螺桿泵的工作原理
螺桿泵是一種新型泵種,按迥轉(zhuǎn)嚙合容積式原理工作。它的主要工作部件包括偏心螺桿(轉(zhuǎn)子)和固定的襯套(定子)。由于定子和轉(zhuǎn)子的特殊幾何形狀,它們能夠分別形成單獨的密封容腔。在這些密封容腔內(nèi),介質(zhì)能夠在軸向被均勻推行流動,其內(nèi)部流速較低,容積保持不變,壓力穩(wěn)定,因此不會產(chǎn)生渦流和攪動。
螺桿泵因其定子選用多種彈性材料糅合制成,因此在高粘度流體、含有硬質(zhì)懸浮顆粒介質(zhì)或含有纖維介質(zhì)的輸送方面,相比其他泵種具有明顯優(yōu)勢。這使得螺桿泵被廣泛應(yīng)用于出砂井和稠油井當中。此外,螺桿泵還常被用于工業(yè)管道系統(tǒng)、輸送機械液體、空調(diào)冷卻、換熱循環(huán)系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等各種場合。
根據(jù)螺桿的數(shù)目,螺桿泵可以分為單螺桿泵、雙螺桿泵和多螺桿泵。在單螺桿泵中,單根螺桿在泵體的內(nèi)螺紋槽中嚙合轉(zhuǎn)動;而在雙螺桿泵和多螺桿泵中,則是多個螺桿相互嚙合來輸送液體。
螺桿泵在運行時,電動機帶動泵軸轉(zhuǎn)動,螺桿一方面繞本身的軸線旋轉(zhuǎn),另一方面又沿襯套內(nèi)表面滾動,形成泵的密封腔室。隨著螺桿的連續(xù)轉(zhuǎn)動,密封腔內(nèi)的液體被推送前進,并最終擠出泵體。
螺桿泵工作過程如下:
吸入階段: 當轉(zhuǎn)子在電機驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)時,其上的螺旋槽與定子內(nèi)壁形成的密封腔開始從吸入端向排出端移動。由于密封腔體積隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動而逐漸增大,形成了真空負壓區(qū),因此外部的流體就會在這個壓力差的作用下被吸入到這個密封腔內(nèi)。
壓縮與輸送階段: 隨著轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn),先前吸入的流體被困在不斷向前推進的螺旋槽中,并受到漸進壓縮。這種漸進的體積減小動作導(dǎo)致了流體的壓力升高,同時迫使流體沿著定子的軸向方向持續(xù)前進。
排出階段: 當充滿流體的密封腔達到定子的排出口位置時,受壓縮的流體在壓力作用下被強制排出泵體,進入管道系統(tǒng)中,完成一次輸送循環(huán)。緊接著,新的密封腔再次形成并重復(fù)上述過程。
特性及優(yōu)勢
自吸能力:由于螺桿泵獨特的構(gòu)造和工作方式,其具備良好的自吸能力,可以空轉(zhuǎn)啟動并在短時間內(nèi)建立起穩(wěn)定的流量。
低脈動、無泄漏:螺桿泵在運行過程中產(chǎn)生的脈動極小,能夠平穩(wěn)地輸送物料;同時,由于轉(zhuǎn)子與定子間的精密配合以及定子的彈性包容性,使得該類泵的密封性能優(yōu)異,幾乎不存在泄露問題。
適應(yīng)性強:螺桿泵不僅適用于各種黏度范圍內(nèi)的流體輸送,而且對于含有一定顆粒物或者纖維雜質(zhì)的介質(zhì)也能有效處理,不會因為顆粒堵塞而導(dǎo)致泵失效。
連續(xù)均勻輸送:螺桿泵的輸送量與轉(zhuǎn)速成正比,轉(zhuǎn)速穩(wěn)定意味著流量也穩(wěn)定,非常適合需要精確控制流量的應(yīng)用場景。
螺桿泵在多個領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用,以下是一些主要的應(yīng)用場景:
1. 工業(yè)領(lǐng)域:螺桿泵在石油、化工、食品、制藥、造紙、印染等行業(yè)的液體輸送中發(fā)揮著重要作用。在石油工業(yè)中,螺桿泵主要用于輸送含沙、含氣、高粘度和固量的稠油、蠟油、油渣等。在制藥行業(yè),螺桿泵則用于輸送濃度高、易結(jié)塊或有泡沫的藥液,如生物菌種、酶液和微粒懸浮液。
2. 農(nóng)業(yè)領(lǐng)域:螺桿泵可用于農(nóng)業(yè)灌溉、噴灑農(nóng)藥和肥料等。
3. 建筑領(lǐng)域:螺桿泵在建筑行業(yè)中常用于輸送混凝土、砂漿等建筑材料。
4. 船舶領(lǐng)域:螺桿泵不僅用于船舶的液體輸送和液壓系統(tǒng),還在輪底清洗、油水、油渣、油污水等介質(zhì)的輸送中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
5. 電力領(lǐng)域:螺桿泵在電力系統(tǒng)中也廣泛應(yīng)用,如熱電廠的重油及原油的輸送泵,以及在燃燒系統(tǒng)中作為原油、重油燃料泵。
6. 鋼鐵廠:螺桿泵在潤滑系統(tǒng)作潤滑泵,在液壓系統(tǒng)作供油泵,在燃燒系統(tǒng)作噴燃泵,在油庫作輸送泵。
總的來說,螺桿泵以其結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、工作穩(wěn)定、輸送介質(zhì)廣泛等優(yōu)點,在各種工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用。