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三螺杆泵

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三螺杆泵的设计选型考虑因素和油管失效原因分析

时间:2018-11-07 15:34 作者:东森泵业

三螺杆泵主要是由安插在泵缸中的主动螺杆和与其啮合的两根从动螺杆以及固定在泵体中的衬套(泵缸)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。

三螺杆泵的轴封,通常采用机械轴封,并可根据工作压力的高低采取不同的形式。

三螺杆泵工作时,两端分别作用着液体的吸排压力,因此对螺杆要产生轴向推力。对于压差小于10千克力/平方厘米的小型泵,可以采用止推轴承。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,从而在螺杆下端产生一个与轴向推力方向相反的平衡推力。

三螺杆泵工作时,由于两个从动螺杆与主动螺杆左右对称啮合,故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,因此,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,就必须设置阀。

三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。三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,合理可靠的三螺杆泵既能保证生产顺利进行,又可降低修理成本。现将我们在应用三螺杆泵的一些体会介绍如下:

1、三螺杆泵的转速选用

三螺杆泵的流量与转速成线性关系,相对于低转速的三螺杆泵,高转速的三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,必定使三螺杆泵过早失效,而且高转速三螺杆泵的定转子长度很短,极易磨损,因而缩短了三螺杆泵的使用寿命。

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,与高速运转的三螺杆泵相比,使用寿命能延长几倍。

2、三螺杆泵的品质

现在市场上的三螺杆泵的种类较多,相对而言,进口的三螺杆泵设计合理,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。

3、确保杂物不进入泵体

湿污泥中混入的固体杂物会对三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,阻挡杂物进入三螺杆泵,对于格栅应及时清捞以免造成堵塞。

4、避免断料

三螺杆泵决不允许在断料的情形下运转,一经发生,橡胶定子由于干磨擦,瞬间产生高温而烧坏,所以,粉碎机完好,格栅畅通是三螺杆泵正常运转的必要条件之一,为此,有些三螺杆泵还在泵身上安装了断料停机装置,当发生断料时,由于三螺杆泵其有自吸功能的特性,腔体内会产生真空,真空装置会使三螺杆泵停止运转。

5、保持恒定的出口压力

三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。为了避免三螺杆泵损坏,一般会在三螺杆泵出口处安装旁通溢流阀,用以稳定出口压力,保持泵的正常运转。

三螺杆泵油管失效原因分析

1、偏磨管漏

(1)转子偏心运动:螺杆泵的结构特征及转子的偏心运动特征,决定了转子以及与转子相连接的底部抽油杆做偏心旋转运动。

(2)离心惯性力作用:由于杆柱的质量中心偏离竖直井筒的几何中心线,在旋转过程中,质量偏心所产生的离心惯性力将使杆柱发生弯曲。当杆柱的弯曲挠度达到油管和杆柱的径向间隙时,杆柱将与油管发生摩擦。

(3)油管弯曲:一般情况下,对于直井而言,油管发生弯曲主要有两个原因,一是在钻井过程中井筒本身存在着“狗腿”,井筒的弯曲导致油管管柱弯曲;二是目前螺杆泵井普遍采用的支撑卡瓦,由于其坐卡方式(压油管头)决定了油管也会存在一定程度的弯曲。

2、油管脱扣

造成油管脱扣的原因主要有两个方面、一是螺杆泵井采用的支撑卡瓦座封负荷小时,由于转千在定子内正向旋转完成液体的抽汲的同时,转子与定子的相对旋转产生较大的正向扭矩,此扭矩相对油管来说起卸扣作用,在螺杆泵的带动下,当支撑卡瓦总成中心管与总成外壳之问发生相对转动,使油管转动倒扣,严重时甚至使油管脱扣落井;二是存维护作业过程中、油管螺纹扭矩达不到标准扭矩时,也易造成油管脱扣。