三螺杆泵的原理与排量计算

三螺杆泵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.

　　三螺杆泵泵工作时,由于两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.

　　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/cm2 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.

　　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.

　　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.

　　　3 螺杆泵的性能

　　3.1 排量

　　螺杆泵的理论排量可由下式计算:

　　Qt=60Ftn m3/h

　　式中:F—泵缸的有效截面积,cm2；t—螺杆螺纹的导程, m；n—主动螺杆的每分钟转数.

　　螺杆泵的内部泄漏量Qs:

　　Qs=αp/σm

　　式中:p—泵的工作压力；σ—所排送的液体的粘度；α—与 螺杆直径和有效长度有关的系数；m=0.3-0.5.

　　泵在压送不同粘度的液体时,其排量会发生变化.排量和 粘度的关系可由下式表示:

　　Q2=Qt-(Qt-Q1)(σ1/σ2)m

　　式中:Q1—粘度为σ1时的排量；Q2—粘度为σ2时的排量.

　　3.2 功率

　　泵的轴功率一般为水功率、摩擦功率和泄漏损失功率这三部分的总和.

　　水功率Nc是指单位时间内泵传给液体的能量,也称输出 功率,可用下式计算:

　　Nc=PQ×10-3 千瓦

　　式中:P—泵的排出压力和吸入压力之差,帕；Q—泵的实 际排量,m3/s.

　　摩擦功率是指液体粘性阻力产生的摩擦损失,可由下式表示:

　　Nf=Kn1.5D2 σm 千瓦

　　式中:n—转速；D—主动螺杆的外径；—粘度；K—与螺杆长度有关的系数；m=0.3-0.5.

　　由上可见,当泵运送的液体粘度不同时,泵的轴功率也将不同.

　　泄漏损失是指液体从高压处漏回低压处所造成的功率损失.

　　所以,当计算泵的轴功率时,如采用理论排量,则泵的轴功率由下式表示:
       N=NfPQt10-3 千瓦