01單螺桿泵的工作原理

目前應(yīng)用比較廣泛的單螺桿泵結(jié)構(gòu)如圖1所示，它是依靠螺桿與襯套相互嚙合，在吸入腔和排出腔產(chǎn)生容積變化來輸送液體的，是一種內(nèi)嚙合密閉式螺桿泵。

單螺桿泵的主要工作部件由具有雙頭螺旋空腔的襯套（定子）和在定子腔內(nèi)與其嚙合的單頭偏心螺桿（轉(zhuǎn)子）組成。當(dāng)輸入軸通過萬向節(jié)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子繞定子中心做行星回轉(zhuǎn)時(shí)，由于轉(zhuǎn)子和定子的特殊幾何形狀，分別形成數(shù)個(gè)單獨(dú)的密封容腔。轉(zhuǎn)子的運(yùn)轉(zhuǎn)將各個(gè)密封腔內(nèi)的介質(zhì)連續(xù)、均勻、容積不變地從吸入端輸送到壓出端。

圖1 單螺桿泵結(jié)構(gòu)圖

單螺桿泵剖面動(dòng)圖，運(yùn)行原理如上圖所述。

螺桿泵工作的實(shí)質(zhì)就是密封腔室的不斷形成、推移和消失的過程。

這種泵也是靠一根螺桿的旋轉(zhuǎn)向前推擠液體，但是它的高壓、低壓腔并不相通。特殊結(jié)構(gòu)的螺桿和具有內(nèi)螺旋面的專門襯套（彈性材料制成）相配合，螺桿與襯套把液體沿軸向分開，同時(shí)又在徑向把液流一分為二，形成一個(gè)個(gè)密封腔。因此，在每個(gè)螺桿襯套副中，螺桿是單螺旋面，而襯套內(nèi)表面是雙螺旋面，兩者的旋向相同，即同為右旋或左旋。

單螺桿泵由于介質(zhì)是被軸向、均勻推行流動(dòng)，所以內(nèi)部流速低，壓力穩(wěn)定，不會(huì)產(chǎn)生渦流和攪動(dòng)；適合輸送高黏度、含有固體顆粒或高纖維、要求連續(xù)和壓力穩(wěn)定的場(chǎng)合。

02 多螺桿泵的工作原理

雙螺桿、三螺桿、五螺桿泵其中一根是主動(dòng)螺桿，呈右旋凸螺桿，其余為從動(dòng)螺桿，呈左旋凹螺桿，工作原理如圖2所示。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，吸入腔容積增大，壓力降低，液體在泵內(nèi)外壓差的作用下沿吸入管進(jìn)入吸入腔。隨著螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，密封腔內(nèi)的液體連續(xù)均勻地沿軸向移動(dòng)到排出腔，由于排出腔一端容積逐漸縮小，將液體排出。

圖2中密封線是齒條與螺桿的接觸線，實(shí)際工作中是凹螺桿與凸螺桿形成密封線，這些密封線把齒間容積分隔成一系列密封腔。

多螺桿泵中雙螺桿泵和三螺桿泵比較常見，下面簡(jiǎn)單介紹它們的結(jié)構(gòu)特征。

圖 2 多螺桿泵原理圖

1—螺桿；2—齒條；3—?dú)んw

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。雙螺桿泵有密封式和不密封式兩種類型；按介質(zhì)從一端還是從兩端進(jìn)入嚙合空間，雙螺桿泵又分為雙吸式和單吸式兩種結(jié)構(gòu)。圖3所示為不密封雙吸式雙螺桿泵。其泵體內(nèi)裝有兩根左、右為單頭螺紋的螺桿，主動(dòng)螺桿由動(dòng)力機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，靠同步齒輪帶動(dòng)從動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)。兩根螺桿以及螺桿與泵體之間存在著間隙，該間隙靠齒輪和軸承保證。間隙大小取決于液體黏度、工作壓力等因素。由于每根螺桿兩端螺紋的旋向相反，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由螺桿嚙合線形成的泵工作腔從位于螺桿兩端的吸入室逐漸向位于螺桿中部的壓出室移動(dòng)。

圖3 雙螺桿泵結(jié)構(gòu)圖

1—主動(dòng)螺桿；2—填料函；3—從動(dòng)螺桿；4—泵殼；5，6—齒輪

不密封式螺桿泵，它的高壓、低壓工作腔沒有嚴(yán)密地隔開，其容積效率要比密封式螺桿泵低，尤其在高壓下，這種差別更為顯著。從經(jīng)濟(jì)性考慮，不密封螺桿泵不適用于高壓范圍，但用采取特殊螺桿型線的方法，可以有效地?cái)U(kuò)大它對(duì)壓力的適用范圍。而這種泵的螺桿與襯套不接觸，螺桿與螺桿間也不嚴(yán)密地接觸，適于輸送高黏度、非潤(rùn)滑的液體，或含有微小固相雜質(zhì)的多相介質(zhì)。因?yàn)椴幻芊馐奖玫哪p程度比密封式螺桿泵小，使用壽命長(zhǎng)，這正是不密封式雙螺桿泵逐漸受到人們的重視，生產(chǎn)數(shù)量和應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大的主要原因。

密封式雙螺桿泵只有兩根螺桿，但卻滿足所有密封條件。它的構(gòu)成、特性等均與三螺桿泵相近，適用于輸送不含雜質(zhì)的潔凈潤(rùn)滑性液體，可用于較高壓力的場(chǎng)合。雙吸式結(jié)構(gòu)使螺桿上的軸向力得以平衡。該泵的驅(qū)動(dòng)齒輪和支承螺桿的軸承皆位于泵腔之外，屬外置軸承式結(jié)構(gòu)，可用于輸送潤(rùn)滑性差的介質(zhì)。若輸送非腐蝕性和潤(rùn)滑性好的介質(zhì)，則可采用內(nèi)置軸承式結(jié)構(gòu)，它的軸承和驅(qū)動(dòng)齒輪皆位于泵腔內(nèi)，這樣可減少泵的軸封數(shù)。

2）三螺桿泵

三螺桿泵結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 三螺桿泵結(jié)構(gòu)圖

1—后蓋；2—?dú)んw（襯套）；3—主動(dòng)螺桿；4—從動(dòng)螺桿；5—前蓋；6—止推軸承

它主要是由固定在泵體中的襯套以及安插在泵缸中的主動(dòng)螺桿和與其嚙合的兩根從動(dòng)螺桿所組成。三根互相嚙合的螺桿在泵缸內(nèi)按每個(gè)導(dǎo)程形成為一個(gè)密封腔，造成吸口、排口之間的密封。泵工作時(shí)，由于兩根從動(dòng)螺桿與主動(dòng)螺桿左右對(duì)稱嚙合，故作用在主動(dòng)螺桿上的徑向力完全平衡，主動(dòng)螺桿不承受彎曲負(fù)荷。