基本介紹
- 中文名：不鏽鋼螺桿泵
- 套用領域：船舶工程、船舶機械
- 行業：機械製造
簡介,工作原理,優點,結構,使用壽命,性能,磨損原因,管理,
簡介
不鏽鋼單螺桿泵是一種單螺桿式輸運泵,它的主要工作部件是偏心螺旋體的螺桿（稱轉子）和內表面呈雙線螺旋面的螺桿襯套（稱定子）。其工作原理是當電動機帶動泵軸轉動時,螺桿一方面繞本身的軸線旋轉,另一方面它又沿襯套內表面滾動,於是形成泵的密封腔室。螺桿每轉一周,密封腔內的液體向前推進一個螺距,隨著螺桿的連續轉動,液體螺旋形方式從一個密封腔壓向另一個密封腔,最後擠出泵體。螺桿泵是一種新型的輸送液體的機械,具有結構簡單、工作安全可靠、使用維修方便、出液連續均勻、壓力穩定等優點。一種利用螺桿的旋轉來吸排液體的泵，它最適於吸排黏稠液體.
螺桿泵
螺桿泵工作原理
螺桿泵是利用螺桿的迴轉來吸排液體的。由於各螺桿的相互嚙合以及螺桿與襯筒內壁的緊密配合，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，並自吸入室沿螺桿軸向連續地推移至排出端，將封閉在 各空間中的液體不斷排出，猶如一螺母在螺紋迴轉時被不斷 向前推進的情形那樣，這就是
不鏽鋼單螺桿泵工作時，液體被吸入後就進入螺紋與泵殼所圍的密封空間，當主動螺桿旋轉時，螺桿泵密封容積在螺牙的擠壓下提高螺桿泵壓力，並沿軸向移動。由於螺桿是等速旋轉，所以液體出流流量也是均勻的。
不鏽鋼單螺桿泵特點為：螺桿泵損失小，經濟性能好。壓力高而均勻，流量均勻，轉速高，能與原動機直聯。
不鏽鋼單螺桿泵可以輸送潤滑油，輸送燃油，輸送各種油類及高分子聚合物，用於輸送黏稠液體。
輸送高粘度介質：
根據泵的大小不同可以輸送粘度從37000-200000厘泊的介質。
含有顆粒或纖維的介質：顆粒直徑可以這30mm（不超過轉子偏心距）。纖維長可以350mm（相當0.4位轉子的螺距）。其含量一般可達介質窖的40%，若介質中的固體物為細微之粉沫狀時，最高含量可達 60%或更高也能輸送。
要求輸送壓力穩定，介質固有結構不愛破壞時，選用單螺桿泵輸送最為理想。
泵體劇烈振動或產生噪音：
產生原因：水泵安裝不牢或水泵安裝過高；電機滾珠軸承損壞；水泵主軸彎曲或與電機主軸不同心、不平行等。
處理方法：裝穩水泵或降低水泵的安裝高度；更換電機滾珠軸承；矯正彎曲的水泵主軸或調整好水泵與電機的相對位置。
傳動軸或電機軸承過熱：
產生原因：缺少潤滑油或軸承破裂等。
處理方法：加注潤滑油或更換軸承。
水泵不出水：
產生原因：泵體和吸水管沒灌滿引水；動水位低於水泵濾水管；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，並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， 並分別和背面的凹槽D、E相連通。由於在槽D、E與槽F(它屬 於另一頭螺線)相銜接的密封面上，也存在著類似於正面的三 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(如採用單頭螺紋，則凹槽將順軸向盤饒螺桿， 將吸排口貫通，無法形成密封)。不難想像，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於累桿的導程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於一個導程。
優點
1)壓力和流量範圍寬闊。壓力約在3.4-340千克力/cm 2，流量可達18600cm3/分；
2)運送液體的種類和粘度範圍寬廣；
3)因為泵內的迴轉部件慣性力較低，故可使用很高的轉速；
4)吸入性能好，具有自吸能力；
5)流量均勻連續，振動小，噪音低；
6)與其它迴轉泵相比，對進入的氣體和污物不太敏感；
7)結構堅實，安裝保養容易。
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。
結構
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，由於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。
不鏽鋼單螺桿泵工作時，兩端分別作用著液體的吸排壓力，因此對螺桿要產生軸向推力。對於壓差小於10千克力/cm2 的小型泵，可以採用止推軸承。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，就必須設定安全閥。
不鏽鋼單螺桿泵的軸封，通常採用機械軸封，並可根據工作壓力的高低採取不同的形式。
使用壽命
減少螺桿泵停井次數 ,對含砂井在停井前應採用清水或不含砂液體置換出泵體和油管內井液。防止出現砂埋油管 (氣錨 )、砂卡等現象。
推廣採用變頻控制技術 ,解決抽油光桿的轉速和可以減少啟動扭矩的測定問題 ,完全實現實時、自動、連續 ,緩慢釋放反轉扭矩 ,減少在電機突然啟動過程中扭矩及剪下力的突然升高 ,避免了反轉 ,降低了抽油桿斷、脫幾率 ,延長了檢泵周期 ,但只是將其做為軟啟動裝置使用 ,針對海上地質情況複雜 ,螺桿泵氣、水、油含量在不同壓差下不同的現實情況 ,建議在所有安裝變頻器的螺桿泵油井其轉速統一上調至 (工頻 50 Hz、驅動頭 5∶1) 186 r/ min利用變頻器通過調節頻率進行轉速控制 ,通過試驗選擇最大效益點 ,大大減少勞動強度。
性能
3.1 排量
博生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—螺桿螺紋的導程， m；n—主動螺桿的每分鐘轉數。
不鏽鋼單螺桿泵的內部泄漏量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的係數；m=0.3-0.5。
泵在壓送不同粘度的液體時，其排量會發生變化。排量和 粘度的關係可由下式表示：
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生的摩擦損失，可由下式表示：
Nf=Kn1.5D2 σm 千瓦
式中：n—轉速；D—主動螺桿的外徑；—粘度；K—與螺桿長度有關的係數；m=0.3-0.5。
由上可見，當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，當計算泵的軸功率時，如採用理論排量，則泵的軸功率由下式表示：
N=NfPQt10-3 千瓦
磨損原因
螺桿磨損五點原因:
1、每種塑膠，都有一個理想塑化的加工溫度範圍，應該控制料筒加工溫度，使之接近這個溫度範圍。粒狀塑膠從料斗進入料筒，首先會到達加料段，在加料段必然會出現乾性磨擦，當這些塑膠受熱不足，熔融不均時，很易造成料筒內壁及螺桿表面磨損增大。同樣，在壓縮段和均化段，如果塑膠的熔融狀態紊亂不均，也會造成磨損增快。
2、轉速應調校得當。由於部分塑膠加有強化劑，如玻璃纖維、礦物質或其他填充料。這些物質對金屬材質的磨擦力往往比熔融塑膠的大得多。在注塑這些塑膠時，如果用高的轉速成，則在提高對塑膠的剪下力的同時，亦將令強化相應地產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。無機礦物質在金屬表面高速滑行時，其刮削作用也不小。所以轉速不宜調得太高。
3、螺桿在機筒內轉動，物料與二者的摩擦，使螺桿與機筒的工作表面逐漸磨損：螺桿直徑逐漸縮小，機筒的內孔直徑逐漸加大。這樣，螺桿與機筒的配合直徑間隙，隨著二者的逐漸磨損而一點點加大。可是，由於機筒前面機頭和分流板的阻力沒有改變，這就增加了被擠塑物料前進時的漏流量，即物料從直徑間隙處向進料方向流動量增加。結果使塑膠機械生產量下降。這種現象又使物料在機筒內停留時間增加，造成物料分解。如果是聚乙烯，分解產生的氯化氫氣體加強了對螺桿和機筒的腐蝕。
4、 物料中如有碳酸鈣和玻璃纖維等填充料，能加快螺桿和機筒的磨損。
5、 由於物料沒有塑化均勻，或是有金屬異物混入料中，使螺桿轉動扭矩力突然增加，這種扭矩超出螺桿的強度極限，使螺桿扭斷。這是一種非常規事故損壞。
管理
4.1 起動
不鏽鋼單螺桿泵應在吸排停止閥全開的情況下起動，以防過載或吸空。
不鏽鋼單螺桿泵雖然具有乾吸能力，但是必須防止乾轉，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，應在吸排閥和旁通閥全開的情況下起動，讓泵起動時的負荷最低，直到原動機達到額定轉速時，再將旁通閥逐漸關閉。
當旁通閥開啟時，液體是在有節流的情況下在泵中不斷循環流動的，而循環的油量越多，循環的時間越長，液體的發熱也就越嚴重，甚至使泵因高溫變形而損壞，必須引起注意。
4.2 運轉
不鏽鋼單螺桿泵必須按既定的方向運轉，以產生一定的吸排。
泵工作時，應注意檢查壓力、溫度和機械軸封的工作。對軸封應該允許有微量的泄漏，如泄漏量不超過20-30秒/滴，則認為正常。假如泵在工作時產生噪音，這往往是因油溫太低，油液粘度太高，油液中進入空氣，聯軸節失中或泵過度磨損等原因引起。
4.3 停車
泵停車時，應先關閉排出停止閥，並待泵完全停轉後關閉吸入停止閥。
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。對軸系的連線必須很好對中；對中工作最好是在安裝定位後進行，以免管路牽連造成變形；連線管路時應獨立固定，儘可能減少對泵的牽連等。此外，備用螺桿，在保存時最好採用懸吊固定的方法，避免因放置不平而造成的變形公元前三世紀，阿基米德發明的螺旋桿，可以平穩連續地將水提至幾米高處，其原理仍為現代螺桿泵所利用。
