螺杆泵的类别与原理分析

    螺杆泵是容积式转子泵，主要是依靠泵体与螺杆之间所形成的啮合空间容积变化和移动来输送液体或使液体增压的回转泵。螺杆泵按螺杆数目分为单螺杆泵、双螺杆泵和三螺杆泵等。

    当主动螺杆转动时，带动与其啮合的从动螺杆一起转动，吸入腔一端的螺杆啮合空间容积逐渐增大，压力降低。液体在压差作用下进入啮合空间容积。

    当容积增至而形成一个密封腔时，液体就在一个个密封腔内连续地沿轴向移动，直至排出腔一端。这时排出腔一端的螺杆啮合空间容积逐渐缩小，而将液体排出。

    螺杆泵的工作原理与齿轮泵相似，只是在结构上用螺杆取代了齿轮。泵有单吸式和双吸式两种结构,但单螺杆泵仅有单吸式。

    泵必须配带安全阀(单螺杆泵不必配带），以防止由于某种原因如排出管堵塞使泵的出口压力超过容许值而损坏泵或原动机。

    与叶片泵相比较，螺旋泵具有以下优点：

    ①转速低(一般为20r/min～90r/min)，机械磨损小，不会发生汽蚀。

    ②流道宽，可以输送含有固体物的水。

    ③泵体结构是半开的，可以观察到泵内的运行情况。

    ④吸入侧流态对水力性能影响甚微，对吸水池无特殊要求，基础开挖深度小，水工建筑物施工简单，土建费用少。

    其缺点是：

    ①尺寸大，占地面积也大。

    ②受机械加工条件限制，泵轴不能太长，因而扬程较低，一般不超过10m。

    ③吸水面、出水面高度变化不能太大，否则会影响工作效率，增加能耗。

    螺杆泵的分类：

    螺杆泵按螺杆数量分为。

    单螺杆泵——单根螺杆在泵体的内螺纹槽中啮合转动的泵。

    双螺杆泵——由两个螺杆相互啮合输送液体的泵。

    三螺杆泵——由多个螺杆相互啮合输送液体的泵。

    1.单螺杆泵

    是一种单螺杆式输运泵，它的主要工作部件是偏心螺旋体的螺杆（称转子）和内表面呈双线螺旋面的螺杆衬套（称定子）。

    其工作原理是当电动机带动泵轴转动时，螺杆一方面绕本身的轴线旋转，另一方面它又沿衬套内表面滚动，于是形成泵的密封腔室。

    螺杆每转一周，密封腔内的液体向前推进一个螺距，随着螺杆的连续转动，液体螺旋形方式从一个密封腔压向另一个密封腔，挤出泵体。

    螺杆泵是一种新型的输送液体的机械，具有结构简单、工作安全可靠、使用维修方便、出液连续均匀、压力稳定等优点。

    2.双螺杆泵和多螺杆泵

    下面以三螺杆为例。

    它主要是由固定在泵体中的衬套（泵缸）以及安插在泵缸中的主动螺杆和与其啮合的两根从动螺杆所组成。三根互相啮合的螺杆，在泵缸内按每个导程形成为一个密封腔，造成吸排口之间的密封。

    泵工作时，由于两从动螺杆与主动螺杆左右对称啮合，故作用在主动螺杆上的径向力完全平衡，主动螺杆不承受弯 曲负荷。

    从动螺杆所受径向力沿其整个长度都由泵缸衬套来支承，因此，不需要在外端另设 轴承，基本上也不承受弯曲负荷。

    在运行中，螺杆外圆表面和 泵缸内壁之间形成的一层油膜，可防止金属之间的直接接触，使螺杆齿面的磨损大大减少。

    螺杆泵工作时，两端分别作用着液体的吸排压力，因此对螺杆要产生轴向推力。对于压差小于10千克力/cm2 的小型泵，可以采用止推轴承。

    此外，还通过主动螺杆的中央油孔将 高压油引入各螺杆轴套的底部，从而在螺杆下端产生一个与轴向推力方向相反的平衡推力。

    螺杆泵和其它容积泵一样，当泵的排出口完全封闭时，泵内的压力就会上升到使泵损坏或使电动机过载的危险程度。

    所以，在泵的吸排口处，就必须设置安全阀。螺杆泵的轴封，通常采用机械轴封，并可根据工作压力的高低采取不同的形式。

    常见问题处理

    1.泵体剧烈振动或产生噪音：

    产生原因：水泵安装不牢或水泵安装过高；电机滚珠轴承损坏；水泵主轴弯曲或与电机主轴不同心、不平行等。

    处理方法：装稳水泵或降低水泵的安装高度；更换电机滚珠轴承；矫正弯曲的水泵主轴或调整好水泵与电机的相对位置。

    2.传动轴或电机轴承过热：

    产生原因：缺少润滑油或轴承破裂等。

    处理方法：加注润滑油或更换轴承。

    3.水泵不出水：

    产生原因：泵体和吸水管没灌满引水；动水位低于水泵滤水管；吸水管破裂等。

    选用及应用

    螺杆泵因其有可变量输送、自吸能力强、可逆转、能输送含固体颗粒的液体等特点，在污水处理厂中，广泛地被使用在输送水、湿污泥和絮凝剂药液方面。螺杆泵选用应遵循经济、合理、可靠的原则。

    如果在设计选型方面考虑不周，会给以后的使用、管理、维修带来麻烦，所以选用一台按生产实际需要，合理可靠的螺杆泵既能保证生产顺利进行，又可降低修理成本。

    1、螺杆泵的转速选用

    螺杆泵的流量与转速成线性关系，相对于低转速的螺杆泵，高转速的螺杆泵虽能增加了流量和扬程，但功率明显增大，高转速加速了转子与定子间的磨耗，必定使螺杆泵过早失效，而且高转速螺杆泵的定转子长度很短，极易磨损，因而缩短了螺杆泵的使用寿命。

    通过减速机构或无级调速机构来降低转速，使其转速保持在每分三百转以下较为合理的范围内，与高速运转的螺杆泵相比，使用寿命能延长几倍。

    2、螺杆泵的品质

    螺杆泵的种类较多，相对而言，进口的螺杆泵设计合理，材质精良，但价格较高，服务方面有的不到位，配件价格高，订货周期长，可能影响生产的正常运行。

    国内生产的大都仿制进口产品，产品质量良莠不齐，在选用国内生产的产品时，在考虑其性价比的时候，选用低转速，长导程，传动量部件材质优良，额定寿命长的产品。

    3、确保杂物不进入泵体

    湿污泥中混入的固体杂物会对螺杆泵的橡胶材质定子造成损坏，所以确保杂物不进入泵的腔体是很重要的，很多污水厂在泵前加装了粉碎机，也有的安装格栅装置或滤网，阻挡杂物进入螺杆泵，对于格栅应及时清捞以免造成堵塞。

    4、避免断料

    螺杆泵决不允许在断料的情形下运转，一经发生，橡胶定子由于干摩擦，瞬间产生高温而烧坏，所以，粉碎机完好，格栅畅通是螺杆泵正常运转的必要条件之一；

    为此，有些螺杆泵还在泵身上安装了断料停机装置，当发生断料时，由于螺杆泵其有自吸功能的特性，腔体内会产生真空，真空装置会使螺杆泵停止运转。

    5、保持恒定的出口压力

    螺杆泵是一种容积式回转泵，当出口端受阻以后，压力会逐渐升高，以至于超过预定的压力值。此时电机负荷急剧增加。

    传动机械相关零件的负载也会超出设计值，严重时会发生电机烧毁、传动零件断裂。为了避免螺杆泵损坏，一般会在螺杆泵出口处会安装回油阀，用以稳定出口压力，保持泵的正常运转。