螺杆泵(Screw Pump)

螺杆泵简介

螺杆泵是一种内啮合回转式的容积泵，主要工作部件是由偏心转子和固定的衬套定子构成。转子和定子都具有特殊的几何形状，它们在泵的内部形成多个密封的工作腔，随着转子的旋转，这些密封工作腔在一端不断地形成，在另一端不断地消失。各密封腔可连续无脉动地从一端吸入液体，并从另一端压出。

螺杆泵工作原理

螺杆泵运行时，液体被吸进去以后，就投入到螺纹和泵壳被包围的封闭空间，当主动螺杆转动时，螺杆泵封闭容积在螺牙的压迫下增加螺杆泵压力，并顺着轴向转移。因为螺杆是相同的速度旋转，因此液体流出的流量也是平均的。

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。

单螺杆泵：

单螺杆泵是一种按回转内啮合容积式原理工作的泵，主要由偏心转子和固定的衬套定子构成。转子和定子都具有特殊的几何形状，它们在泵的内部形成多个密封的工作腔，随着转子的旋转，这些密封工作腔在一端不断地形成，在另一端不断地消失。各密封腔可连续无脉动地从一端吸入液体，并从另一端压出。单螺杆泵中的液体是沿轴向均匀流动的，且内部流速较低，由于容积保持不变，因而不会形成涡流和搅动，从而对所输送的液体无压损。

双螺杆泵：

双螺杆泵是外啮合的螺杆泵，它利用相互啮合、互不接触的两根螺杆来抽送液体，一根为主动杆，另一根为从动杆。双螺杆泵作为一种容积式泵，泵内吸入室应与排出室严密地隔开。当螺杆转动时，吸入腔容积增大，压力降低，液体在泵内外压差作用下沿吸入管进入吸入腔。随着螺杆转动，密封腔内的液体连续均匀地沿轴向移动到排出腔，由于排出腔一端容积逐渐缩小，将液体排出。

三螺杆泵：

三螺杆泵的内部由一根主动螺杆、两根从动螺杆和包容三根螺杆的衬套组成密封腔，腔内的液体随着螺杆的旋转做轴向移动，达到输送液体的目的。

螺杆泵结构图

单螺杆泵结构图

双螺杆泵结构图

三螺杆泵结构图

螺杆泵拆卸安装

单螺杆泵拆卸步骤

(1)准备G型螺杆泵的拆装工具;

(2)把G系列单螺杆泵和电机分开，排尽泵内的介质;

(3)单螺杆泵排出体拆卸;

(4)螺杆泵定子拆卸，需要时按照泵轴方向盘动轴作辅助;

(5)转子和中间轴拆卸;

(6)传动轴和轴封拆卸;

(7)长期停用的单螺杆泵，需要进行防锈处理，可以用防锈脂涂抹非油漆金属表面，包含轴表面和填料壳体内腔等，并添加润滑油。

单螺杆泵安装注意事项

(1)安装单螺杆泵时，联轴器安装偏差在规定值范围内;

(2)安装时应该把G型螺杆泵的零部件进行清洗，对损坏的零部件进行更换;

(3)传动轴接头安装时，应该检查密封圈是否完好，在密封圈内涂抹润滑油脂;

(4)轴封安装填料函时，应该把填料压盖压紧，螺栓拧紧;

(5)安装机械密封时应该小心，清理摩擦副端面后再涂抹润滑油脂;

(6)定子安装时，转子用润滑油涂抹，这样方便安装。

注意事项：

(一)精心清洗检查螺杆泵部件，更换损坏部件;

2.正确安装轴承,使轴转变灵活,无卡阻。

3.轴封安装：安装包装信(18)时，应将包装盖(16)放在安装窗口内，方便螺栓的扳手调整;

4.机械密封应小心安装，摩擦副面应清洁并涂上润滑脂;

5.在装配传动轴2万个接头时，检查密封圈是否损坏，并填充空腔内的油脂;

6.在安装定子时，在转子表面和定子内腔施加润滑油有利于定子的安装;

7、排出体压紧固定时，螺母拧紧应均匀一致;

8、安装装配时，联轴器安装偏差：△Y≤0.2mm,△α≤30’。

螺杆泵性能特点

(1)螺杆泵定子与转子接触形成的螺旋密封线将吸入腔与排出腔(压力腔)完全分开，使泵具有阀门的隔断作用。

(2)螺杆泵和其他形式的泵相比有更高吸上能力(可达8.5m)

(3)螺杆泵可实现液体、气体、固体的多相混输。

(4)螺杆泵泵内流体流动时容积不发生变化，没有湍流、搅动和脉动。

(5)螺杆泵输送介质黏度可达3×106mPa.S，含固量可达60%。

(6)螺杆泵弹性定子形成的容积能有效地降低输送含固体颗粒介质时的磨耗。

(7)螺杆泵流量和转速成正比，借助调速器可实现流量的自动调节。

(8)螺杆泵恒压控制，防止干转。

单螺杆泵：单螺杆泵由于独特的结构和工作特性，与活塞泵、离心泵、叶片泵、齿轮泵相比具有下列诸多优点：能输送高固体含量的介质;流量均匀，压力稳定，低转速时更为明显;流量与泵的转速成正比，因而具有良好的变量调节性;泵多用于输送不同黏度的介质;泵的安装位置可以任意倾斜，具有体积小、重量轻、噪声低、结构简单以及维修方便等特点。

双螺杆泵：双螺杆泵由于结构的独特设计，可以自吸而无需专门的自吸装置，而且由于轴向输送轴流速度较小而具备很强的吸上能力，即很小的NPSHr值。双螺杆泵还可干转。由于运动部件在工作时互不接触，因此短时的干转不会破坏泵元件，这种特点给自动控制的流程提供了极大的方便。但干运转时间受多种因素限制，一般很短。

三螺杆泵：该泵的特殊结构保证了主从杆不受径向力的作用，轴向力采用液压平衡，轴承只承受螺杆的自重及很小的剩余轴向力，从动杆插入平衡套(平衡套起平衡轴向力的作用，又作滑动轴承使用)，螺杆的几何尺寸保证主杆到从杆不传递扭矩。从动杆是由输送液体的压力作用而旋转的，从而保证了三螺杆具有很长的使用寿命和较高的机械效率，完美的线型设计及加工工艺，使各密封腔完全隔开，从而具有较高的容积效率。

螺杆泵故障处理

1、螺杆泵发生振动：可能电动转子不平衡，或联轴器不良，轴承磨损弯曲;也可能转动部分零件松动、破裂;也许是因管路支架不牢固等。可分别采取调整、修理、加固、更换等办法处理。

2、螺杆泵漏水或漏气：可能安装时螺帽拧得不紧。若渗漏不严重，可在漏气或漏水的地方涂抹水泥或用沥青油拌和的水泥浆。临时性的修理可涂些湿泥或软肥皂。若在接头处漏水，则可用手拧紧螺帽。漏水严重的必须重新拆装。

3、螺杆泵填料过热：多因填料压得太紧，冷却水进不到填料内，或轴表面损坏。可采取适当放松填料、清理封管堵塞等措施。填料磨损必须更换新的。安装前在机油内浸透，逐圈装入，切口要错开，这样可减少漏水。后一圈填料装好后，要装紧压盖，运转时再调整松紧度。排污泵

4、螺杆泵不上水：其原因多为底阀卡死，滤水部分淤塞，吸水高度太高或吸水漏气，也可能因转向不对，叶轮流道堵塞等。通过逐一检查后，可分别采取修理底阀、清除淤塞物、纠正转向、清洗叶轮等措施处理。

螺杆泵选型

单螺杆泵的选择主要集中在以下几个参数上：

01单螺杆泵的压力确定：

单螺杆泵最大输出压力是根据衬套级数即衬套(定子)的导程数来确定：

1级：高点工作压力为0.6 MPa;

2级：高点工作压力为1.2 MPa;

3级：高点工作压力为1.8MPA;

4级：高点工作压力为2.4 MPa;

由于输送介质情况不同，对于含有严重磨损性的介质，根据输送压力要求来选择合适的定子级数。

02单螺杆泵转速的选择：

单螺杆泵由于其结构特点，大部分使用在输送较高粘度的液体及含有颗粒的液体，因此其转数的选择非常关键。对于单螺杆泵转速的选择则主要依据介质的磨损性以及介质粘度。

03单螺杆泵衬套橡胶材料的选择：

单螺杆泵衬套为橡胶制品，也是单螺杆泵的一个易损件，它的选择好坏，直接影响衬套的寿命，一般正常情况下衬套的寿命为3-6个月，如果选用不当，衬套可能从钢管中脱落或橡胶掉块。

04材料组合选择：

输送不同性质的介质，需不同材料组合。

05性能：

一般单螺杆泵的性能表或特性曲线都是以20℃清水为介质(粘度为1cst)时的数据，对于输送不同粘度下的流量与轴功率不同。

06轴封：

根据需要和输送介质，可采用机械密封和填料密封两种，且这两种结构具有互换性。

07泵的驱动方式：

由于单螺杆泵为低速泵，泵的驱动方式较多，一般有低速电机直联(6级、8级)、齿轮减速电机驱动、无级变速电机驱动等方式。

双螺杆泵选型技巧

双螺杆泵、三螺杆泵统称为多螺杆泵。多螺杆泵发明以来，已广泛用于泵送原油、燃料油、润滑油、动力液、食品、化学剂及合成纤维浆。应用如此广泛的多螺杆泵在选择上当然也很为慎重。

对于双螺杆泵的选择也即是对其性能参数的选择：

01流量：

作为容积式泵，影响双螺杆泵流量的因素主要有流量、转速、压力以及介质的粘度。

螺杆泵在工作时，两螺杆及衬套之间形成密封腔，螺杆每转动一周便由进口向出口移出一个密封腔，即一个密封腔体积的液体被排出去。在泵内部不出现泄漏的理想状态下，泵的流量与转速成正比。

但实际工作过程中，泵的密封腔有一定的间隙，且密封腔前、后存在压差，因此，有一部分液体回流，即存在泄漏。随着密封腔前、后压差升高，泄漏量逐渐增大。对于不同型线和结构，影响大小也各不相同。

对于双螺杆泵，粘度大的流体比粘度小的液体的泄漏要小，泄漏量与介质粘度有一定的比例关系。

02压力：

双螺杆泵的工作压力由出口负载决定，即出口阻力来决定。出口阻力与泵的出口处的压力是匹配的，出口阻力越大，工作压力也越大。若想知道压力，则需要用流体力学的知识对出口阻力精确的计算。

03轴功率：

泵的轴功率分为两部分，即：液压功率(压力液体的能量)和摩擦功率。对于确定的压力和流量，其液压功率是一定的，因此影响轴功率的因素为摩擦率。

摩擦功率是由于运动部件的摩擦而消耗的那部分功率。显然摩擦功率是随着工作压差的增加而增加的，并且介质粘度的增加也会引起液体摩擦功率的增加。因此在选择配套电机时，介质的粘度也是一个非常重要的参考数据。尤其在输送高粘度介质时，需要作比较精确的计算。

04吸上性能：

泵工作分为以下几个阶段：吸入，此时液体连续不断地沿吸入管道移动;旋转的螺杆把能量传给工作液体;压出，此时液体带有克服压出管道系统所有阻力所必需的压力从泵中排出。

在以上三个阶段中，最为重要的阶段是必须保证泵的吸上条件，泵才能正常工作，这是泵工作的重要条件，否则就会发生气蚀，即引起振动，噪音等问题。

05汽蚀余量：

泵的汽蚀余量与泵的转速，导程以及泵所输送介质的粘度等因素都有关系，它随轴向流速，工作粘度的增大而增大。在吸入条件不好的情况下，宜选择小导程的双螺杆泵。这在选型时是很重要的。

06双螺杆泵的转速选择常牵涉以下问题：

通过选择合适的泵转速，以达到适当的性能参数如流量等。

随着粘度的不同，泵的转速亦应有所改变。

转速的选择实质也是吸上性能的问题，尤其是在高粘度的情况下，如果转速选得过高，就会引起吸入不足，从而产生噪音和振动等问题。因此需遵照有关原则选择转速。

综上所述，要综合地考虑以上各种因素，通过一系列的计算才能精确地知道泵的实际流量是否符合工况要求。

三螺杆泵的选型常识

尽管三螺杆泵有诸多优势，但若选型不当，则不仅得不到满意的运行效果，而且会导致泵的噪音和振动，甚至严重损坏泵的内部零件，使泵系统不能正常工作，因此，选型人员应多方慎重考虑，合理选型，必要时应向有关技术人员咨询。

三螺杆泵选型时，要尽可能详尽地了解泵的使用条件，除了运行参数，如流量，压力需要清楚以外，输送介质的特性如介质的腐蚀性，含汽量，含固溶物的比率及固体颗粒的大小，以及介质的工作温度，粘度，比重，对材料的腐蚀性等和泵装置的吸入条件，安装条件均要了解。

类似于单螺杆泵和双螺杆泵，三螺杆泵的选择也主要从性能参数上去考虑。

泵转速的选择主要是依据被输送介质粘度和规格来确定其范围。

输送高粘度介质时，泵应选低转速，若粘度较低，相应可选择高转速：介质粘度>20°E时，对于大规格的泵(主杆外径60mm以上)，转速以970rpm或720rpm为宜，如果粘度更高(粘度>80°E)如粘胶液，可降低转速使用，推荐200-500rpm;对于小规格的泵，介质粘度〉20°E时，转速以1450rpm或970rpm为宜，如果粘度更高(粘度>80°E)，可降低转速使用，推荐300-600rpm;

由于泵的转速越高，在相同性能参数下，泵的体积就越小，但由于转速高，摩擦功率高，泵的磨损就大，寿命就短，如果输送介质的润滑性比较差或含有微量杂质，应选择较低转速，以使泵保持较长的寿命，推荐在1450rpm以下。

结构的选择可根据泵的安装和使用条件参考三螺杆泵的系列和型式来进行，这其中又有四个可参考的原则：输送润滑性油类，温度在80℃以下选择内置轴承结构的泵;温度超过80℃或输送介质润滑性差时，选择外置轴承结构的泵;输送流动性差，粘度较高的介质或需要所输送介质进行加热或保温时选择双层加热泵体结构的泵;高温输送时，应选择耐高温的材料所制成的泵。

另外，根据不同的情况，要综合考虑泵的材料组合、吸入能力、配套电机的选配的因素。只要选型得当，维护合理，三螺杆泵就可保证令人满意的运行。

螺杆泵应用范围

①输送润滑油，输送燃油，输送各种油类及高分子聚合物，适用于输送黏稠液体。

②输送高粘度介质：根据泵的大小不同可以输送粘度从37000-200000厘泊的介质。

③输送含有颗粒或纤维的介质：颗粒直径可以这30mm(不超过转子偏心距)。纤维长可以350mm(相当0.4位转子的螺距)。其含量一般可达介质窖的40%，若介质中的固体物为细微之粉沫状时，最高含量可达60%或更高也能输送。

④要求输送压力稳定，介质固有结构不受破坏时，选用单螺杆泵输送较为理想。