螺桿泵的基本工作原理與結構和性能計算公式

2008-09-30 admin 真空技術網整理

1、螺桿泵的基本工作原理

螺桿泵是利用螺桿的回轉來吸排液體的。中間螺桿為主動螺桿，由原動機帶動回轉，兩邊的螺桿為從動螺桿，隨主動螺桿作反向旋轉。主、從動螺桿的螺紋均為雙頭螺紋。

由于各螺桿的相互嚙合以及螺桿與襯筒內壁的緊密配合，在泵的吸入口和排出口之間，就會被分隔成一個或多個密封空間。隨著螺桿的轉動和嚙合，這些密封空間在泵的吸入端不斷形成，將吸入室中的液體封入其中，并自吸入室沿螺桿軸向連續地推移至排出端，將封閉在各空間中的液體不斷排出，猶如一螺母在螺紋回轉時被不斷向前推進的情形那樣，這就是螺桿泵的基本工作原理。

螺桿與殼體之間的密封面是一個空間曲面。在這個曲面上存在著諸如ab或de之類的非密封區，并且與螺桿的凹槽部分形成許多三角形的缺口abc、def。這些三角形的缺口構成液體的通道，使主動螺桿凹槽A與從動螺桿上的凹槽B、C相連通。而凹槽B、C又沿著自己的螺線繞向背面，并分別和背面的凹槽D、E相連通。由于在槽D、E與槽F(它屬于另一頭螺線)相銜接的密封面上，也存在著類似于正面的三角形缺口a’b’c’，所以D、F、E也將相通。這樣，凹槽ABCDEA也就組成一個“∞” 形的密封空間(如采用單頭螺紋，則凹槽將順軸向盤饒螺桿，將吸排口貫通，無法形成密封)。不難想象，在這樣的螺桿上，將形成許多個獨立的“∞”形密封空間，每一個密封空間所占有的軸向長度恰好等于累桿的導程t。因此，為了使螺桿能吸、排油口分隔開來，螺桿的螺紋段的長度至少要大于一個導程。

從上述工作原理可以看出，螺桿泵有以下優點：

1)壓力和流量范圍寬闊。壓力約在3.4-340千克力/cm ²，流量可達18600cm³/分；

2)運送液體的種類和粘度范圍寬廣；

3)因為泵內的回轉部件慣性力較低，故可使用很高的轉速；

4)吸入性能好，具有自吸能力；

5)流量均勻連續，振動小，噪音低；

6)與其它回轉泵相比，對進入的氣體和污物不太敏感；

7)結構堅實，安裝保養容易。

螺桿泵的缺點是，螺桿的加工和裝配要求較高；泵的性能對液體的粘度變化比較敏感。

2、三螺桿泵的結構

它主要是由固定在泵體中的襯套(泵缸)以及安插在泵缸中的主動螺桿和與其嚙合的兩根從動螺桿所組成。三根互相嚙合的螺桿，在泵缸內按每個導程形成為一個密封腔，造成吸排口之間的密封。

泵工作時，由于兩從動螺桿與主動螺桿左右對稱嚙合，故作用在主動螺桿上的徑向力完全平衡，主動螺桿不承受彎曲負荷。從動螺桿所受徑向力沿其整個長度都由泵缸襯套來支承，因此，不需要在外端另設，基本上也不承受彎曲負荷。在運行中，螺桿外圓表面和泵缸內壁之間形成的一層油膜，可防止金屬之間的直接接觸，使螺桿齒面的磨損大大減少。

螺桿泵工作時，兩端分別作用著液體的吸排壓力，因此對螺桿要產生軸向推力。對于壓差小于10千克力/cm² 的小型泵，可以采用止推軸承。此外，還通過主動螺桿的中央油孔將高壓油引入各螺桿軸套的底部，從而在螺桿下端產生一個與軸向推力方向相反的平衡推力。

螺桿泵和其它容積泵一樣，當泵的排出口完全封閉時，泵內的壓力就會上升到使泵損壞或使電動機過載的危險程度。所以，在泵的吸排口處，就必須設置安全閥。

螺桿泵的軸封，通常采用機械軸封，并可根據電動機的高低采取不同的形式。