三螺杆泵的原理及优势

: ss19900

2013-03-18

三螺杆泵是利用螺杆的回转来吸排液体的。中间螺杆为主动螺杆，由原动机带动回转，两边的螺杆为从动螺杆，随主动螺杆作反向旋转。主、从动螺杆的螺纹均为双头螺纹。三螺杆泵是依靠泵体与螺杆所形成，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。当容积增至最大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。三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。表为各种螺杆泵的特点和应用范围。三螺杆泵的流量和压力脉冲很小，噪声和振动小，有自吸能力，但螺杆加工较困难。泵有单吸式和双吸式两种结构,但单螺杆泵仅有单吸式。三螺杆泵必须配带安全阀(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。
三螺杆泵特点及优点
（1）压力和流量范围宽阔，流量范围0.2～320m3/h最高工作压力可达5MPa；　　
（2）运送液体的种类和粘度范围宽广,粘度范围1mm2/s-760mm2/s；　　
（3）因为三螺杆泵内的回转部件惯性力较低，故可使用很高的转速；　　
（4）吸入性能好，具有很强的自吸能力；　　
（5）流量均匀连续，振动小，噪音低，几乎没有脉动；　　
（6）三螺杆泵结构坚实，安装方便有(卧式、立式、法兰式、插装式）保养容易；　　
（7）三螺杆泵具有很强的耐热性，一般工作温度是（1~250°C)超过此温度需特制；　　
（8）根据所输送介质需要还可提供加热或冷却结构；　　
（9）三螺杆泵几乎没有磨损，三螺杆泵只要选型正确，使用寿命长。　　
（10）三螺杆泵的工作效率高。可输送各种腐蚀性物质
螺杆与壳体之间的密封面是一个空间曲面。在这个曲面上存在着诸如ab或de之类的非密封区，并且与螺杆的凹槽部分形成许多三角形的缺口abc、def。这些三角形的缺口构成液体的通道，使主动螺杆凹槽A与从动螺杆上的凹槽B、C相连通。而凹槽B、C又沿着自己的螺线绕向背面，并分别和背面的凹槽D、E相连通。由于在槽D、E与槽F(它属于另一头螺线)相衔接的密封面上，也存在着类似于正面的三角形缺口a’b’c’，所以D、F、E也将相通。这样，凹槽ABCDEA也就组成一个“∞” 形的密封空间(如采用单头螺纹，则凹槽将顺轴向盘饶螺杆，将吸排口贯通，无法形成密封)。不难想象，在这样的螺杆上，将形成许多个独立的“∞”形密封空间，每一个密封空间所占有的轴向长度恰好等于累杆的导程t。因此，为了使螺杆能吸、排油口分隔开来，螺杆的螺纹段的长度至少要大于一个导程。
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，对于大规格的三螺杆泵（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 ；
对于小规格的三螺杆泵，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，原则上：
1 、输送润滑性油类，温度在80°C 以下选择内置轴承结构的泵；
2 、温度超过80°C 或输送介质润滑性差时，选择外置轴承结构的泵；
3 、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；
4 、高温输送时，应选择耐高温的材料所制成的泵。
三螺杆泵采用变频器控制流量，在低速运转时噪声就会变大。这是由于使电动机转速发生变化的变频器产生的输入电流的波形不平滑，这也会使泵排出压力的脉动增大。
重本节所述的从动螺杆是由密封腔内介质的液压力矩推动旋转的特点可以知道，这种摆线啮合的三螺杆泵的运行还具有可逆性，而且由于螺杆直径小，可减小回转力矩，其飞轮效应很小，因此可以实现在起动时立即产生全负载转矩，并可以迅速转向，噪声也小。鸿海泵业曾对高压三螺杆泵作过满负载连续起动(停车再起动)，每分钟起动达10次之多。泵在停车时由于高压介质的倒流，泵立即逆向转动，再起动时泵又反向旋转，动作自如，运行可靠：故若把压力源的介质输入泵内，三螺杆泵就会变成液压马达，可以用它来带动其他设备运转，此时的三螺杆泵就变成为原动机了。液压马达和三螺杆泵的差别仅仅在于进口和出口的互换。液压马达是高压介质进入泵内，三螺杆泵则是高压介质从泵内排出，因此两者的旋转方向相反。这种液压马达的效率仍会在相当的负荷范围内保持很高。螺干螺旋升角大的泵，即导程大的泵，作液压马达尤为优越。
总之，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
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