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螺桿泵工作原理

欄目:工作原理 · 發(fā)布日期:2012年5月26日 · 作者:中成泵業(yè)



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螺桿泵的工作原理形象地作個(gè)比喻,可以把螺桿和所輸送的介質(zhì)看作是螺釘和螺母的相對運動(dòng)。當螺釘轉動(dòng)時(shí),若限制螺釘不能作軸向移動(dòng),則螺母就會(huì )沿著(zhù)螺釘作軸向移動(dòng)。這里所說(shuō)的螺釘可以看作是螺桿泵內作旋轉運動(dòng)的螺桿,而充滿(mǎn)螺旋槽的介質(zhì)就是一個(gè)液體螺母。但是僅僅按上述原理制作成的機構,由于從泵的排出腔到進(jìn)口腔相連通,尚不能將輸送的介質(zhì)從泵的吸入腔提升至排出腔,還必須解決螺桿泵內螺桿螺旋面在螺桿襯套的孔內嚙合的接觸線(xiàn)(即嚙合線(xiàn))就起著(zhù)隔開(kāi)的作用。這一密封腔實(shí)際上起著(zhù)類(lèi)似往復泵中閥的作用。這樣才能使螺桿旋轉時(shí),液體螺母——密封腔內的介質(zhì),能隨著(zhù)密封腔沿著(zhù)軸向作從吸入腔到排出腔的直線(xiàn)運動(dòng),有效地將介質(zhì)排出泵外。



   在這里之所以要強調“有效”兩個(gè)字,因為如上所述,實(shí)際上密封腔是不可能不會(huì )密封的,總會(huì )有一些介質(zhì)從排出腔泄漏回吸入腔。顯然,只有當泄漏的那部分介質(zhì)相當少時(shí),泵的做功才有意義。泄漏的介質(zhì)越少,泵的溶劑效率ηv就越高,因此,容積效率ηv是衡量螺桿泵性能好壞的一個(gè)較為重要的指標。



  某些種類(lèi)的螺桿泵,其密封腔在理論上就不能將泵的排出腔和吸入腔不會(huì )隔開(kāi),但只要在一定的轉速和排出壓力范圍內。輸送某種介質(zhì)時(shí)能很好地正常運行,仍具有相對較高的容積效率,那么這種螺桿泵仍然有著(zhù)存在的價(jià)值。這就是因為人們可以依據這一理論,研究出由不同的螺桿數、不同的螺桿螺旋頭數和各種型線(xiàn)或各種型線(xiàn)組合的螺旋面所構成的螺桿泵。螺桿泵產(chǎn)品主要分為單螺桿泵、螺桿濃漿泵、立式螺桿泵、不銹鋼螺桿泵等,當螺桿襯套孔內嚙合形成的不同空間形狀的密封腔,即使在理論上不能將排出腔和吸入腔不會(huì )隔開(kāi),即不能不會(huì )密閉,但只要在一定的性能參數范圍內輸送某種介質(zhì)時(shí)能正常運行,且達到一定的容積效率,這樣的螺桿泵就有實(shí)用價(jià)值,就可以存在了。由此可見(jiàn),構成螺桿螺旋面的型線(xiàn),即螺旋面的齒形曲線(xiàn),就是螺桿泵的核心技術(shù)。正是各種不同類(lèi)型的新的螺桿泵的出現,使螺桿泵的應用范圍得以不斷擴大,螺桿泵就成了一種應用較為廣泛的新興的工業(yè)泵。



 據上所述,螺桿泵的工作原理可作為如下敘述:當由外界的動(dòng)力原驅動(dòng)螺桿泵的螺桿作旋轉運動(dòng)時(shí),螺桿螺旋槽的吸入端周期性地打開(kāi),吸入腔的容積V因螺旋凹槽的打開(kāi)而逐漸增大到V+ΔV。按波意耳-馬略特定律,此時(shí)吸入腔的壓力Ps就降低到



                    Ps=P's V/V+ΔV



式中P's ##螺旋凹槽打開(kāi)前吸入腔內的壓力。



  也就是說(shuō),由于螺桿的旋轉,吸入腔內形成了真空,使介質(zhì)自由表面的壓力和吸入腔內的壓力Ps之間產(chǎn)生了壓差。介質(zhì)在泵進(jìn)口端自由表面壓力的作用下,進(jìn)入形成真空的吸入腔,繼而充滿(mǎn)了螺桿襯套孔內由螺桿螺旋面相互嚙合所構成的螺旋凹槽,即進(jìn)入了在吸入腔一端已打開(kāi)了密封腔之中。然后,隨著(zhù)螺桿的旋轉,打開(kāi)了密封腔被相嚙合螺桿的螺旋凸出部分所關(guān)閉,進(jìn)入了將吸入腔和排出腔有效的隔開(kāi)密封腔內的介質(zhì),就沿著(zhù)螺桿軸線(xiàn)向排出腔移動(dòng),直排至泵外。



  需要說(shuō)明的是,有些螺桿泵的結構無(wú)螺桿襯套,它和泵體合二為一,密封腔由泵體內的孔包容螺旋段嚙合構成。



  螺桿泵正常運行,必須使相互嚙合的螺桿同步旋轉。對于主動(dòng)螺桿和從動(dòng)螺桿螺旋面的一對形成齒形,其橫斷面的齒形服從齒輪的嚙合規律,主動(dòng)螺桿能把轉動(dòng)傳遞給從動(dòng)螺桿,無(wú)需借助專(zhuān)門(mén)傳遞力的齒輪嚙合規律,主動(dòng)螺桿能把轉動(dòng)傳遞給從動(dòng)螺桿,無(wú)需借助專(zhuān)門(mén)傳遞力的齒輪等零件實(shí)現同步旋轉;而對于螺桿螺旋面的形成齒輪不服從齒輪嚙合規律的非密封型螺桿泵,主動(dòng)螺桿必須通過(guò)同步齒輪等零件對于螺桿傳遞轉矩,實(shí)現同步旋轉。


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