❶ 不銹鋼螺桿泵的工作原理
螺桿泵是利用螺桿的回轉來吸排液體的。由於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,並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
不銹鋼單螺桿泵工作時,液體被吸入後就進入螺紋與泵殼所圍的密封空間,當主動螺桿旋轉時,螺桿泵密封容積在螺牙的擠壓下提高螺桿泵壓力,並沿軸向移動。由於螺桿是等速旋轉,所以液體出流流量也是均勻的。
不銹鋼單螺桿泵特點為:螺桿泵損失小,經濟性能好。壓力高而均勻,流量均勻,轉速高,能與原動機直聯。
不銹鋼單螺桿泵可以輸送潤滑油,輸送燃油,輸送各種油類及高分子聚合物,用於輸送黏稠液體。
輸送高粘度介質:
根據泵的大小不同可以輸送粘度從37000-200000厘泊的介質。
含有顆粒或纖維的介質:顆粒直徑可以這30mm(不超過轉子偏心距)。纖維長可以350mm(相當0.4位轉子的螺距)。其含量一般可達介質窖的40%,若介質中的固體物為細微之粉沫狀時,最高含量可達 60%或更高也能輸送。
要求輸送壓力穩定,介質固有結構不愛破壞時,選用單螺桿泵輸送最為理想。
泵體劇烈振動或產生噪音:
產生原因:水泵安裝不牢或水泵安裝過高;電機滾珠軸承損壞;水泵主軸彎曲或與電機主軸不同心、不平行等。
處理方法:裝穩水泵或降低水泵的安裝高度;更換電機滾珠軸承;矯正彎曲的水泵主軸或調整好水泵與電機的相對位置。
傳動軸或電機軸承過熱:
產生原因:缺少潤滑油或軸承破裂等。
處理方法:加註潤滑油或更換軸承。
水泵不出水:
產生原因:泵體和吸水管沒灌滿引水;動水位低於水泵濾水管;吸水管破裂等。
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,並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, 並分別和背面的凹槽D、E相連通。由於在槽D、E與槽F(它屬 於另一頭螺線)相銜接的密封面上,也存在著類似於正面的三 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(如採用單頭螺紋,則凹槽將順軸向盤饒螺桿, 將吸排口貫通,無法形成密封)。不難想像,在這樣的螺桿 上,將形成許多個獨立的「∞」形密封空間,每一個密封空間所佔有的軸向長度恰好等於累桿的導程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於一個導程。
❷ 螺桿泵的轉子一般用啥材料
您好!螺桿轉子的材質有很多種,如果是醫葯食品類用的是不銹鋼,如果是用在工業類都是合金鋼,而合金鋼種類繁多,國內市場上質量參差不齊,選擇還需謹慎。希望能夠幫到您!
❸ 如何選擇螺桿泵
1930年,Moinean發明,並在美國獲得第一個螺桿泵採油專利,31-32年在法國製造。我國1986年一如並開始研究地面驅動螺桿泵。在我國的一些油田中稠油開採的相當突出的問題,稠油中含有出砂,含氣現象,使油井工作條件及為復雜。在開采高粘含砂含氣的原油時,螺桿泵具有獨特的優勢。它是一種容積式泵,運動件(只有螺桿),沒有閥和復雜的流道。油流擾動少,使水力損失大大降低。由於螺桿在橡皮襯套表面的運動帶有滾動和滑動的性質,使砂粒不易沉積。由於襯套和螺桿間的容積均勻變化而產生的抽汲和推擠作用,使油氣混輸的效果較好。突出優點:尺寸小,質量輕,製造容易,維修方便,運動部件少,排量均勻。
一、 系統組成及泵的工作原理
1. 系統組成
地面——
地下——螺桿泵
中間——中間油管或中間電纜
工作過程;由地面動力帶動抽油桿柱-泵轉子轉動-井液由泵下部吸入-上端排出-從油管流出井口-地面管線至計量間。
2. 螺桿泵的結構與工作原理
(1) 螺桿泵的結構
由定子和轉子組成的。轉子是通過精加工、表面鍍鉻的高強度螺桿;定子就是泵筒,是由一種堅固、耐油、抗腐蝕的合成橡膠精磨成型,然後被永久地粘接在鋼殼體內而成。除單螺桿泵外,螺桿泵還有多螺桿泵(雙螺桿、三螺桿及五螺桿泵等),主要用於輸送油品。
(2) 螺桿泵的工作原理
螺桿泵是靠空腔排油,即轉子與定子間形成的一個個互不連通的封閉腔室,當轉子轉動時,封閉空腔沿軸線方向由吸入端向排出端方向運移。封閉腔在排出端消失,空腔內的原油也就隨之由吸入端均勻地擠到排出端。同時,又在吸入端重新形成新的低壓空腔將原油吸入。這樣,封閉空腔不斷地形成、運移和消失,原油便不斷地充滿、擠壓和排出,從而把井中的原油不斷地吸入,通過油管舉升到井口。
3.缺點
二、 螺桿泵基本參數的確定
1. 泵的理論排量
螺桿任一斷面都是半徑為r的圓,整個螺桿的形狀可看成是由很多半徑為r的極薄圓盤組成,這些圓盤的中心O1是以偏心距e繞螺桿本身的軸線O2-Z一邊旋轉一邊按一定的螺距t向前移動。即圓盤圓心O1的軌跡是螺距為t、 偏心距為e的螺旋線。
襯套的材料是橡膠,它的斷面是由兩個半徑為r(等於螺桿斷面半徑)的半圓和兩個長度為4e的直線段組成的長圓形,如圖11-21所示。襯套的雙線內螺旋面就是由上述斷面繞襯套的軸線OZ旋轉的同時,按一定的導程T=2t向前移動所形成的。橡皮襯套易磨損,下部徑向上止推軸承損壞,偏心聯接軸不夠可靠,周期短。
螺桿在襯套中的位置不同時,它們之間的接觸點也就不同。當螺桿斷面在襯套長圓形斷面的兩端時,螺桿和襯套的接觸為半圓弧線;而在襯套的其它位置時,螺桿和襯套僅有兩點接觸。由於螺桿和襯套是連續嚙合的,這些接觸點就構成了密封線,在襯套的一個導程T內便形成一個密封腔室。這樣,在沿單螺桿泵的全長上,襯套內螺旋面與螺桿的螺旋面形成了一個個封閉腔室。可見,襯套螺桿副的長度至少為襯套的一個導程,才能形成完整的密封腔。
式中Qt——泵的理論排量,m3/d;
e——螺桿的偏心距,m;
n——螺桿的轉速, r/min;
dp——螺桿截面的直徑, dp=2r,m;
T——襯套的導程, T=2t,m;
t——螺桿的螺距,m。
2. 泵的容積效率和系統效率
1) 泵的實際排量Q與理論排量Qt的比值,稱為泵的容積效率,記作 ,用公式表達為 泵的容積效率實質上是一個排量系數,它與泵揚程、轉子與定子間配合的過盈量、轉子的轉速以及舉升液體的粘度等參數有關,是一個多變數函數。
2.泵的系統效率η定義為泵的有功功率(水力功率)Ph與泵的輸入功率Pin之比,即
其中:
3. 泵的扭矩
由於螺桿泵的吸入端和排出端存在壓差,所以螺桿襯套副中的液體將對螺桿施加力的作用。同時,定、轉子間存在過盈量,將會使定、轉子間產生摩擦阻力扭矩。(1) 轉子有功扭矩螺桿——襯套副將機械能轉換為液體的壓能,若不考慮損失,則由能量轉換關系可得
(2) 定子與轉子間的摩擦扭矩
由於螺桿泵定子與轉子間存在過盈量,因此,當轉子在定子內轉動時,定子與轉子間就產生摩擦。定子對轉子施加摩擦扭矩的作用。
(3) 啟動扭矩
啟動扭矩的大小,與螺桿泵密封線的長度、定轉子間的過盈量以及橡膠的硬度和工作壓力有關,還與靜止時間的長短以及摩擦面的粗糙度有關。級數越多、粗糙度越大、橡膠硬度越高,以及定、轉子間過盈量越大、泵的工作壓力越高,泵的啟動扭矩也就越大。
三、 螺桿泵的工作特性曲線及其影響因素
1. 螺桿泵的工作特性曲線
泵的容積效率、系統效率及扭矩與舉升高度之間的關系。反映這種關系的曲線稱為螺桿泵的工作特性曲線。
2. 螺桿泵工作特性的影響因素
(1) 過盈量的影響
定、轉子表面的接觸線保持充分密封,而密封的程度取決於轉子與定子間的過盈量。
過盈量大,泵效高,但桿扭矩增加,易出現斷桿和定子橡膠磨損加劇。
過盈量小,泵效低,無上述問題。
因此,過盈量的大小直接影響泵效的高低。
(2) 轉子轉速的影響轉子的轉速越高,排量就越大。但是,轉速越高,抽油桿的離心力就越大,抽油桿的彎曲振動就越嚴重,抽油桿接箍與油管內壁的摩擦力也就隨之增大,同時,舉升高度也將因沿程損失的增加和定子橡膠磨損的加速而下降。因此,轉子的轉速不易過高,一般應小於500 r/min為宜。
(3)其它(粘度)粘度增加使得漏失量減小,有利於提高泵的容積效率和系統效率;另一方面,粘度的增加將使流動阻力增大而降低泵的充滿程度和舉升高度,泵的容積效率和系統效率也隨之降低。同時,泵的摩擦增大將增加阻力扭矩。
四、 螺桿泵的選擇
螺桿泵的選擇步驟:
1)應根據油井的產能確定出油井的產量,並確定所用螺桿泵的排量;
2)是根據泵的工作特性曲線確定在保證該排量下泵的舉升高度大小,並根據油井條件計算出所需泵的級數,同 時還要根據需要以及油井的實際條件確定合理的過盈量;
3)根據負載大小選擇抽油桿的材料與規格、電動機以及其它附屬部件。
1. 轉子轉速的確定
地面驅動單螺桿泵轉速的確定,受多種因素的影響。首先要考慮的是介質的粘度、磨蝕條件和定子橡膠的疲勞強度。
介質的粘度將影響泵的充滿系數。當泵旋轉時,在泵吸入口處空腔容積逐漸變大,這時,只要有一定的壓差液體便可迅速充滿空腔。當液體的粘度較大時,其流動性變差,
使得充滿系數降低從而降低泵的容積效率,並且隨著液體粘度的增加,這種影響程度增大。
在高含砂油井中,泵的壽命取決於定子橡膠的疲勞強度。由於定子和轉子間有一定的過盈量,轉子在定子內旋轉時定子橡膠將受到周期性地壓縮,從而產生摩擦面的溫升和疲勞。摩擦面的溫升往往可達到比介質溫度高幾十度,它加速了橡膠分子鏈的重新組合,使彈性模數減小,從而降低其疲勞特性及金屬和橡膠結合面上粘結劑的強度。這個溫升值和壓縮疲勞隨轉速的增加而增大,因此,在實際應用中要合理地選擇轉速以保證泵的壽命。
2. 泵級數和定、轉子長度的確定
單級螺桿泵滿足不了實際舉升高度(揚程)的需要,如同潛油電泵一樣需要多級泵。泵的級數Z可根據油井實際需要的泵揚程H和單級揚程Hj來確定,即
泵的級數確定後,就可確定定子和轉子的
長度。定子和轉子的長度由泵的級數和襯套的導程來決定。定子長度Ls為
轉子長度Lr一般取定子長度Ls加上250~350 mm,以保證轉子能夠安裝到位.
3. 合理過盈量的確定
螺桿泵的定、轉子間的過盈配合情況如圖11-25所示,其過盈量為δ=(b-a)/2。 為使螺桿泵具有容積泵的特點,就必須使定、轉子間的空腔保持良好的密封性,
即必須有一定的過盈值。其原因是:
1) 受加工工藝技術的限制,不能保證定子和轉子具有理想的幾何形狀;
2) 定子橡膠是彈性體,在一定的壓差下會發生彈性變形和漏失;
3) 由於轉子在運轉時會產生慣性力和液壓徑向力,這兩個力的合力將使轉子在合力的方向上壓縮定子橡膠而產生位移,從而使定、轉子間的另一側產生間隙。 螺桿泵在井下工作時,其總過盈量δ由初始過盈量δ0、由熱膨脹產生的過盈量δ1』以及由於浸油溶脹而產生的過盈量δ2』三部分組成。總過盈量δ可根據泵和油井條件估算,δ1』與δ2』可由實驗來確定。這樣,便可確定出初始過盈量δ0, 從而可為設計製造提供依據。
目前,螺桿泵的單級工作壓差主要是靠定、轉子間的過盈量來實現的。過盈量越大,級工作壓差就越大,轉子扭矩也越大;過盈量過小,單級工作壓差就越小,滿足不了油井舉升的需要。因此,定、轉子間的過盈量存在一個合理值。對於過盈量的確定,必須在掌握定子橡膠的物理特性,特別是橡膠的熱膨脹和溶脹性能的基礎上,才能實現過盈量確定的合理性。