螺杆泵与其他容积泵的优缺点之比

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  螺杆泵用于输送不含固体颗粒、无腐蚀性的各种油类或类似于油的润滑性液体,属于回转式容积泵。螺杆泵分为单螺杆、双螺杆和三螺杆,其中三螺杆泵有三个转动原件,一个主动杆和两个从动杆,这是决定三螺杆性能特征的最基本和最关键的因素。由于特殊设计的螺杆型线,主、从杆之间在正常啮合动转时并没有多少力的传递和相互作用,让三螺杆泵在非常平衡状态下工作,机械效率很高。主从杆加工精度非常高,其啮合间隙很小,使泵在高压下也具有很高的容积效率,所以三螺杆泵的总效率很高。双螺杆泵为主螺杆和从动螺杆独立支撑非接触式,可以输送黏度大且有一定颗粒的物料。和离心泵和齿轮泵相比使用效率高10%以上。输出扬程不变,改变螺旋套螺旋角可提高流量,更适合于装置扩能的需要。
  1.螺杆泵与离心泵、齿轮泵的优缺点比较
  螺杆泵属于回转式容积泵,具有容积泵的固有特点,还兼顾动力式泵流量大、体积小、无脉动等主要的优点。
  (1)流量。螺杆泵和齿轮泵流量主要取决于泵规格和驱动转速,所以排出压力的改变对其流量影响不大。而离心泵的流量与扬程一一对应,流量受排出压力变化的影响较大,必须人为控制好出口扬程,才能保证所需的流量,自动控制必须协调好转速和扬程的关系,才能有效控制流量。
  (2)压力。对于密封好的螺杆泵,其输出压力随着负载增加而增加,一直到电动机过载跳闸、油泵泵体或油管破裂为止。因为螺杆泵有许多的空间密闭腔室,从一个密封腔到下一个密封腔压力递增,因此从吸入腔压力到出口工作压力是逐渐建立的。离心泵随着扬程的升高,流量骤减,其扬程有一极限值。
  (3)效率。油液黏度增大时,因为泄露减少而容积效率提高,所以螺杆泵的效率不但不会降低反而会提高。离心泵输送的液体黏度升高时,效率下降有时在40%~60%之间。
  (4)无脉动。螺杆泵实际压力有微小脉动,一般压力脉动为1.5%~3%,比齿轮泵、叶片泵和柱塞泵小得多,齿轮泵和柱塞泵为4%~8%或更大。
  (5)噪音低。螺杆泵依靠密闭容积的移动来工作,没有闭死容积,因此不会因为困油而引起噪音及运转不平稳。而齿轮泵、叶片泵和柱塞泵均存在一个微小的闭死容积,当出现困油现象,噪音增加,运转不平稳。
  (6)流量大。齿轮泵的流量一般由每小时零点几立方米到十几立方米,而螺杆泵一般由每小时零点几立方米到上千立方米。
  (7)吸入性能。螺杆泵液体轴向流动速度低,吸入性能较好,在输送高黏度液体时,吸入介质黏度一般在(1~3)×106cst,适用介质黏度范围很宽。而离心泵在输送高黏度液体时泵的效率降低很大,齿轮泵线速度较高而占有较多的能量,吸入性能较螺杆泵差。
  (8)具备扩能特性。螺杆泵尤其是三螺杆泵可根据装置的流量需求,改变螺旋套角度达到提高流量(可提高7%左右)的目的,无须更换新泵。
  (9)寿命长。螺杆泵主动螺杆与从动螺杆之间理论上无接触压力,各个相对运动的接触面磨损很小,因此寿命很长。
  2.双螺杆泵与三螺杆泵的特点比较
  (1)吸入性能。三螺杆泵的必需汽蚀余量最小为NPSHr=2 m,而双螺杆泵必需汽蚀余量只有NPSHr=1.53 m,吸入性能双螺杆泵比三螺杆泵正静吸入压头提高23.5%。
  (2)抗磨损性。对于螺杆泵来说:原油和渣油中的细砂或面砂不会影响其正常运转。双螺杆泵的每个螺杆为单独支撑,不存在碰撞问题,三螺杆泵的从杆和衬套孔之间存在磨损,因此双螺杆泵比三螺杆的抗磨损性强。
  (3)抗腐蚀性。如果原油或渣油中含硫等腐蚀性介质,三螺杆泵由于结构原因螺杆材质不能采用不锈钢(不锈钢硬度低),因此不适用输送含腐蚀性介质。双螺杆泵内的元件材质可任意组合,可达到防止油品中硫腐蚀的要求。
  (4)抗恶劣工况性。双螺杆泵介质成分可以在一定范围任意变化而不影响泵的正常使用,适合于装置扩能改造。在误操作时,泵允许短时间干运转(于5 min),三螺杆泵不具备这些条件。

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