淺析螺桿泵的選擇和尺寸設(shè)計(jì)及特殊應(yīng)用

【資料簡介】

如果查閱大多數(shù)機(jī)械上業(yè)有關(guān)泵的制造統(tǒng)計(jì)，會發(fā)現(xiàn)小型機(jī)械設(shè)備的制造數(shù)量遠(yuǎn)大于大型機(jī)械設(shè)備的制造數(shù)量。小型機(jī)械放大量地制造證明廠在這種益的生產(chǎn)方法上投資是正確的。如果不能證明大型機(jī)械投資的合理性，則這種投資就會被盡pJ能拒絕。大型機(jī)械所需的材料的數(shù)量也容易抬高它的制造成本。但是從另一方面講，大型機(jī)械的工作效率比小型機(jī)械高。

    那么螺桿泵大小的選擇與什么因素有關(guān)呢?經(jīng)濟(jì)因素和競爭壓力驅(qū)使對螺桿泵的選擇傾向于在zui高的實(shí)際轉(zhuǎn)速下選擇zui小的尺寸c倘若考慮所有用戶系統(tǒng)的需求，伎其滿意，并*使用，這種做法并沒有內(nèi)在的錯(cuò)誤。

    建議由訓(xùn)練有素、經(jīng)驗(yàn)千富的螺桿泵制造人員來設(shè)計(jì)螺桿泵的大小。電腦程序通常只是用于泵的預(yù)選，只有螟桿親專業(yè)人員才能在一批備選的泵的尺個(gè)中做出zui后決定。泵的選揮和尺寸設(shè)計(jì)應(yīng)按照以下步驟執(zhí)行：
(1)列出泵的技術(shù)要求清中；
(2)選擇泵的大小、速度、幾何形狀和級數(shù)；
(3)選擇材料(轉(zhuǎn)子、定子、進(jìn)出口管材、連扦、涂層、“o”型圈、墊圈等材料)與軸密封方式元沖洗功能的密封食，單個(gè)或兩個(gè)，或者串聯(lián)的機(jī)械密封，能夠沖洗還是禁止水循環(huán))；
(4)選擇減速器的類型(齒輪、滑輪、變速裝置等)；
(5)選擇驅(qū)動器(電動機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、渦輪機(jī)、水力設(shè)備或氣動設(shè)備等)。

    限制螺桿泵運(yùn)行速度(規(guī)定廠泵的大小利成本)的主要因素是：
(1)系統(tǒng)有效的凈吸人壓力；
(2)轉(zhuǎn)子與定子的摩擦速度；
(3)輸送液體中固體物質(zhì)的種類和含量。

    這些限制因素可能會因廠商、設(shè)計(jì)特點(diǎn)和制造材料的不同而改變。由于存在磨損，泵的壽命反比于泵速度的平方和三次方之間的一個(gè)值。低速古利于延長泵的使用眾命，但在相同流
量下，泵速越低，泵的尺寸越大，它的一次性投資就越高。

    對容積式泵，美國石油協(xié)會出臺了AN—676標(biāo)準(zhǔn)。它是萊技術(shù)要求的一個(gè)很好的來源。然而，也許更重要的是本標(biāo)準(zhǔn)包含了一個(gè)數(shù)據(jù)去，這個(gè)數(shù)據(jù)表可以方便用戶或購買考查詢，也
可以供銷售者或制造商引證使用c它收集了用戶將要的大量的相關(guān)數(shù)據(jù)．泵送液體的種類和泵的運(yùn)行條件，它對所有普通泵的要求做了一個(gè)很好的概述，但是它沒有收集關(guān)于固體含量
的信息。因此，至少應(yīng)增加：
    (1)固體質(zhì)量百分比；
    (2)zui大顆粒尺寸；
    (3)zui大纖維物質(zhì)長度；
    (4)對所合同體物質(zhì)的描述，尤其是與泵磨損相關(guān)的同體。

    典型的采的選擇中，系統(tǒng)凈正有效入口壓力(NPIPa)至少要等于(超過)泵需要的系統(tǒng)凈正人口吸人壓力(NPIPr)。如果讀者對離心泵熟悉，相應(yīng)的術(shù)語是NPsHa(凈正有效吸入壓頭)和NPsHr(需要的凈正吸入壓頭)。對螺桿泵而言，經(jīng)常處郊多相液體(例如含有固體或氣體和泡沫)，這些流體以塊或團(tuán)的形式輸送到泵，而不是這續(xù)輸送．這使得“凈止入門吸人壓力”概念逐漸變得更加模糊。泵制造商收集的一些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為用戶提供了關(guān)于在泵關(guān)閉入口之前盡可能地充滿泵入口空腔的zui大泵速的指導(dǎo)。許多螺桿泵都配有一個(gè)螺旋推進(jìn)器，推進(jìn)器焊接到連桿(連軸器)上，以此來強(qiáng)制流體從人口進(jìn)入到泵中。啤獨(dú)的驅(qū)動推進(jìn)器還可以配備供給漏斗式粟，來迫使稠的、高動度固體物質(zhì)進(jìn)入到泵的螺紋內(nèi)。

     當(dāng)轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)轉(zhuǎn)動和振動時(shí)，轉(zhuǎn)子與定子的摩擦速度是轉(zhuǎn)子外徑的zui大表面速度c由于轉(zhuǎn)子和定子在運(yùn)行溫度下通常是過盈配合，在泵送清潔、低熟度(不合團(tuán)體物質(zhì))的流體時(shí)，摩擦速度應(yīng)該限制在大約16ft/s。

     這就意味著大排量泵與小排量泵相比需要在更低的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，事實(shí)上大多數(shù)容積式泵都是這樣。

      螺桿泵在污水處理中的特殊應(yīng)用： 螺桿泵因其有可變量輸送、自吸能力強(qiáng)、可逆轉(zhuǎn)、能輸送含固體顆粒的液體等特點(diǎn)，在污水處理廠中，廣泛地被使用在輸送水、濕污泥和絮凝劑藥液方面。螺桿泵選用應(yīng)遵循經(jīng)濟(jì)、合理、可靠的原則。如果在設(shè)計(jì)選型方面考慮不周，會給以后的使用、管理、維修帶來麻煩，所以選用一臺按生產(chǎn)實(shí)際需要，合理可靠的螺桿泵既能保證生產(chǎn)順利進(jìn)行，又可降低修理成本，其屬于一種排污泵。

      螺桿泵因其有可變量輸送、自吸能力強(qiáng)、可逆轉(zhuǎn)、能輸送含固體顆粒的液體等特點(diǎn)，在污水處理廠中，廣泛地被使用在輸送水、濕污泥和絮凝劑藥液方面。螺旋凸輪轉(zhuǎn)子泵選用應(yīng)遵循經(jīng)濟(jì)、合理、可靠的原則。如果在設(shè)計(jì)選型方面考慮不周，會給以后的使用、管理、維修帶來麻煩，所以選用一臺按生產(chǎn)實(shí)際需要，合理可靠的螺旋凸輪轉(zhuǎn)子泵既能保證生產(chǎn)順利進(jìn)行，又可降低修理成本?，F(xiàn)將我們在應(yīng)用螺旋凸輪轉(zhuǎn)子泵的一些體會介紹如下：

    一、螺桿泵的轉(zhuǎn)速選用
    螺桿泵的流量與轉(zhuǎn)速成線性關(guān)系，相對于低轉(zhuǎn)速的螺桿泵，高轉(zhuǎn)速的螺桿泵雖能增加了流量和揚(yáng)程，但功率明顯增大，高轉(zhuǎn)速加速了轉(zhuǎn)子與定子間的磨耗，必定使螺桿泵過早失效，而且高轉(zhuǎn)速螺桿泵的定轉(zhuǎn)子長度很短，極易磨損，因而縮短了螺桿泵的使用壽命。
    通過減速機(jī)構(gòu)或無級調(diào)速機(jī)構(gòu)來降低轉(zhuǎn)速，使其轉(zhuǎn)速保持在每分三百轉(zhuǎn)以下較為合理的范圍內(nèi)，與高速運(yùn)轉(zhuǎn)的螺桿泵相比，使用壽命能延長幾倍。

    二、螺桿泵的品質(zhì)
    現(xiàn)在市場上的螺桿泵的種類較多，相對而言，進(jìn)口的螺桿泵設(shè)計(jì)合理，材質(zhì)精良，但價(jià)格較高，服務(wù)方面有的不到位，配件價(jià)格高，訂貨周期長，可能影響生產(chǎn)的正常運(yùn)行。
    國內(nèi)生產(chǎn)的大都仿制進(jìn)口產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，在選用國內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品時(shí)，在考慮其性價(jià)比的時(shí)候，選用低轉(zhuǎn)速，長導(dǎo)程，傳動量部件材質(zhì)優(yōu)良，額定壽命長的產(chǎn)品。

    三、確保雜物不進(jìn)入泵體
    濕污泥中混入的固體雜物會對螺旋凸輪轉(zhuǎn)子泵的橡膠材質(zhì)定子造成損壞，所以確保雜物不進(jìn)入泵的腔體是很重要的，很多污水廠在泵前加裝了粉碎機(jī)，也有的安裝格柵裝置或?yàn)V網(wǎng)，阻擋雜物進(jìn)入螺桿泵，對于格柵應(yīng)及時(shí)清撈以免造成堵塞。

     四、保持恒定的出口壓力
    螺桿泵是一種容積式回轉(zhuǎn)泵，當(dāng)出口端受阻以后，壓力會逐漸升高，以至于超過預(yù)定的壓力值。此時(shí)電機(jī)負(fù)荷急劇增加。傳動機(jī)械相關(guān)零件的負(fù)載也會超出設(shè)計(jì)值，嚴(yán)重時(shí)會發(fā)生電機(jī)燒毀、傳動零件斷裂。為了避免螺桿泵損壞，一般會在螺桿泵出口處安裝旁通溢流閥，用以穩(wěn)定出口壓力，保持泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

     五、避免斷料
    螺桿泵決不允許在斷料的情形下運(yùn)轉(zhuǎn)，一經(jīng)發(fā)生，橡膠定子由于干磨擦，瞬間產(chǎn)生高溫而燒壞，所以，粉碎機(jī)完好，格柵暢通是螺桿泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必要條件之一，為此，有些螺桿泵還在泵身上安裝了斷料停機(jī)裝置，當(dāng)發(fā)生斷料時(shí)，由于螺旋凸輪轉(zhuǎn)子泵其有自吸功能的特性，腔體內(nèi)會產(chǎn)生真空，真空裝置會使螺桿泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)。