螺桿泵因其有可變量運(yùn)送、自吸能力強(qiáng)、可反轉(zhuǎn)、能運(yùn)送含固體顆粒的液體等特色,在污水處理廠中,廣泛地被運(yùn)用在運(yùn)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、牢靠的原則。
如果在規(guī)劃選型方面考慮不周,會給今后的運(yùn)用、管理、修補(bǔ)帶來麻煩,所以選用一臺按出產(chǎn)實(shí)際需要,合理牢靠的螺桿泵既能保證出產(chǎn)順利進(jìn)行,又可下降修補(bǔ)成本。
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,相關(guān)于低轉(zhuǎn)速的螺桿泵,高轉(zhuǎn)速的螺桿泵雖能添加了流量和揚(yáng)程,但功率顯著增大,高轉(zhuǎn)速加快了轉(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運(yùn)用壽命。
通過減速組織或無級調(diào)速組織來下降轉(zhuǎn)速,使其轉(zhuǎn)速堅(jiān)持在每分三百轉(zhuǎn)以下較為合理的范圍內(nèi),與高速工作的螺桿泵比較,運(yùn)用壽命能延長幾倍。
二、螺桿泵的質(zhì)量
現(xiàn)在市場上的螺桿泵的品種較多,相對而言,進(jìn)口的螺桿泵規(guī)劃合理,原料精巧,但價(jià)格較高,效勞方面有的不到位,配件價(jià)格高,訂購周期長,可能影響出產(chǎn)的正常工作。
國內(nèi)出產(chǎn)的大都拷貝進(jìn)口產(chǎn)品,產(chǎn)質(zhì)量量良莠不齊,在選用國內(nèi)出產(chǎn)的產(chǎn)品時(shí),在考慮其性價(jià)比的時(shí)分,選用低轉(zhuǎn)速,長導(dǎo)程,傳動量部件原料優(yōu)秀,額外壽命長的產(chǎn)品。
三、保證雜物不進(jìn)入泵體
濕污泥中混入的固體雜物會對螺桿泵的橡膠原料定子形成損壞,所以保證雜物不進(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),也有的設(shè)備格柵設(shè)備或?yàn)V網(wǎng),阻撓雜物進(jìn)入螺桿泵,關(guān)于格柵應(yīng)及時(shí)清撈防止形成阻塞。
四、防止斷料
螺桿泵決不允許在斷料的景象下工作,一經(jīng)發(fā)作,橡膠定子因?yàn)楦赡ゲ?,瞬間發(fā)作高溫而燒壞,所以,粉碎機(jī)無缺,格柵暢通是螺桿泵正常工作的必要條件之一,為此,有些螺桿泵還在泵身上設(shè)備了斷料停機(jī)設(shè)備,當(dāng)發(fā)作斷料時(shí),因?yàn)槁輻U泵其有自吸功用的特性,腔體內(nèi)會發(fā)作真空,真空設(shè)備會使螺桿泵中止工作。
五、堅(jiān)持安穩(wěn)的出口壓力
螺桿泵是一種容積式回轉(zhuǎn)泵,當(dāng)出口端受阻今后,壓力會逐漸升高,以至于超越預(yù)訂的壓力值。此時(shí)電機(jī)負(fù)荷急劇添加。傳動機(jī)械相關(guān)零件的負(fù)載也會超出規(guī)劃值,嚴(yán)峻時(shí)會發(fā)作電機(jī)焚毀、傳動零件開裂。為了防止螺桿泵損壞,一般會在螺桿泵出口處設(shè)備旁通溢流閥,用以安穩(wěn)出口壓力,堅(jiān)持泵的正常工作。
六、螺桿泵分為
單螺桿泵、雙螺桿泵、三螺桿泵、五螺桿泵。
螺桿數(shù)量越多適應(yīng)的范圍就越少。
單螺桿泵簡稱萬能泵,幾乎有流體的地方都可以選用,高粘度的介質(zhì)也游刃有余。
雙螺桿泵可以輸送含有細(xì)微顆粒的可流動的介質(zhì),化工行業(yè),船廠用的比較多。
三螺桿泵主要輸送含有潤滑性無顆粒的介質(zhì),壓力高,流量大。
五螺桿泵,低壓大流量。目前民用的沒有。
螺桿泵是用鋼材作轉(zhuǎn)子,橡膠做定子。制作定子的材料一般是丁腈橡膠,這是因?yàn)槎‰嫦鹉z具有很好的耐油性。鋼材比橡膠耐磨,這就決定了螺桿泵的失效形式主要是膠套的磨損。也就是說,螺桿泵的使用壽命與定子的使用壽命關(guān)系最大。要延長定子的使用壽命,就需要減小橡膠的磨損。
單螺桿泵定子損壞的原因有以下幾點(diǎn):
1、螺桿泵定子橡膠脫殼。主要原因的粘結(jié)劑選擇不當(dāng)、粘結(jié)泵殼的內(nèi)表面處理不當(dāng)或內(nèi)表面不潔等因素造成。
2、螺桿泵定子橡膠掉塊。主要原因是選擇的橡膠硬度過大、橡膠硫化時(shí)“過硫”、橡膠“早期硫化”或定子和轉(zhuǎn)子配合的過盈量過大等。
3、螺桿泵定子橡膠不耐磨。螺桿泵大多輸送含雜質(zhì)的介質(zhì),而橡膠定子拉伸強(qiáng)度比壓縮強(qiáng)度低得多,一旦有硬顆粒雜質(zhì)嵌入后,嵌入橡膠的硬顆粒在受到轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的拉力作用下,定子表面就會產(chǎn)生拉伸變形,使之出現(xiàn)分子鏈的斷裂,即超過了分子鏈的強(qiáng)度,于是定子就出現(xiàn)裂紋、擴(kuò)展直至破壞。此外,泵運(yùn)行時(shí)定子受到硬顆粒的切削作用,產(chǎn)生的磨損也是定子破壞的一個重要原因。因此,正確選擇膠料就顯得尤為重要,選擇不恰當(dāng)則定子更易磨損。除了膠料配方不合理、含膠率太低、橡膠硬度選擇不當(dāng)外,定子和轉(zhuǎn)子配合的過盈不均勻或過盈量太大,介質(zhì)惡劣或橡膠已老化等也是定子不耐磨的一個重要原因。
4、螺桿泵定子齒形曲線形狀變形。主要原因是橡膠抗壓縮變形性能差、壓制橡膠的生產(chǎn)工藝控制有問題造成硫化不夠、壓制用的定子型芯形狀不準(zhǔn)確、壓制時(shí)定子型芯放置偏心、定子型芯表面質(zhì)量或定子腔橡膠表面質(zhì)量差等因素。要確保橡膠定子的質(zhì)量,首要條件是根據(jù)使用的工況和介質(zhì)情況正確選擇橡膠品種。在保存定子時(shí)要避免陽光照射、零下20°c或高溫的環(huán)境、以及粉塵或油污等污染和腐蝕性介質(zhì)的接觸,還要注意存放不要過期,避免老化(通常根據(jù)膠種存放期為半年到一年)。
5、螺桿泵定子型芯的體積 橡膠定子在壓注橡膠時(shí),必須知道壓注一個定子所需的橡膠量,也就是說要知道定子內(nèi)螺旋腔的容積,即定子型芯的體積。要準(zhǔn)確地計(jì)算出它的容積都是非常困難的,而且必要性也不大,因此可采用近似的方法來計(jì)算,澆注時(shí)因還要考慮澆口、冒口等輔助用料,再增加些余量即可。
6、螺桿泵橡膠套定子不適應(yīng)輸送的介質(zhì),應(yīng)根據(jù)所輸送的介質(zhì)對應(yīng)選擇橡膠套。
由此可見,螺桿泵橡膠套在流體輸送時(shí),一定要選對材質(zhì),在開機(jī)運(yùn)行中嚴(yán)禁空轉(zhuǎn),正確使用螺桿泵是提高使用壽命的重要方法。
螺桿泵定子磨損的原因分析:
1、磨粒磨損,分干磨粒磨損和濕磨粒磨損。濕磨粒磨損就是在磨粒和橡膠之間存在液體介質(zhì);干磨粒磨損就是在磨粒和橡膠之間不存在液體介質(zhì)。在螺桿泵正常工作條件下,濕磨粒磨損是螺桿泵磨損的主要形式之一。
2、沖蝕磨損,也叫侵蝕磨損,這是由于螺桿泵轉(zhuǎn)子和定子之間液流所引起的。在螺桿泵正常工作條件下,這也是螺桿泵磨損的主要形式之一。
3、疲勞磨損,是定子橡膠與轉(zhuǎn)子上圓鈍的對偶表面之間的摩擦力和接觸應(yīng)力都不太大的條件下產(chǎn)生的。與磨粒磨損相比,這是一種低強(qiáng)度的磨損。由于這種磨損和磨粒磨損在很多方面相似,有的學(xué)者把它看作磨粒磨損的一種形式,即圓鈍磨粒磨損。
4、摩擦磨損,只在摩擦因數(shù)很大而橡膠的撕裂強(qiáng)度很低的條件下才會發(fā)生。發(fā)生這種磨損時(shí),橡膠表層被撕裂、卷曲、拉伸,并從橡膠表層脫落,形成卷曲的橡膠碎屑。當(dāng)螺桿泵干摩擦?xí)r,轉(zhuǎn)子與定子摩擦發(fā)熱,使橡膠溫度升高,降低橡膠的撕裂強(qiáng)度,使橡膠表層樹脂老化、發(fā)黏,從而使摩擦磨損加劇,定子迅速損壞。
以上4種磨損形式往往是同時(shí)發(fā)生的,但在不同工況下,以某種磨損形式為主。螺桿泵在正常工況下工作時(shí),以濕磨粒磨損和沖蝕磨損為主,疲勞磨損也存在,但其磨損強(qiáng)度很低。在螺桿泵干摩擦狀態(tài)或高溫狀態(tài),以摩擦磨損為主。因此,應(yīng)當(dāng)針對丁腈橡膠磨粒磨損、沖蝕磨損、疲勞磨損的規(guī)律,設(shè)計(jì)合理的螺桿泵結(jié)構(gòu),使定子的磨損率降到最低,從而延長其使用壽命。
螺桿泵是容積式轉(zhuǎn)子泵,主要是依靠泵體與螺桿之間所形成的嚙合空間容積變化和移動來輸送液體或使液體增壓的回轉(zhuǎn)泵。螺桿泵按螺桿數(shù)目分為單螺桿泵、雙螺桿泵和三螺桿泵等。
當(dāng)主動螺桿轉(zhuǎn)動時(shí),帶動與其嚙合的從動螺桿一起轉(zhuǎn)動,吸入腔一端的螺桿嚙合空間容積逐漸增大,壓力降低。液體在壓差作用下進(jìn)入嚙合空間容積。
當(dāng)容積增至最大而形成一個密封腔時(shí),液體就在一個個密封腔內(nèi)連續(xù)地沿軸向移動,直至排出腔一端。這時(shí)排出腔一端的螺桿嚙合空間容積逐漸縮小,而將液體排出。
螺桿泵的工作原理與齒輪泵相似,只是在結(jié)構(gòu)上用螺桿取代了齒輪。泵有單吸式和雙吸式兩種結(jié)構(gòu),但單螺桿泵僅有單吸式。
泵必須配帶安全閥(單螺桿泵不必配帶),以防止由于某種原因如排出管堵塞使泵的出口壓力超過容許值而損壞泵或原動機(jī)。
與葉片泵相比較,螺旋泵具有以下優(yōu)點(diǎn):
①轉(zhuǎn)速低(一般為20r/min~90r/min),機(jī)械磨損小,不會發(fā)生汽蝕。
②流道寬,可以輸送含有固體物的水。
③泵體結(jié)構(gòu)是半開的,可以觀察到泵內(nèi)的運(yùn)行情況。
④吸入側(cè)流態(tài)對水力性能影響甚微,對吸水池?zé)o特殊要求,基礎(chǔ)開挖深度小,水工建筑物施工簡單,土建費(fèi)用少。
其缺點(diǎn)是:
①尺寸大,占地面積也大。
②受機(jī)械加工條件限制,泵軸不能太長,因而揚(yáng)程較低,一般不超過10m。
③吸水面、出水面高度變化不能太大,否則會影響工作效率,增加能耗。
螺桿泵的分類:
螺桿泵按螺桿數(shù)量分為。
單螺桿泵——單根螺桿在泵體的內(nèi)螺紋槽中嚙合轉(zhuǎn)動的泵。
雙螺桿泵——由兩個螺桿相互嚙合輸送液體的泵。
三螺桿泵——由多個螺桿相互嚙合輸送液體的泵。
1.單螺桿泵
是一種單螺桿式輸運(yùn)泵,它的主要工作部件是偏心螺旋體的螺桿(稱轉(zhuǎn)子)和內(nèi)表面呈雙線螺旋面的螺桿襯套(稱定子)。
其工作原理是當(dāng)電動機(jī)帶動泵軸轉(zhuǎn)動時(shí),螺桿一方面繞本身的軸線旋轉(zhuǎn),另一方面它又沿襯套內(nèi)表面滾動,于是形成泵的密封腔室。
螺桿每轉(zhuǎn)一周,密封腔內(nèi)的液體向前推進(jìn)一個螺距,隨著螺桿的連續(xù)轉(zhuǎn)動,液體螺旋形方式從一個密封腔壓向另一個密封腔,最后擠出泵體。
螺桿泵是一種新型的輸送液體的機(jī)械,具有結(jié)構(gòu)簡單、工作安全可靠、使用維修方便、出液連續(xù)均勻、壓力穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
2.雙螺桿泵和多螺桿泵
下面以三螺桿為例。
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(nèi)按每個導(dǎo)程形成為一個密封腔,造成吸排口之間的密封。
泵工作時(shí),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(fù)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(shè) 軸承,基本上也不承受彎曲負(fù)荷。
在運(yùn)行中,螺桿外圓表面和 泵缸內(nèi)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(shí),兩端分別作用著液體的吸排壓力,因此對螺桿要產(chǎn)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(chǎn)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(dāng)泵的排出口完全封閉時(shí),泵內(nèi)的壓力就會上升到使泵損壞或使電動機(jī)過載的危險(xiǎn)程度。
所以,在泵的吸排口處,就必須設(shè)置安全閥。螺桿泵的軸封,通常采用機(jī)械軸封,并可根據(jù)工作壓力的高低采取不同的形式。
常見問題處理
1.泵體劇烈振動或產(chǎn)生噪音:
產(chǎn)生原因:水泵安裝不牢或水泵安裝過高;電機(jī)滾珠軸承損壞;水泵主軸彎曲或與電機(jī)主軸不同心、不平行等。
處理方法:裝穩(wěn)水泵或降低水泵的安裝高度;更換電機(jī)滾珠軸承;矯正彎曲的水泵主軸或調(diào)整好水泵與電機(jī)的相對位置。
2.傳動軸或電機(jī)軸承過熱:
產(chǎn)生原因:缺少潤滑油或軸承破裂等。
處理方法:加注潤滑油或更換軸承。
3.水泵不出水:
產(chǎn)生原因:泵體和吸水管沒灌滿引水;動水位低于水泵濾水管;吸水管破裂等。
選用及應(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。
1、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。
2、螺桿泵的品質(zhì)
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。
3、確保雜物不進(jìn)入泵體
濕污泥中混入的固體雜物會對螺桿泵的橡膠材質(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。
4、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,橡膠定子由于干摩擦,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),由于螺桿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)。
5、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會安裝回油閥,用以穩(wěn)定出口壓力,保持泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。