螺旋泵的装置包括原动机、变速传动装置和螺旋泵三部分,如图1所示,具体是由螺旋叶片1、泵轴2、轴承座
图1 螺旋泵装置
3和外壳4组成的。螺旋泵倾斜装在上、下水池之间,螺旋泵的下端叶片浸入到水面以下。当泵轴旋转时,螺旋叶片将水池中的水推入叶槽,水在螺旋的旋转叶片作用下,沿螺旋轴一级一级往上提升,直至螺旋泵的出水口。螺旋泵只改变流体的位能,它不同于叶片式水泵将机械能转换为输送液体的位能和动能。
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(1)安装倾角(θ)。安装倾角指螺旋泵轴对水平面的夹角。它直接影响泵的效率和流量。据有关资料介绍,倾角每增加一度,效率大约降低3%。一般认为倾角在30°~40°为经济。
(2)间隙。间隙指螺旋叶片与外壳之间的间隙。间隙越小,水漏损失就越小,泵的效率就越高。
(3)转速(n)。螺旋泵的转速较慢,一般为20~80 r/min。实验资料证明:螺旋泵的外径较大时,转速宜减小。
(4)提升高度(H)。螺旋泵只有提升高度,而没有压水高度。它的提升高度一般为3~8 m。
(5)螺旋叶片直径(D)。泵的叶片直径越大,其效率越高,螺旋泵的叶片直径与泵轴直径的最佳比例为2:1。
(6)头数(Z)。头数指螺旋叶片的片数,一般为1~4片。它们相隔一定的间距环绕泵轴螺旋上升。头数越多,泵效率也越高。对于一定直径的螺旋泵,每增加一个叶片头数,提升能力约增加20%。
(7)导程和螺距。螺旋叶片环绕泵轴螺旋上升360°所经轴向距离,即为一个导程λ。
螺距S和
导程λ的关系如下:
(8)流量(Q)和轴功率(N)。流量可按下式计算:
轴功率为
式中:D为叶片外径(m);d为泵轴直径(m);S为螺距(m);α为提水断面率;n为转速(r/min);η为泵的效率(%);ρ为所提升的液体密度(kg/m3);Q为流量(m3/s);H为提升高度(m)。
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与叶片泵相比较,螺旋泵具有以下优点:
②流道宽,可以输送含有固体物的水。
③泵体结构是半开的,可以观察到泵内的运行情况。
④吸入侧流态对水力性能影响甚微,对吸水池无特殊要求,基础开挖深度小,
水工建筑物施工简单,土建费用少。
其缺点是:
①尺寸大,占地面积也大。
②受机械加工条件限制,泵轴不能太长,因而
扬程较低,一般不超过10m。
③吸水面、出水面高度变化不能太大,否则会影响
工作效率,增加
能耗。
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螺杆泵按螺杆数量分为。
单螺杆泵——单根螺杆在泵体的内螺纹槽中啮合转动的泵。
三螺杆泵——由多个螺杆相互啮合输送液体的泵。
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单螺杆泵
是一种单螺杆式输运泵,它的主要工作部件是偏心螺旋体的螺杆(称
转子)和内表面呈双线螺旋面的螺杆衬套(称定子)。其工作原理是当
电动机带动泵轴转动时,螺杆一方面绕本身的轴线旋转,另一方面它又沿衬套内表面滚动,于是形成泵的密封腔室。螺杆每转一周,密封腔内的液体向前推进一个
螺距,随着螺杆的连续转动,液体螺旋形方式从一个密封腔压向另一个
密封腔,最后挤出泵体。螺杆泵是一种新型的输送液体的机械,具有结构简单、工作安全可靠、使用维修方便、出液连续均匀、
压力稳定等优点。
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双螺和多螺
下面以三螺杆为例。
它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。