dòng)。由于螺桿是等速旋轉(zhuǎn),所以液體出流流量也是均勻的。
螺桿泵特點(diǎn)為:螺桿泵損失小,經(jīng)濟(jì)性能好。壓力高而均勻,流量均勻,轉(zhuǎn)速高,能與原動(dòng)機(jī)直聯(lián)。
螺桿泵可以輸送潤(rùn)滑油,輸送燃油,輸送各種油類及高分子聚合物,用于輸送黏稠液體。
輸送高粘度介質(zhì):3.根據(jù)泵的大小不同可以輸送粘度從厘泊的介質(zhì)。
含有顆?;蚶w維的介質(zhì):顆粒直徑可以這30mm(不超過(guò)轉(zhuǎn)子偏心距)。纖維長(zhǎng)可以350mm(相當(dāng)0.4位轉(zhuǎn)子的螺距)。其含量一般可達(dá)介質(zhì)窖的40%,若介質(zhì)中的固體物為細(xì)微之粉沫狀時(shí),高含量可達(dá) 60%或更高也能輸送。
要求輸送壓力穩(wěn)定,介質(zhì)固有結(jié)構(gòu)不受破壞時(shí),選用單螺桿泵輸送為理想。
1.泵體劇烈振動(dòng)或產(chǎn)生噪音:
產(chǎn)生原因:水泵安裝不牢或水泵安裝過(guò)高;電機(jī)滾珠軸承損壞;水泵主軸彎曲或與電機(jī)主軸不同心、不平行等。
處理方法:裝穩(wěn)水泵或降低水泵的安裝高度;更換電機(jī)滾珠軸承;矯正彎曲的水泵主軸或調(diào)整好水泵與電機(jī)的相對(duì)位置。
2.傳動(dòng)軸或電機(jī)軸承過(guò)熱:
產(chǎn)生原因:缺少潤(rùn)滑油或軸承破裂等。
處理方法:加注潤(rùn)滑油或更換軸承。
3.水泵不出水:
產(chǎn)生原因:泵體和吸水管沒(méi)灌滿引水;動(dòng)水位低于水泵濾水管;吸水管破裂等。
螺桿與殼體之間的密封面是一個(gè)空間曲面。在這個(gè)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(dòng)螺桿凹槽A與從動(dòng)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(gè)“∞” 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(wú)法形成密封)。不難想象,在這樣的螺桿 上,將形成許多個(gè)獨(dú)立的“∞”形密封空間,每一個(gè)密封空間所占有的軸向長(zhǎng)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(kāi)來(lái),螺桿的螺紋段的長(zhǎng)度至少要大于一個(gè)導(dǎo)程。
從上述工作原理可以看出,螺桿泵有以下優(yōu)點(diǎn):
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)100cm3/分;
2)運(yùn)送液體的種類和粘度范圍寬廣;
3)因?yàn)楸?/a>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(dòng)小,噪音低;
6)與其它回轉(zhuǎn)泵相比,對(duì)進(jìn)入的氣體和污物不太敏感;
7)結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí),安裝保養(yǎng)容易。
螺桿泵的缺點(diǎn)是,螺桿的加工和裝配要求較高;泵的性能 對(duì)液體的粘度變化比較敏感。
單螺桿泵分為:整體不銹鋼單螺桿泵,軸不銹鋼單螺桿泵
單螺桿泵大輸出壓力是根據(jù)襯套級(jí)數(shù)即襯套的導(dǎo)程數(shù)來(lái)確定:
1級(jí):高工作壓力為0.6 MPa;
2級(jí):高工作壓力為1.2 MPa;
4級(jí):高工作壓力為2.4 MPa;
由于輸送介質(zhì)情況不同,對(duì)于含有嚴(yán)重磨損性的介質(zhì),請(qǐng)參照表一選擇襯套級(jí)數(shù)。
表一:根據(jù)介質(zhì)的磨損性選擇襯套級(jí)數(shù)
磨損性 | 一級(jí) | 二級(jí) |
無(wú) | 0.6MPa | 1.2MPa |
一般 | 0.4MPa | 0.8MPa |
嚴(yán)重 | 0.2MPa | 0.4MPa |
單螺桿泵由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn),大部分使用在輸送較高粘度的液體及含有顆粒的液體,因此其轉(zhuǎn)數(shù)的選擇非常關(guān)鍵,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),列出表二、表三,您可根據(jù)具體情況綜合考慮。
表二:根據(jù)介質(zhì)的磨損性選擇泵轉(zhuǎn)速
磨損性 | 介質(zhì)名稱 | 轉(zhuǎn)速(rpm) |
無(wú) | 淡水、促凝劑、油、漿汁、肉沫、油漆、肥皂水、血液、甘油 | 400-1000 |
一般 | 泥漿、懸浮液、工業(yè)廢水、油漆顏料、廢絲水(糖)、灰漿、魚、麥麩、菜籽油過(guò)濾后的沉積物 | 200-400 |
嚴(yán)重 | 石灰漿、粘土、灰泥、陶土 | 50-200 |
*表中給出了所輸送的具體介質(zhì)及其磨損特性的特例,請(qǐng)注意介質(zhì)的特性隨其濃度和溫度的變化而變化。
*當(dāng)泵的規(guī)格大時(shí),轉(zhuǎn)速應(yīng)選低一些。
表三:根據(jù)介質(zhì)粘度選擇泵轉(zhuǎn)速
介質(zhì)粘度(cst) 1
轉(zhuǎn)速(rpm) <200 <100
*在選擇轉(zhuǎn)速時(shí)也要根據(jù)經(jīng)驗(yàn),因?yàn)橐恍┢渌蛩匾灿绊懼D(zhuǎn)速的選擇,在后確定了上述數(shù)值的同時(shí)好與生產(chǎn)廠家協(xié)商。
單螺桿泵襯套為橡膠制品,也是單螺桿泵的一個(gè)易損件,它的選擇好壞,直接影響襯套的壽命,一般正常情況下襯套的壽命為3-6個(gè)月,如果選用不當(dāng),襯套可能從鋼管中脫落或橡膠掉塊。所以要求我們對(duì)橡膠的基本特性及橡膠對(duì)各種不同介質(zhì)的適應(yīng)性有所了解。
輸送不同性質(zhì)的介質(zhì),需不同材料組合。
一般單螺桿泵的性能表或特性曲線都是以20C清水為介質(zhì)(粘度為1cst)時(shí)的數(shù)據(jù),對(duì)于輸送不同粘度下的流量與軸功率不同。
根據(jù)需要和輸送介質(zhì),可采用機(jī)械密封和填料密封兩種,且這兩種結(jié)構(gòu)具有互換性。
由于單螺桿泵為低速泵,泵的驅(qū)動(dòng)方式較多,一般有低速電機(jī)直聯(lián)(6級(jí)、8級(jí))、齒輪減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)、無(wú)級(jí)變速電機(jī)驅(qū)動(dòng)等方式。
螺桿泵因其有可變量輸送、自吸能力強(qiáng)、可逆轉(zhuǎn)、能輸送含固體顆粒的液體等特點(diǎn),在污水處理廠中,廣泛地被使用在輸送水、濕污泥和絮凝劑藥液方面。螺桿泵選用應(yīng)遵循經(jīng)濟(jì)、合理、可靠的原則。如果在設(shè)計(jì)選型方面考慮不周,會(huì)給以后的使用、管理、維修帶來(lái)麻煩,所以選用一臺(tái)按生產(chǎn)實(shí)際需要,合理可靠的螺桿泵既能保證生產(chǎn)順利進(jìn)行,又可降低修理成本。
一、螺桿泵的轉(zhuǎn)速選用
螺桿泵的流量與轉(zhuǎn)速成線性關(guān)系,相對(duì)于低轉(zhuǎn)速的螺桿泵,高轉(zhuǎn)速的螺桿泵雖能增加了流量和揚(yáng)程,但功率明顯增大,高轉(zhuǎn)速加速了轉(zhuǎn)子與定子間的磨耗,必定使螺桿泵過(guò)早失效,而且高轉(zhuǎn)速螺桿泵的定轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度很短,極易磨損,因而縮短了螺桿泵的使用壽命。
通過(guò)減速機(jī)構(gòu)或無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)來(lái)降低轉(zhuǎn)速,使其轉(zhuǎn)速保持在每分三百轉(zhuǎn)以下較為合理的范圍內(nèi),與高速運(yùn)轉(zhuǎn)的螺桿泵相比,使用壽命能延長(zhǎng)幾倍。
二、螺桿泵的品質(zhì)
螺桿泵的種類較多,相對(duì)而言,進(jìn)口的螺桿泵設(shè)計(jì)合理,材質(zhì)精良,但價(jià)格較高,服務(wù)方面有的不到位,配件價(jià)格高,訂貨周期長(zhǎng),可能影響生產(chǎn)的正常運(yùn)行。
國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的大都仿制進(jìn)口產(chǎn)品,產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊,在選用國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品時(shí),在考慮其性價(jià)比的時(shí)候,選用低轉(zhuǎn)速,長(zhǎng)導(dǎo)程,傳動(dòng)量部件材質(zhì)優(yōu)良,額定壽命長(zhǎng)的產(chǎn)品。
三、確保雜物不進(jìn)入泵體
濕污泥中混入的固體雜物會(huì)對(duì)螺桿泵的橡膠材質(zhì)定子造成損壞,所以確保雜物不進(jìn)入泵的腔體是很重要的,很多污水廠在泵前加裝了粉碎機(jī),也有的安裝格柵裝置或?yàn)V網(wǎng),阻擋雜物進(jìn)入螺桿泵,對(duì)于格柵應(yīng)及時(shí)清撈以免造成堵塞。
四、避免斷料
螺桿泵決不允許在斷料的情形下運(yùn)轉(zhuǎn),一經(jīng)發(fā)生,橡膠定子由于干摩擦,瞬間產(chǎn)生高溫而燒壞,所以,粉碎機(jī)完好,格柵暢通是螺桿泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必要條件之一,為此,有些螺桿泵還在泵身上安裝了斷料停機(jī)裝置,當(dāng)發(fā)生斷料時(shí),由于螺桿泵其有自吸功能的特性,腔體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生真空,真空裝置會(huì)使螺桿泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
五、保持恒定的出口壓力
螺桿泵是一種容積式回轉(zhuǎn)泵,當(dāng)出口端受阻以后,壓力會(huì)逐漸升高,以至于超過(guò)預(yù)定的壓力值。此時(shí)電機(jī)負(fù)荷急劇增加。傳動(dòng)機(jī)械相關(guān)零件的負(fù)載也會(huì)超出設(shè)計(jì)值,嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生電機(jī)燒毀、傳動(dòng)零件斷裂。為了避免螺桿泵損壞,一般會(huì)在螺桿泵出口處會(huì)安裝回油閥,用以穩(wěn)定出口壓力,保持泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
下面以三螺桿為例
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(dòng)螺桿和與其嚙合的兩根從動(dòng)螺桿所組成。三根互相嚙合的螺桿,在泵缸內(nèi)按每個(gè)導(dǎo)程形成為一個(gè)密封腔,造成吸排口之間的密封。
泵工作時(shí),由于兩從動(dòng)螺桿與主動(dòng)螺桿左右對(duì)稱嚙合,故作用在主動(dòng)螺桿上的徑向力*平衡,主動(dòng)螺桿不承受彎 曲負(fù)荷。從動(dòng)螺桿所受徑向力沿其整個(gè)長(zhǎng)度都由泵缸襯套來(lái)支承,因此,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。
螺桿泵工作時(shí),兩端分別作用著液體的吸排壓力,因此對(duì)螺桿要產(chǎn)生軸向推力。對(duì)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(guò)主動(dòng)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(gè)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*封閉時(shí),泵內(nèi)的壓力就會(huì)上升到使泵損壞或使電動(dòng)機(jī)過(guò)載的危險(xiǎn)程度。所以,在泵的吸排口處,就必須設(shè)置安全閥。
螺桿泵的軸封,通常采用機(jī)械軸封,并可根據(jù)工作壓力的高低采取不同的形式。
2 三螺桿泵的結(jié)構(gòu)
3 螺桿泵的性能
3.1 排量
螺桿泵的理論排量可由下式計(jì)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(dòng)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(zhǎng)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(shí),其排量會(huì)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(shí)的排量;Q2—粘度為σ2時(shí)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(shí)間內(nèi)泵傳給液體的能量,也稱輸出 功率,可用下式計(jì)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(shí) 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(dòng)螺桿的外徑;—粘度;K—與螺桿長(zhǎng)度有關(guān)的系數(shù);m=0.3-0.5。
由上可見(jiàn),當(dāng)泵運(yùn)送的液體粘度不同時(shí),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(jì)算泵的軸功率時(shí),如采用理論排量,則泵的軸功率由下式表示:
N=NfPQt10-3 千瓦
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CB/T3708-1995 船用螺桿泵修理技術(shù)要求
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GB/T11035-2008 船用電動(dòng)雙螺桿泵
GB/T11705-2009 船用電動(dòng)三螺桿泵試驗(yàn)方法
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JB/T8644-2007 單螺桿泵
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JT/T547-2004
SHS01016-2004 螺桿泵維護(hù)檢修規(guī)程
SY/T6084-2007 地面驅(qū)動(dòng)螺桿泵使用與維護(hù)
不銹鋼衛(wèi)生螺桿泵特點(diǎn)
1、吸入性能好,具有自吸能力;
2、流量均勻連續(xù),振動(dòng)小,噪音低;
3、結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí),安裝保養(yǎng)容易。
4、壓力和流量范圍寬闊。壓力約在3.4-340千克力/cm2,流量可達(dá)18600cm3/分;
5、運(yùn)送液體的種類和粘度范圍寬廣;
6、因?yàn)楸脙?nèi)的回轉(zhuǎn)部件慣性力較低,故可使用很高的轉(zhuǎn)速;
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(lái)抽送液體。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(kāi)。因此,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(shí)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。
2H型雙螺桿泵可分為內(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(rùn)滑。外置軸承結(jié)構(gòu)的雙螺桿泵工作腔同軸承是分開(kāi)的。由于這種泵的結(jié)構(gòu)和螺桿間存在的側(cè)間隙,它可以輸送非潤(rùn)滑性介質(zhì)。此外,調(diào)整同步齒輪使得螺桿不接觸,同時(shí)將輸出扭矩的一半傳給從動(dòng)螺桿。正如所有螺桿泵一樣,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(duì)稱布置,可消除軸向力,也有很大的吸高。泵的這些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。外置軸承式雙螺桿泵可根據(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攝氏度。泵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(shí)。
由撒三螺桿泵的原理知道,對(duì)于外置軸承的三螺桿泵,通過(guò)軸承定位,三根螺桿在襯套中互不接觸,齒側(cè)之間保持恒定的間隙(其間隙值由工況及泵本身規(guī)格決定),螺桿外圓與襯套內(nèi)圓面也保持恒定的間隙不變。兩根螺桿的傳動(dòng)由同步齒輪完成。齒輪箱中有獨(dú)立的潤(rùn)滑,與泵工作腔隔開(kāi)。這種結(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(rùn)滑性良好的介質(zhì)外,還可輸送大量的非潤(rùn)滑性介質(zhì),各種粘度(高粘度可達(dá)3*106毫米/秒)的介質(zhì)以及具有腐蝕性(酸、堿等性質(zhì)),磨蝕性的液體,用于輸送石油的油氣混輸泵安全系數(shù)提高。
GNF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,這也是單螺桿泵非常*的優(yōu)點(diǎn)之一。單螺桿泵由于結(jié)構(gòu)的*設(shè)計(jì),可以自吸而無(wú)須專門的自吸裝置,而且由于軸向輸送軸流速度較小而具備很強(qiáng)的吸上能力即很小的NPSHr值。
雙螺桿泵還可干轉(zhuǎn)。由于運(yùn)動(dòng)部件在工作時(shí)互不接觸,因此短時(shí)的干轉(zhuǎn)不會(huì)破壞泵元件,這種特點(diǎn)給自動(dòng)控制的流程提供了極大的方便,但干運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間受多種因素限制,一般很短。另外雙螺桿泵在輸送過(guò)程中無(wú)剪切,無(wú)乳化作用,因此不會(huì)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(dòng)依靠同步齒輪,泵運(yùn)轉(zhuǎn)噪音低,振動(dòng)小,工作平穩(wěn)。
一、螺桿泵的停車
螺桿泵停車時(shí),應(yīng)先關(guān)閉排出停止閥,并待泵*停轉(zhuǎn)后關(guān)閉吸入停止閥。
螺桿泵因工作螺桿長(zhǎng)度較大,剛性較差,容易引起彎曲,造成工作失常。對(duì)軸系的連接必須很好對(duì)中;對(duì)中工作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(shí)應(yīng)獨(dú)立固定,盡可能減少對(duì)泵的牽連等。此外,備用螺桿,在保存時(shí)好采用懸吊固定的方法,避免因放置不平而造成的變形。
二、螺桿泵的起動(dòng)
螺桿泵應(yīng)在吸排停止閥全開(kāi)的情況下起動(dòng),以防過(guò)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(dòng),螺桿泵應(yīng)在吸排閥和旁通閥全開(kāi)的情況下起動(dòng),讓泵起動(dòng)時(shí)的負(fù)荷低,直到原動(dòng)機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí),再將旁通閥逐漸關(guān)閉。
當(dāng)旁通閥開(kāi)啟時(shí),液體是在有節(jié)流的情況下在泵中不斷循環(huán)流動(dòng)的,而循環(huán)的油量越多,循環(huán)的時(shí)間越長(zhǎng),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。
三、螺桿泵的運(yùn)轉(zhuǎn)
螺桿泵必須按既定的方向運(yùn)轉(zhuǎn),以產(chǎn)生一定的吸排。
泵工作時(shí),應(yīng)注意檢查壓力、溫度和機(jī)械軸封的工作。對(duì)軸封應(yīng)該允許有微量的泄漏,如泄漏量不超過(guò) 20-30 秒 / 滴,則認(rèn)為正常。假如螺桿泵在工作時(shí)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(guò)度磨損等原因引起。
1、螺桿泵與電機(jī)脫離,排空介質(zhì)(防止電機(jī),有毒介質(zhì)傷人);
2、拆卸螺桿泵排出體;
3、拆卸螺桿泵定子,必要時(shí)按泵軸方向盤動(dòng)軸作輔助;
4、拆卸轉(zhuǎn)子及中間軸;
5、拆卸傳動(dòng)軸和軸封;
6、長(zhǎng)期不用的螺桿泵,要作防銹處理,方法為用防銹脂涂抹非油漆金屬表面,包括軸表面,填料殼體內(nèi)腔等,并進(jìn)行潤(rùn)滑。
1、裝配時(shí)應(yīng)將螺桿泵零件仔細(xì)清洗,檢查,損壞的零件應(yīng)更換;
2、傳動(dòng)軸兩萬(wàn)向接頭裝配時(shí),應(yīng)檢查密封圈有否損壞,在空腔內(nèi)填充潤(rùn)滑脂;
3、正確安裝的軸承使軸轉(zhuǎn)動(dòng)靈活,無(wú)卡阻現(xiàn)象。
4、軸封安裝:填料函安裝時(shí),應(yīng)使填料壓蓋壓緊螺栓位置在殼體安裝窗口內(nèi),便于扳手調(diào)整螺栓;
5、排出體壓緊固定時(shí),螺母擰緊應(yīng)均勻一致;
6、機(jī)械密封安裝應(yīng)小心,摩擦副端面應(yīng)清潔并涂上潤(rùn)滑脂;
7、安裝定子時(shí),用潤(rùn)滑油涂抹轉(zhuǎn)子,定子內(nèi)腔表面,有利于定子安裝;
8、安裝裝配時(shí),聯(lián)軸器安裝偏差:△Y≤0.2mm,△α≤30。
1、每日的維護(hù)和保養(yǎng)
1.1在螺 桿泵停泵時(shí)檢查齒輪箱內(nèi)的油位。若有必要,拆下注油螺塞,加油至油標(biāo)的中心處為止。
1.2聽(tīng)聽(tīng)是否有異常噪聲與震動(dòng)。
1.3在泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)檢查泵是否有泄漏。
注意:對(duì)于機(jī)械 密封,在大多數(shù)情況下,由于汽化導(dǎo)致從密封泄液孔處觀察不到泄漏,但有時(shí)少量而又穩(wěn)定的泄漏是允許的?!?br> 2、每周檢查與保養(yǎng)
2.1對(duì)于已經(jīng)停止工作一周以上的泵,應(yīng)打開(kāi)進(jìn)、出口閥門,接通電動(dòng)機(jī)電源,點(diǎn)動(dòng)幾次泵。
2.2檢查進(jìn)、出口管道上的閥門是否可以工作正常?!?br> 3、每季的維護(hù)與保養(yǎng)
3.1檢查所有基礎(chǔ)上的螺母和壓緊裝置的螺栓是否松動(dòng)。
3.2安裝規(guī)定每三月把齒輪箱的油更換一次。松開(kāi)齒輪箱的放泄螺塞,將齒輪油放掉。擰緊放泄螺塞,打開(kāi)注油螺塞,注入清潔的輕油,清洗齒輪箱。清洗干凈后打開(kāi)放泄螺塞,放掉輕油,擰緊放泄螺塞,從注油螺塞口注入規(guī)定的齒輪油至油標(biāo)中間,擰緊注油螺
4、每年的維護(hù)與保養(yǎng)
4.1檢查聯(lián)軸器的對(duì)中情況?!?br> 4.2對(duì)照泵和電機(jī)的數(shù)值,檢查泵的流量、壓力和功率的情況。如果有必要,在壓力和流量下降很多的情況下,則應(yīng)對(duì)泵進(jìn)行拆卸檢修,更換維修已損壞的部件。當(dāng)然如果泵的性能仍然令人滿意,則無(wú)需拆泵維修?!?br> 5、潤(rùn)滑油系統(tǒng)油料更換時(shí)間
5.1軸承每月加入一次3#通用鋰基潤(rùn)滑脂。
5.2齒輪箱新泵累計(jì)250小時(shí)更齒輪油;連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)每1000小時(shí),更換一次上述相同的齒輪油。
5.3機(jī)械密封油:保證停機(jī)時(shí)油位在檢視孔中心,日常視情況補(bǔ)充,每半年更換一次。
保持螺桿泵抽油的高產(chǎn)率
*通用的機(jī)械采油法螺桿泵抽油,而其常見(jiàn)的作業(yè)問(wèn)題是泵不能*充滿,造成生產(chǎn)率低,泵不*充滿是由于泵的容量大于井的產(chǎn)量或泵吸入口處氣分離不好,一部分泵排量受氣干擾而損失,如果消除泵內(nèi)氣的干擾和控制泵的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間,使泵排量與流入井底的液量相匹配,就可以提率和降低成本。保持抽油的高產(chǎn)率的具體做法如下:
1 、應(yīng)進(jìn)行聲波液面測(cè)定,確定產(chǎn)液面與泵吸入口的相對(duì)深度。若液面高于泵吸入口,那么井不可能以大產(chǎn)量開(kāi)采。如果是氣干擾影響產(chǎn)率,則液面高于泵吸入口;若是抽量過(guò)大導(dǎo)致低產(chǎn),則液面應(yīng)在泵吸入口處或附近。
2 、示功計(jì)測(cè)定泵充滿系數(shù)百分率,應(yīng)用綜合數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可同時(shí)獲得馬達(dá)功率和示功數(shù)據(jù)。示功圖的主要用途之一是診斷泵是怎樣運(yùn)行的和分析井下問(wèn)題。應(yīng)用生產(chǎn)液面測(cè)量結(jié)合示功圖可了解井是否以大產(chǎn)量生產(chǎn)、液柱高度是否高于泵吸入口深度、泵是否不*充滿和游離氣是否沿套管環(huán)空向上運(yùn)移。
3 、診斷低能效井。診斷的方法是確定抽油系統(tǒng)的總效率,而確定總效率只需測(cè)量輸入原動(dòng)機(jī)的功率、測(cè)定井底生產(chǎn)壓力和的生產(chǎn)測(cè)試數(shù)據(jù)。一般游梁式抽油系統(tǒng)的總效率應(yīng)為 50 %左右,若低于此應(yīng)提高其 性能 。提高總效率的技術(shù)包括保持高容積效率(泵的規(guī)格與井筒注入量匹配、消除氣干擾、用抽空 控制器 或定時(shí)器控制抽油)和換掉過(guò)大的 電動(dòng)機(jī) 。
4 、井下氣分離。無(wú)效的泵運(yùn)轉(zhuǎn)常是氣干擾造成的,可通過(guò)聲波液面測(cè)量和示功圖進(jìn)行診斷。好是將泵吸入口置于流體進(jìn)入層段的下方,若置于上方則應(yīng)使用氣體分離器。若閥座短節(jié)布置于流體進(jìn)入層段底部以下至少 10ft ,則在環(huán)空中可發(fā)生有效氣分離,此時(shí)套管起分離器外筒的作用。但井的條件常不容許將泵置于流體進(jìn)入層下方,則考慮用井下氣分離器。常規(guī)的氣分離器由流體進(jìn)入部分(如射孔短節(jié))、外筒(如底部有堵頭的一節(jié)油管)和泵底部的封液管組成。
5 、控制螺桿泵排量,可通過(guò)調(diào)節(jié)4種數(shù)進(jìn)行控制:柱塞尺寸、沖程度、泵沖數(shù)、每日運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。因起出設(shè)備費(fèi)用大,通常不更換尺寸不合適的泵。簡(jiǎn)單的做法是改變地面設(shè)備的配置,如移動(dòng)游梁拉桿來(lái)改變地面和泵的沖程長(zhǎng)度;其次是換掉馬達(dá)皮帶輪來(lái)控制泵的沖數(shù)。泵容積與井產(chǎn)能的匹配問(wèn)題可通過(guò)改變?nèi)者\(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn),以下幾種裝置能用來(lái)控制運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間:空抽控制器、間隔定時(shí)器和百分率定時(shí)器。空抽控制器若檢測(cè)到泵不*充滿就停泵。定時(shí)器控制泵的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間,較便宜且操作簡(jiǎn)單。停泵的持續(xù)時(shí)間應(yīng)短到井底生產(chǎn)壓力上升不超過(guò) 10 %的油層壓力。 作業(yè)者可對(duì)每口井用 45min 進(jìn)行上述聲波、示功計(jì)等測(cè)定,確定井的產(chǎn)能、井下泵動(dòng)態(tài)、井下氣分離器動(dòng)態(tài)、抽油桿和游梁式抽油機(jī)負(fù)荷、馬達(dá)動(dòng)態(tài)。通過(guò) 45min 的分析,作業(yè)者可使井產(chǎn)量達(dá)到大,作業(yè)成本降低。
螺桿泵在劇烈震動(dòng)下會(huì)導(dǎo)致抽水的效果不是很好,首先要去了解一下螺桿泵會(huì)在什么樣的情況下會(huì)發(fā)生劇烈的震動(dòng)。
種原因有可能是與聯(lián)軸器的接觸不是很好,軸承損壞或者是出現(xiàn)彎曲
第二種原因有可能是在螺桿泵工作的時(shí)候轉(zhuǎn)動(dòng)部分的一些零件出現(xiàn)松動(dòng)或是損壞
第三種原因有可能是管路部分的支架比較松
第四種原因有可能是安裝的時(shí)候螺絲帽沒(méi)有擰緊
第五種原因有可能是螺桿泵工作的時(shí)的專項(xiàng)不對(duì)
當(dāng)螺桿泵抽水不良的時(shí)候首先要檢查這些小問(wèn)題,經(jīng)過(guò)逐一的檢查以后,還可以查看一下是否有淤塞物,查看一下工作時(shí)的轉(zhuǎn)向,底閥是否需要修理,清洗一下葉輪等等一些的措施進(jìn)行一下簡(jiǎn)單的處理。
1. 李福天.螺桿泵.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010.03:1-4