螺杆泵基础知识大全

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。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杆泵轴旋转时，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。

 设计参数

(1)安装倾角(θ)。安装倾角指螺杆泵轴对水平面的夹角。它直接影响泵的效率和流量。据有关资料介绍，倾角每增加一度，效率大约降低3%。一般认为倾角在30°～40°为经济。

 (2)间隙。间隙指螺旋叶片与外壳之间的间隙。间隙越小，水漏损失就越小，泵的效率就越高。

 (3)转速(n)。螺杆泵的转速较慢，一般为20～80 r/min。实验资料证明：螺杆泵的外径较大时，转速宜减小。

 (4)提升高度(H)。螺杆泵只有提升高度，而没有压水高度。它的提升高度一般为3～8 m。

 (5)螺旋叶片直径(D)。泵的叶片直径越大，其效率越高，螺杆泵的叶片直径与泵轴直径的最佳比例为2:1。

(6)头数(Z)。头数指螺旋叶片的片数，一般为1～4片。它们相隔一定的间距环绕泵轴螺旋上升。头数越多，泵效率也越高。对于一定直径的螺杆泵，每增加一个叶片头数，提升能力约增加20%。

(7)导程和螺距。螺旋叶片环绕泵轴螺旋上升360°所经轴向距离，即为一个导程λ。螺距S和导程λ的关系如下：S=λ/Z

        式中：D为叶片外径(m)；d为泵轴直径(m)；S为螺距(m)；α为提水断面率；n为转速(r/min)；η为泵的效率(%)；ρ为所提升的液体密度(kg/m³)；Q为流量(m³/s)；H为提升高度(m)。   

优缺点

与叶片泵相比较，螺杆泵具有以下优点：

①转速低(一般为20r/min～90r/min)，机械磨损小，不会发生汽蚀。

②流道宽，可以输送含有固体物的水。

③泵体结构是半开的，可以观察到泵内的运行情况。

④吸入侧流态对水力性能影响甚微，对吸水池无特殊要求，基础开挖深度小，水工建筑物施工简单，土建费用少。

缺点：

①尺寸大，占地面积也大。

②受机械加工条件限制，泵轴不能太长，因而扬程较低，一般不超过10m。

③吸水面、出水面高度变化不能太大，否则会影响工作效率，增加能耗。

分类

 螺杆泵按螺杆数量分为。

单螺杆泵——单根螺杆在泵体的内螺纹槽中啮合转动的泵。

双螺杆泵——由两个螺杆相互啮合输送液体的泵。

三螺杆泵——由多个螺杆相互啮合输送液体的泵。

单螺杆泵

单螺杆泵是一种新型的内啮合回转式容积泵。主要工作部件是偏心螺杆（转子）和固定的衬套（定子）。

与其他泵相比，单螺杆泵有着自己独特的优势：

• 和离心泵相比，单螺杆泵不需要装阀门，而流量是稳定的线性流动。
• 和柱塞泵相比，单螺杆泵具有更好的自吸能力。
• 和隔膜泵相比，单螺杆泵可输送各种混合杂质，含有气体及固体颗粒或纤维的介质，也可输送各种腐蚀性物质。
• 和齿轮泵相比，单螺杆泵可输送高粘度的物质。

                                               

与柱塞泵、隔膜泵及齿轮泵不同的是，单螺杆泵可用于药剂填充和计量。

双螺杆泵

单从结构上而言，双螺杆泵是外啮合的螺杆泵。它利用相互啮合，互不接触的两根螺杆来抽送液体。

在结构型式上双螺杆泵也很齐全，有卧式、立式、带加热套等各种类型，可以输送有颗粒的低粘度或高粘度介质，根据颗粒大小调节螺杆间距，选用正确的材质，甚至可以输送许多腐蚀性介质。

特点：双螺杆泵作为一种容积式泵，泵内吸入室应与排出室严密地隔开。这就要求泵体与螺杆外圆表面及螺杆与螺杆间隙应尽可能小些。同时螺杆与泵体、螺杆与螺杆间又相互形成密封腔，保证密闭，否则就可能有液体从间隙中倒流回去。

双螺杆泵独特的结构使它可以实现无搅拌、无脉动、平稳的输送各种介质；由于泵体结构保证泵的工作元件内始终存有泵送液体作为密封液体，因此双螺杆泵有很强的自吸能力，且能汽液混输。双螺杆泵的特殊设计还保证了泵有高的吸入性能即很小的NPSHr值。

双螺杆泵又可分为内置轴承和外置轴承两种形式。

在内置轴承的结构型式中轴承由输送物进行润滑。外置轴承结构的双螺杆泵则是工作腔同轴承分开。

外置轴承双螺杆泵特点：这种泵的结构和螺杆间存在侧间隙，独立润滑的外置轴承允许其输送各种非润滑性介质。此外，调整同步齿轮使得螺杆不接触，同时将输出扭矩的一半传给从动螺杆。

如所有螺杆泵一样，外置轴承式双螺杆泵也有自吸能力，而且多数泵输送元件本身都是双吸对称布置，可消除轴向力，也有很大的吸高。

外置轴承的双螺杆泵结构的优点大大拓宽了双螺杆泵的使用范围，即：除了输送润滑性良好的介质外，还可输送大量的非润滑性介质，各种粘度（最高粘度可达3*106mm/s）的介质以及具有腐蚀性（酸、碱等性质），磨蚀性的液体；

另外双螺杆泵由于其恒定间隙的存在以及型线上的特点，其属于非密封型容积泵，因此除了输送纯液体外，还可输送气体和液体的混合物，即汽液混输，这也是双螺杆泵非常独特的优点之一；

双螺杆泵还可干转：由于运动部件在工作时互不接触，因此短时的干转不会破坏泵元件，这种特点给自动控制的流程提供了极大的方便，但干运转时间受多种因素限制，一般很短。

另外双螺杆泵在输送过程中无剪切，无乳化作用，因此不会破坏分子链结构和工况流程中所形成的特定的流体性质，并且由于传动依靠同步齿轮，泵运转噪音低，振动小，工作平稳。

应用：外置轴承式双螺杆泵的种种特性使它在油田化工和船舶工业中得到了广泛的应用。它还可根据各种使用情况分别采用普通铸铁、不锈钢等不同材料制造；输送温度可达250℃；而且具有不同方式的加热结构，理论流量可达2000立方米/小时。

三螺杆泵

三螺杆泵是转子式容积泵，它是利用螺杆啮合原理，依靠旋转的螺杆在泵套内相互啮合。

原理：它主要是由固定在泵体中的衬套(泵缸)以及安插在泵缸中的主动螺杆和与其啮合的两根从动螺杆所组成。三根互相啮合的螺杆，在泵缸内按每个导程形成为一个密封腔，造成吸排口之间的密封。

三螺杆泵把被输送的介质封闭在啮合腔内，沿螺杆轴向连续匀速地推至排出口，为系统提供稳定的压力。工作时，两端分别作用液体的吸排压力，对螺杆产生轴向推力。

此外，还通过主动螺杆的中央油孔将 高压油引入各螺杆轴套的底部，从而在螺杆下端会产生一个与轴向推力方向相反的平衡推力。所以，对于压差小于10千克力/cm2的小型泵，可以采用止推轴承。

由于两从动螺杆与主动螺杆左右对称啮合，三螺杆泵作用在主动螺杆上的径向力完全平衡，主动螺杆不承受弯曲负荷。从动螺杆所受径向力沿其整个长度都由泵缸衬套来支承，不需要在外端另设轴承，基本上也不承受弯曲负荷。

在运行中，螺杆外圆表面和泵缸内壁之间形成的一层油膜，可防止金属之间的直接接触，使螺杆齿面的磨损大大减少。

三螺杆泵和其它容积泵一样，当泵的排出口完全封闭时，泵内的压力就会上升到使泵损坏或使电动机过载的危险程度。所以，在泵的吸排口处，就必须设置安全阀。轴封通常采用机械轴封，并可根据工作压力高低采取不同的形式。

特点：三螺杆泵显著的特点是结构简单、压力脉动小、流量稳定、工作平稳可靠、允许高转速、噪音低、效率高、寿命长，有自吸能力。

根据所输送介质需要，螺杆泵装置可提供加热或冷却结构。它适用于输送各种无腐蚀性油类及类似油和润滑性液体。输送液体的粘度范围一般为3.0~760mm2/s(1.2~100°E)，高粘度介质可通过加温降粘后输送，其温度一般不超过150℃。其流量范围一般为0.2~250m3/h，最高工作压力可达4MPa。

应用：目前，三螺杆泵广泛应用于石油、化纤、冶金、机械、电力、机床、船舶、玻璃、公路等各行各业。三螺杆泵适用于输送燃料油、润滑油、液压油、原油、沥青及其他类似油的润滑性液体。三螺杆泵在工业领域中作润滑泵，在液压系统中作液压泵，在燃油系统中作输送及增压泵；在输油系统中作输送及加油泵。

常见问题处理

 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。

 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。