單螺桿泵

單螺桿泵（helical rotor pump;single-screw pump;mono pump）屬於轉子式容積泵，它是依靠螺桿與襯套相互嚙合在吸入腔和排出腔產生容積變化來輸送液體的。它是一種內嚙合的密閉式螺桿泵，主要工作部件由具有雙頭螺旋空腔的襯套（定子）和在定子腔內與其嚙合的單頭螺旋螺桿（轉子）組成。當輸入軸通過萬向節驅動轉子繞定子中心作行星迴轉時，定子 — 轉子副就連續地嚙合形成密封腔，這些密封腔容積不變地作勻速軸向運動，把輸送介質從吸入端經定子 — 轉子副輸送至壓出端，吸入密閉腔內的介質流過定子而不被攪動和破壞。單螺桿泵分類：整體不鏽鋼單螺桿泵，軸不鏽鋼單螺桿泵。

基本介紹

• 中文名：單螺桿泵
• 外文名：Single screw pump
• 所屬學科：機械工程
• 材料：不鏽鋼、鑄鋼等
• 驅動：電機驅動
• 級數：一級、二級

概述

單螺桿泵在已開發國家已廣泛使用，德國稱“偏心轉子泵”。由於其優良的性能，在國內的套用範圍也在迅速擴大。它的最大特點是對介質的適應性強、流量平穩、壓力脈動小、自吸能力高，這是其它任何泵種所不能替代的。

工作原理

螺桿具有單頭螺紋，其任意截面皆為半徑為R的圓，截面的中心位於螺旋線上且與螺桿的軸心線偏離一個偏心距e，繞軸旋轉且沿軸向移動而形成的

頭數比Lobes：螺桿的定子的頭數T1比轉子的頭數T2多一個，即T1=T2+1。他們的比值成為頭數比。螺桿泵可以分為單頭（1：2）和多頭（2：3，3：4）等。

頭數比越多，螺桿泵的輸出扭矩越大，轉速越低。反之，輸出的扭矩越小，轉速越高。

襯套內表面具有雙螺紋，其任意截面為一長圓，兩端是半徑為R（等於螺桿截面半徑）的半圓，中間是長為4e的直線段。襯套的任意截面都是相同的長圓，只是彼此互相錯開一個角度。

螺桿裝入襯套後，螺桿表面與襯套內螺紋表面之間形成一個個封閉的腔室，同時任意截面也被分成上下兩個月牙形工作室（如圖1-3所示）。當螺桿旋轉時，靠近吸入室的第一個工作室的容積逐漸增大，形成負壓，在壓差的作用下液體被吸入工作室。隨著螺桿的繼續轉動，工作腔容積不斷增至最大後，這個工作室封閉，並將液體沿軸向推向壓出室。與此同時上下兩個工作室交替循環地吸入和排出液體，因此液體被連續不斷地從吸入室沿軸向推向壓出室。

使用範圍

使用範圍極廣，主要套用於：環境保護、船舶工業、石油工業、醫藥、日化、釀造業、建築工業、採礦工業、化學工業、印刷、造紙工業。

適用範圍

輸送高粘度介質：根據泵的大小不同可以輸送粘度從0-200000厘泊的介質。

級數選擇

磨損性	一級	二級
無	0.6MPa	1.2MPa
一般	0.4MPa	0.8MPa
嚴重	0.2MPa	0.4MPa

含有顆粒或纖維的介質：顆粒直徑可以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，介質固有結構不受破壞時，選用單螺桿泵輸送最為理想。

產品特點

單螺桿泵由於結構和工作特性，與活塞泵離心泵、葉片泵、齒輪泵相比具有下列諸多優點：

1、能輸送高固體含量的介質；

2、流量均勻壓力穩定，低轉速時更為明顯；

3、流量與泵的轉速成正比，因而具有良好的變數調節性；

4、一泵多用可以輸送不同粘度的介質；

5、泵的安裝位置可以任意傾斜；

6、適合輸送敏感性物品和易受離心力等破壞的物品；

7、體積小，重量輕、噪聲低，結構簡單，維修方便。

選型問題

選用泵的規格是根據被輸送液體的性質和流量、壓力來決定的，而泵的轉速則由輸送液體的粘度和腐蝕性、作為主要參數來選擇，才能保證泵可靠運行。

泵的設計轉速為輸送清水或清水相類似的無腐蝕性液體時允許最高轉速，在實際使用中因介質性質與壽命要求不同，選用時一般都應低於設計轉速。對高粘度和含顆粒介質，一般採用設計轉速的1/2-1/3 或更低些，低轉速對泵的磨損有利，但在使用後由於定子的磨損流量下降，這時可適當提高轉速，以補償流量下降也為常策。

輸送介質的溫度應在 -10 ℃～80℃特殊情況可高達120℃。

泵的每級（定子的一個導程）正常壓力為 0.6Mpa，短時間（不超過30分鐘）內允許高達0.8Mpa，當磨損後在相同輸出壓力時的容積效率要逐步下降。

泵送清水時最高吸程為 8米，實際使用建議不超過6.5米，當泵送高粘度介質時，應以正壓吸入。

G型

濃漿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，密封腔中的液體向前推進一個螺距。隨著螺桿的連續傳動，液體以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。濃漿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。濃漿泵凡接觸物料的金屬零件均選用優質不銹耐酸鋼製作，軸材料2cr13襯筒採用無毒無味的橡膠、工作溫度可達100℃，可用於輸送食品漿料和粘度10000泊斯卡·秒含有固體顆粒或膠塊的溶液漿，懸浮液的腐蝕性介質。廣泛於食品、冶金、建築、製藥、化工等工業部門。

工作原理

G型單螺桿是按迥轉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(轉子)和固定的襯套(定子)。

由於該二部件的特殊幾何形狀，分別形成單獨的密封容腔，介質由軸向均勻推行流動，內部流速低，容積保持不變，壓力穩定，因而不會產生渦流和攪動。每級泵的輸出壓力為0.6MPa，揚程60m（清水），自吸高度一般在6m，適用於輸送介質溫度80℃以下(特殊要求可達150℃)。

G型單螺桿泵結構緊湊，體積小，維修簡便。對介質的適應性強，流量平穩，壓力脈動小，自吸能力高。工作溫度可達120℃。廣泛用於食品、冶金、造紙、印染、化工、化肥、製藥等工業部門。

因定子選用多種彈性材料製成，所以這種泵對高粘度流體的輸送和含有硬質懸浮顆粒介質或含有纖維介質的輸送，有一般泵種所不能勝任的特點。其流量與轉速成正比。

傳動可採用聯軸器直接傳動，或採用調速電機，三角帶，變速箱等裝置變速。

這種泵零件少，結構緊湊，體積小，維修簡便，轉子和定子是本泵的易損件，結構簡單，便於裝拆。

性能參數

G型單螺桿泵型號說明

型號	流量	壓力	允許最	電機	必需汽	進口法	出口法	允許顆	允許纖
	(m3/h)	(Mpa)	高轉數	功率	蝕餘量	蘭通徑	蘭通徑	粒直徑	維長度
			(r/min)	(kw)	(m)	(mm)	(mm)	(mm)	(mm)
G20-1	0.8	0.6	960	0.75	4	25	25	1.5	25
G20-2		1.2		1.5
G25-1	2	0.6	960	1.5		32	25	2	30
G25-2		1.2		2.2
G30-1	5	0.6	960	2.2		50	40	2.5	35
G30-2		1.2		3
G35-1	8	0.6	960	3		65	50	3	40
G35-2		1.2		4
G40-1	12	0.6	960	4		80	65	3.8	45
G40-2		1.2		5.5
G50-1	20	0.6	960	5.5	4.5	100	80	5	50
G50-2		1.2		7.5
G60-1	30	0.6	720	11	5	125	100	6	60
G60-2		1.2		15
G70-1	45	0.6	720	11		150	125	8	70
G70-2		1.2		18.5
G85-1	65	0.6	630	15		150	150	10	80
G85-2		1.2		30
G105-1	100	0.6	500	30		200	200	15	110
G105-2		1.2		55
G135-1	150	0.6	400	45		250	250	20	150
G135-2		1.2		90

常用橡膠

橡膠的適應性	丁晴橡膠	氟橡膠	食品橡膠	乙丙橡膠
介質代號	NBR	FPM	W.NBE	EPD
水含污水	●	●	●	●
植物油	●	●	●	△
礦物油	●	●	●	×
氨水	●	×	●	△
芳香族溶劑	×	●	×	×
濃鹼	●	×	●	●
濃硝酸	×	△	×	×
冰醋酸	●	●	●	×
稀硫酸	●	●	●	●
濃硫酸	×	●	×	△
稀鹽酸	●	●	×	●
濃鹽酸	●	●	●	●
熱水	△	×	△	●
汽油	●	●	●	×
甲苯	×	●	×	×
二甲苯	×	●	×	×
乙醇	●	●	●	△

煤油	●	●	●	×
柴油	●	●	●	×
氯化氬	×	△	×	×
含酮類物料	×	×	×	●
含醇類物料	●	●	●	●
含脂類物料	×	×	×	●
含醚類物料	×	×	×	●
泥漿	●	△	●	●
磷酸	△	△	△	●
碳酸鈉	●	×	●	●
糖醛	△	△	△	●
苯100	×	●	×	×
丙酮	×	×	×	●
亞麻子油	●	●	●	●
二硫化碳	×	●	×	×

驅動方式

單螺桿泵驅動方式分為：

背包式單螺桿泵

1.由彈性聯軸器聯接合變頻調速電機驅動方式

2.由彈性聯軸器聯接和固定減速電機驅動方式

3.由彈性聯軸器聯接和無級變速電機驅動方式

常見故障

單螺桿泵再抽一些井中的油時經常會遇到的故障：桿斷脫、泵漏失、定子溶脹、定子脫膠、管漏失等，下面具體介紹下。

1、桿斷脫

由於單螺桿泵抽油桿負荷過大、磨損或誤操作等原因，引起抽油桿斷裂，脫扣或擼扣的情況，具體表現為：在短期內，泵效大幅度下降，動液面迅速上升，電流下降甚至接近空載電流。扭矩和軸向力仍為平穩直線，但由於缺少了井下泵的工作扭矩，光桿扭矩值遠小於正常工作範圍，軸向力缺少了液壓力對轉子產生的軸向力，因此也小於正常範圍，根據斷脫部位，桿柱自重產生的軸向力不同，據此可計算出桿柱斷脫深度。

2、泵漏失

由於單螺桿泵的定子橡膠磨損，造成定轉子過盈減小，泵承壓能力下降。因此，漏失量增加。具體表現為：泵效逐漸下降，動液面逐漸上升，電流逐漸下降。由於漏失量加大，泵有功扭矩下降，扭矩低於正常範圍。由於液壓力產生的軸向力下降，軸向力低於正常範圍，但仍大於桿柱在采出液中的重量。

3、定子溶脹

由於采出液的作用。單螺桿泵的定子橡膠發生溶脹，造成定轉子過盈增加，泵效和動液面正常，電流增加，由於過盈大，定轉子的初始扭矩增加，因此光桿扭矩增加，超過正常範圍，嚴重時會造成定轉子抱死，但軸向力正常。

4、定子脫膠

定子脫膠是由於定子粘接強度不夠造成。表現形式為泵效急劇下降，動液面上升，電流下降並波動。脫膠時，泵有功扭矩為零，光桿扭矩下降很大。另外，由於脫膠後定轉子之間發生不規則摩擦。光桿扭矩會出現不規則液動。液壓力產生的軸向力為零，因此，光桿軸向力低於正常範疇，但仍高於桿柱在采出液的重量。

5、管漏失

管漏失是由於油管壁上存在裂縫造成的。現象為泵效下降，動液面上升，電流減小。由於單螺桿泵工作壓差減小，泵有功扭矩下降，光桿扭矩低於正常範圍，液壓力產生的軸向力減小，光桿軸向力略低於正常範圍，但仍高於桿柱在液體中的重量。

這是單螺桿泵在抽井中的油時常遇到的故障類型，在使用時一定要注意。