螺杆泵

螺杆泵

使水体螺旋上升的泵
螺杆泵利用螺旋叶片的旋转,使水体沿轴向螺旋形上升的一种泵。[1]由轴、螺旋叶片、外壳组成。抽水时,将泵斜置水中,使水泵主轴的倾角小于螺旋叶片的倾角,螺旋叶片的下端与水接触。当原动机通过变速装置带动螺旋泵轴旋转时,水就进入叶片,沿螺旋型流道上升,直至出流。结构简单,制造容易,流量较大,水头损失小,效率较高,便于维修和保养,但扬程低,转速低,需设变速装置。多用于灌溉、排涝,以及提升污水、污泥等场合。中国从20世纪70年代开始使用。
  • 中文名:螺杆泵
  • 外文名:Progressive cavity Pump
  • 用途:机械制造业
  • 材质:不锈钢、铸铁

磨损原因分析

螺杆磨损五点原因:

1、每种塑料,都有一个理想塑化的加工温度范围,应该控制料筒加工温度,使之接近这个温度范围。粒状塑料从料斗进入料筒,首先会到达加料段,在加料段必然会出现干性磨擦,当这些塑料受热不足,熔融不均时,很易造成料筒内壁及螺杆表面磨损增大。同样,在压缩段和均化段,如果塑料的熔融状态紊乱不均,也会造成磨损增快。

2、转速应调校得当。由于部分塑料加有强化剂,如玻璃纤维、矿物质或其他填充料。这些物质对金属材质的磨擦力往往比熔融塑料的大得多。在注塑这些塑料时,如果用高的转速成,则在提高对塑料的剪切力的同时,亦将令强化相应地产生更多被撕碎的纤维,被撕碎的纤维含有锋利末端,令磨损力大为增加。无机矿物质在金属表面高速滑行时,其刮削作用也不小。所以转速不宜调得太高。

3、螺杆在机筒内转动,物料与二者的摩擦,使螺杆与机筒的工作表面逐渐磨损:螺杆直径逐渐缩小,机筒的内孔直径逐渐加大。这样,螺杆与机筒的配合直径间隙,随着二者的逐渐磨损而一点点加大。可是,由于机筒前面机头和分流板的阻力没有改变,这就增加了被挤塑物料前进时的漏流量,即物料从直径间隙处向进料方向流动量增加。结果使塑胶机械生产量下降。这种现象又使物料在机筒内停留时间增加,造成物料分解。如果是聚乙烯,分解产生的氯化氢气体加强了对螺杆和机筒的腐蚀。

4、物料中如有碳酸钙和玻璃纤维等填充料,能加快螺杆和机筒的磨损。

5、由于物料没有塑化均匀,或是有金属异物混入料中,使螺杆转动扭矩力突然增加,这种扭矩超出螺杆的强度极限,使螺杆扭断。这是一种非常规事故损坏。

常遇问题处理

1.泵体剧烈振动或产生噪音:

产生原因:水泵安装不牢或水泵安装过高;电机滚珠轴承损坏;水泵主轴弯曲或与电机主轴不同心、不平行等。

处理方法:装稳水泵或降低水泵的安装高度;更换电机滚珠轴承;矫正弯曲的水泵主轴或调整好水泵与电机的相对位置。

2.传动轴或电机轴承过热:

产生原因:缺少润滑油或轴承破裂等。

处理方法:加注润滑油或更换轴承。

3.水泵不出水:

产生原因:泵体和吸水管没灌满引水;动水位低于水泵滤水管;吸水管破裂等。

处理方法: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。

优点

从上述工作原理可以看出,螺杆泵有以下优点:

1)压力和流量范围宽阔。压力约在3.4-340千克力/cm2,流量可达100cm3/分;

2)运送液体的种类和粘度范围宽广;

3)因为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,具有自吸能力;

5)流量均匀连续,振动小,噪音低;

6)与其它回转泵相比,对进入的气体和污物不太敏感;

7)结构坚实,安装保养容易。

螺杆泵的缺点是,螺杆的加工和装配要求较高;泵的性能对液体的粘度变化比较敏感。

选用及应用

螺杆泵因其有可变量输送、自吸能力强、可逆转、能输送含固体颗粒的液体等特点,在污水处理厂中,广泛地被使用在输送水、湿污泥和絮凝剂药液方面。螺杆泵选用应遵循经济、合理、可靠的原则。如果在设计选型方面考虑不周,会给以后的使用、管理、维修带来麻烦,所以选用一台按生产实际需要,合理可靠的螺杆泵既能保证生产顺利进行,又可降低修理成本。

一、螺杆泵的转速选用

螺杆泵的流量与转速成线性关系,相对于低转速的螺杆泵,高转速的螺杆泵虽能增加了流量和扬程,但功率明显增大,高转速加速了转子与定子间的磨耗,必定使螺杆泵过早失效,而且高转速螺杆泵的定转子长度很短,极易磨损,因而缩短了螺杆泵的使用寿命。

通过减速机构或无级调速机构来降低转速,使其转速保持在每分三百转以下较为合理的范围内,与高速运转的螺杆泵相比,使用寿命能延长几倍。

二、螺杆泵的品质

螺杆泵的种类较多,相对而言,进口的螺杆泵设计合理,材质精良,但价格较高,服务方面有的不到位,配件价格高,订货周期长,可能影响生产的正常运行。

国内生产的大都仿制进口产品,产品质量良莠不齐,在选用国内生产的产品时,在考虑其性价比的时候,选用低转速,长导程,传动量部件材质优良,额定寿命长的产品。

三、确保杂物不进入泵体

湿污泥中混入的固体杂物会对螺杆泵的橡胶材质定子造成损坏,所以确保杂物不进入泵的腔体是很重要的,很多污水厂在泵前加装了粉碎机,也有的安装格栅装置或滤网,阻挡杂物进入螺杆泵,对于格栅应及时清捞以免造成堵塞。

四、避免断料

螺杆泵决不允许在断料的情形下运转,一经发生,橡胶定子由于干摩擦,瞬间产生高温而烧坏,所以,粉碎机完好,格栅畅通是螺杆泵正常运转的必要条件之一,为此,有些螺杆泵还在泵身上安装了断料停机装置,当发生断料时,由于螺杆泵其有自吸功能的特性,腔体内会产生真空,真空装置会使螺杆泵停止运转。

五、保持恒定的出口压力

螺杆泵是一种容积式回转泵,当出口端受阻以后,压力会逐渐升高,以至于超过预定的压力值。此时电机负荷急剧增加。传动机械相关零件的负载也会超出设计值,严重时会发生电机烧毁、传动零件断裂。为了避免螺杆泵损坏,一般会在螺杆泵出口处会安装回油阀,用以稳定出口压力,保持泵的正常运转。

安全使用方法

一、螺杆泵的停车

螺杆泵停车时,应先关闭排出停止阀,并待泵完全停转后关闭吸入停止阀。

螺杆泵因工作螺杆长度较大,刚性较差,容易引起弯曲,造成工作失常。对轴系的连接必须很好对中;对中工作最好是在安装定位后进行,以免管路牵连造成变形;连接管路时应独立固定,尽可能减少对泵的牵连等。此外,备用螺杆,在保存时最好采用悬吊固定的方法,避免因放置不平而造成的变形。

二、螺杆泵的起动

螺杆泵应在吸排停止阀全开的情况下起动,以防过载或吸空。

螺杆泵虽然具有干吸能力,但是必须防止干转,以免擦伤工作表面。

假如泵需要在油温很低或粘度很高的情况下起动,螺杆泵应在吸排阀和旁通阀全开的情况下起动,让泵起动时的负荷最低,直到原动机达到额定转速时,再将旁通阀逐渐关闭。

当旁通阀开启时,液体是在有节流的情况下在泵中不断循环流动的,而循环的油量越多,循环的时间越长,液体的发热也就越严重,甚至使泵因高温变形而损坏,必须引起注意。

三、螺杆泵的运转

螺杆泵必须按既定的方向运转,以产生一定的吸排。

泵工作时,应注意检查压力、温度和机械轴封的工作。对轴封应该允许有微量的泄漏,如泄漏量不超过20-30秒/滴,则认为正常。假如螺杆泵在工作时产生噪音,这往往是因油温太低,油液粘度太高,油液中进入空气,联轴节失中或泵过度磨损等原因引起。

拆装步骤

1、螺杆泵与电机脱离,排空介质(防止电机,有毒介质伤人);

2、拆卸螺杆泵排出体;

3、拆卸螺杆泵定子,必要时按泵轴方向盘动轴作辅助;

4、拆卸转子及中间轴;

5、拆卸传动轴和轴封;

6、长期不用的螺杆泵,要作防锈处理,方法为用防锈脂涂抹非油漆金属表面,包括轴表面,填料壳体内腔等,并进行润滑。

注意事项

1、装配时应将螺杆泵零件仔细清洗,检查,损坏的零件应更换;

2、传动轴两万向接头装配时,应检查密封圈有否损坏,在空腔内填充润滑脂;

3、正确安装的轴承使轴转动灵活,无卡阻现象;

4、轴封安装:填料函安装时,应使填料压盖压紧螺栓位置在壳体安装窗口内,便于扳手调整螺栓;

5、排出体压紧固定时,螺母拧紧应均匀一致;

6、机械密封安装应小心,摩擦副端面应清洁并涂上润滑脂;

7、安装定子时,用润滑油涂抹转子,定子内腔表面,有利于定子安装;

8、安装装配时,联轴器安装偏差:△Y≤0.2mm,△α≤30。

保养

1、每日的维护和保养

1.1在螺杆泵停泵时检查齿轮箱内的油位。若有必要,拆下注油螺塞,加油至油标的中心处为止。

1.2听听是否有异常噪声与震动。

1.3在泵运转时检查泵是否有泄漏。

注意:对于机械密封,在大多数情况下,由于汽化导致从密封泄液孔处观察不到泄漏,但有时少量而又稳定的泄漏是允许的。

2、每周检查与保养

2.1对于已经停止工作一周以上的泵,应打开进、出口阀门,接通电动机电源,点动几次泵。

2.2检查进、出口管道上的阀门是否可以工作正常。

3、每季的维护与保养

3.1检查所有基础上的螺母和压紧装置的螺栓是否松动。

3.2安装规定每三月把齿轮箱的油更换一次。松开齿轮箱的放泄螺塞,将齿轮油放掉。拧紧放泄螺塞,打开注油螺塞,注入清洁的轻油,清洗齿轮箱。清洗干净后打开放泄螺塞,放掉轻油,拧紧放泄螺塞,从注油螺塞口注入规定的齿轮油至油标中间,拧紧注油螺;

4、每年的维护与保养

4.1检查联轴器的对中情况。

4.2对照泵和电机的数值,检查泵的流量、压力和功率的情况。如果有必要,在压力和流量下降很多的情况下,则应对泵进行拆卸检修,更换维修已损坏的部件。当然如果泵的性能仍然令人满意,则无需拆泵维修。

5、润滑油系统油料更换时间

5.1轴承每月加入一次3#通用锂基润滑脂。

5.2齿轮箱新泵累计250小时更齿轮油;连续运转每1000小时,更换一次上述相同的齿轮油。

5.3机械密封油:保证停机时油位在检视孔中心,日常视情况补充,每半年更换一次。

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