螺桿泵技術(shù)說明

　　螺桿泵是容積泵的一種，是由幾個相互嚙合的螺桿間容積變化來輸送液體的容積轉(zhuǎn)子泵。根據(jù)互相嚙合同時工作的螺桿數(shù)目的不同，螺桿泵通常可分為單螺桿泵和多螺桿泵(雙螺桿、三螺桿、五螺桿等)。
 

　　1.單螺桿泵
 

　　單螺桿泵是一種按回轉(zhuǎn)內(nèi)嚙合容積式原理工作的泵，主要由偏心轉(zhuǎn)子和固定的襯套定子構(gòu)成。轉(zhuǎn)子和定子都具有特殊的幾何形狀，它們在泵的內(nèi)部形成多個密封的工作腔，隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，這些密封工作腔在一端不斷地形成，在另一端不斷地消失。各密封腔可連續(xù)無脈動地從一端吸入液體，并從另一端壓出。單螺桿泵中的液體是沿軸向均勻流動的，且內(nèi)部流速較低，由于容積保持不變，因而不會形成渦流和攪動，從而對所輸送的液體無壓損。典型的單螺桿泵結(jié)構(gòu)如圖1所示。
 

　　圖1 單螺桿泵結(jié)構(gòu)示意圖
 

　　1—出料口；2—定子；3—螺桿軸；4—萬向節(jié)總成；5—吸入口；6—連節(jié)軸；7—填料座；8—填料壓蓋；9—軸承座；10—軸承蓋；11—電動機；12—聯(lián)軸器；13—軸套；14—軸承；15—傳動軸；16—底座
 

　　單螺桿泵由于結(jié)構(gòu)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(yōu)點：能輸送高固體含量的介質(zhì)；流量均勻，壓力穩(wěn)定，低轉(zhuǎn)速時更為明顯；流量與泵的轉(zhuǎn)速成正比，因而具有良好的變量調(diào)節(jié)性；泵多用于輸送不同黏度的介質(zhì)；泵的安裝位置可以任意傾斜，具有體積小、重量輕、噪聲低、結(jié)構(gòu)簡單以及維修方便等特點。
 

　　單螺桿泵目前在石油鉆采和石油輸送中得到了廣泛的應(yīng)用。
 

　　2. 多螺桿泵
 

　　多螺桿泵有雙螺桿泵、三螺桿泵、五螺桿泵，其中常見的是雙螺桿泵和三螺桿泵。這種泵其中一根是主動螺桿，呈右旋凸螺桿，其余為從動螺桿，呈左旋凹螺桿。
 

　　1)雙螺桿泵
 

　　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抽送液體，一根為主動桿，另一根為從動桿，其結(jié)構(gòu)和工作原理如圖2所示。雙螺桿泵作為一種容積式泵，泵內(nèi)吸入室應(yīng)與排出室嚴密地隔開。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動時，吸入腔容積增大，壓力降低，液體在泵內(nèi)外壓差作用下沿吸入管進入吸入腔。隨著螺桿轉(zhuǎn)動，密封腔內(nèi)的液體連續(xù)均勻地沿軸向移動到排出腔，由于排出腔一端容積逐漸縮小，將液體排出。
 

　　圖2 雙螺桿泵的結(jié)構(gòu)組成及工作原理
 

　　1—齒輪箱蓋；2—齒條；3—滾動軸承；4—后支撐；5—機械密封；6—螺套A、B；7—泵體；8—調(diào)節(jié)螺栓；9—襯套；10—主動軸；11—前支架；12—從動軸；13—滾動軸承；14—壓蓋
 

　　對于外置軸承的雙螺桿泵，通過軸承定位，兩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。兩根螺桿的傳動由同步齒輪完成。齒輪箱中有獨立的潤滑，與泵工作腔隔開。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點大大拓寬了雙螺桿泵的使用范圍，即除了輸送潤滑性良好的介質(zhì)外，還可輸送大量的非潤滑性介質(zhì)，各種黏度(較高黏度可達3x 106mm2/s)的介質(zhì)以及具有腐蝕性(酸、堿等性質(zhì))、磨蝕性的液體。雙螺桿泵由于其恒定間隙的存在以及型線上的特點，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雜物，即氣液混輸，這也是雙螺桿泵非常優(yōu)點之一。
 

　　雙螺桿泵由于結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以自吸而無需專門的自吸裝置，而且由于軸向輸送軸流速度較小而具備很強的吸上能力，即很小的NPSHr值。雙螺桿泵還可干轉(zhuǎn)。由于運動部件在工作時互不接觸，因此短時的干轉(zhuǎn)不會破壞泵元件，這種特點給自動控制的流程提供了極大的方便。但干運轉(zhuǎn)時間受多種因素限制，一般很短。
 

　　2)三螺桿泵
 

　　三螺桿泵的內(nèi)部由一根主動螺桿、兩根從動螺桿和包容三根螺桿的襯套組成密封腔，腔內(nèi)的液體隨著螺桿的旋轉(zhuǎn)做軸向移動，達到輸送液體的目的。該泵的特殊結(jié)構(gòu)保證了主從桿不受徑向力的作用，軸向力采用液壓平衡，軸承只承受螺桿的自重及很小的剩余軸向力，從動桿插入平衡套(平衡套起平衡軸向力的作用，又作滑動軸承使用)，螺桿的幾何尺寸保證主桿到從桿不傳遞扭矩。從動桿是由輸送液體的壓力作用而旋轉(zhuǎn)的，從而保證了三螺桿具有很長的使用壽命和較高的機械效率，線型設(shè)計及加工工藝，使各密封腔隔開，從而具有較高的容積效率。
 

　　三螺桿泵在油庫和泵站中常作為輔助用泵來輸送潤滑油及中等黏度的油品，油氣混輸用的雙吸臥式三螺桿泵廣泛用于各油田的油氣集輸。三螺桿泵的結(jié)構(gòu)如圖3所示。