Винтовой шестеренчатый насос с принудительной подачей
Что такое винтовой шестеренчатый насос объемного действия?
Винтовой шестеренчатый насос с принудительной подачей - это тип винтового насоса, состоящий из двух винтов и зубчатой передачи. Один винт является ведущим, а другой - ведомым. Взаимодействуя, винты нагнетают давление и перемещают жидкость внутри насосной системы. Электродвигатель обеспечивает необходимое вращательное движение ведущего винта, соединенного с его валом. Ведущий винт вращает зубчатую передачу, поворачивая ведомый винт таким образом, чтобы роторы с наружной и внутренней резьбой не соприкасались друг с другом. Таким образом, зубчатая передача передает движение ведущего винта на ведомый винт, который вращается вокруг своей оси и противоположно ведущему винту.
Эти насосы самовсасывающие, с лучшими возможностями всасывания и требуют меньше обслуживания при одинаковом диапазоне скоростей, поэтому они являются одним из самых надежных типов насосов для многих операций. Производители винтовых шестеренчатых насосов объемного типа разрабатывают эти насосы для превосходной работы во многих областях применения, таких как морская и нефтехимическая промышленность, производство электроэнергии, пищевая промышленность и т.д.
Рисунок: иллюстрация конфигурации винтового шестеренчатого насоса объемного действия
Винтовые шестеренные насосы объемного типа обладают многими привлекательными характеристиками, такими как возможность работы в широком диапазоне скоростей, кратковременный сухой ход и устойчивость к загрязнению. Кроме того, они имеют низкий напор на всасывании и могут работать с жидкостями различной вязкости и большим объемом потока.
Компоненты винтового шестеренчатого насоса объемного действия
Обсадная труба
Корпус насоса - это часть, в которой размещены винты, зубчатая передача, корпус подшипника и другие внутренние компоненты насоса. В нем также находятся впускные и выпускные отверстия. Корпуса насосов обычно изготавливаются из чугуна, поскольку он дешевле. Однако он также может быть изготовлен из углеродистой стали, нержавеющей стали и алюминиевых сплавов.
Рисунок: различные части винтового шестеренчатого насоса объемного действия
Приводной винт
Ведомый винт, или ротор, с одной стороны соединяется с валом электродвигателя, а с другой - с зубчатой передачей. Основная функция ведущего винта - вращать ведомый винт через зубчатую передачу. Производители винтовых шестеренчатых насосов с принудительным перемещением изготавливают приводные винты в основном из стальных материалов, включая высокопрочную сталь, легированную сталь, закаленную сталь и сталь с поверхностной обработкой.
Приводной винт
Приводные винты или ротор с внутренней резьбой хорошо прилегают к приводному винту. Он также имеет постоянный зазор, который помогает удерживать жидкость в ограниченном пространстве. Он получает вращательное движение от зубчатого колеса, вращаясь вокруг своей оси и в противоположном направлении. Ведущий винт также изготавливается из высокопрочной стали, легированной стали и закаленной стали, поскольку эти материалы прочны и способны противостоять вибрации.
Зубчатая передача
Зубчатая передача является связующим звеном между ведущим и ведомым винтами. Ее основная функция - вращать ведущий винт и следить за тем, чтобы ведущий винт не создавал контакта металла с ведомым винтом. Зубчатая передача получает вращательное движение от ведущего винта и передает его на ведомый винт.
Ведущий вал
Ведущий вал соединяет первичный двигатель (т.е. электродвигатель) и насосный агрегат. Он крепится к валу двигателя и приводному винту с помощью набора гибких муфт. Он облегчает вращение приводного винта при работе двигателя.
Подшипник
Винты насоса опираются на подшипники с обеих сторон. Подшипники помогают сохранять центровку компонентов насоса. Они воспринимают массу винта и гидравлические нагрузки, действующие на экипаж, ведущий вал, а также нагрузки от муфты вала или ременной передачи. Они помогают удерживать осевые и боковые перемещения винта в допустимых пределах. В большинстве случаев подшипники насоса смазываются перекачиваемой жидкостью. Они являются частью баланса осевого усилия насоса, поскольку давление нагнетания с одной стороны подшипника и давление всасывания с другой стороны уравновешиваются при подаче жидкости для охлаждения и смазки.
Охлаждающая рубашка
Охлаждающая рубашка, также называемая генератором потока, обеспечивает достаточный поток воды по поверхности двигателя для его охлаждения. Она используется, когда насос установлен на открытой воде, где нет колодца для направления воды по поверхности двигателя.
Клапан сброса давления
Функция предохранительных клапанов заключается в защите насоса от избыточного давления, которое может повредить внутренние компоненты насоса. Во время работы винтовые насосы создают большое давление, а предохранительные клапаны помогают вернуть избыточное давление на всасывание.
Воздушные уплотнения
Уплотнения предотвращают утечку воздуха в насос, когда он находится в условиях вакуума.
Впускные и выпускные отверстия
У винтовых шестеренчатых насосов объемного типа различаются впускные и выпускные отверстия. Насос всасывает жидкость через впускное отверстие и нагнетает ее через выпускное отверстие. Производители винтовых шестеренчатых насосов объемного типа проектируют впускной и выпускной патрубки таким образом, чтобы поддерживать достаточное количество жидкой среды, когда насос в конце концов остановится. Это помогает предотвратить быстрое высыхание всасывающей трубки.
Рисунок: Компоненты винтового шестеренчатого насоса объемного действия.
Как работает винтовой шестеренчатый насос с принудительной подачей?
Когда электродвигатели запускаются, ведущий вал через гибкую муфту передает крутящий момент на ведомый винт. Ведущий винт вращает зубчатую передачу, а та передает вращение на ведомые винты. Когда винты вращаются в противоположных направлениях, их профили входят в зацепление, образуя плотные полости, которые помогают задерживать и транспортировать жидкость от всасывающего до нагнетательного отверстия. Захваченный объем уменьшается по направлению к нагнетательной стороне, создавая высокое давление для преодоления обратного давления в системе. Полости насоса открываются и закрываются плавно, что обеспечивает бесшумную работу насоса и нагнетание с низкой пульсацией. Винты вращаются со значительным радиальным зазором относительно отверстия, что исключает абразивный износ и повышает пригодность насоса для перекачивания жидкостей с низкой смазывающей способностью.
Рисунок: Работа винтового шестеренчатого насоса объемного действия.
Типы винтовых шестеренчатых насосов объемного действия
Как правило, конструкция винтовых шестеренчатых насосов объемного типа предусматривает одностороннее всасывание, то есть жидкость поступает с одной стороны, а выходит с другой. Однако их можно классифицировать как горизонтальные или вертикальные винтовые насосы объемного типа.
Горизонтальные винтовые шестеренчатые насосы с принудительной подачей
Ведущие и ведомые винты в горизонтальных винтовых насосах с принудительной подачей ориентированы горизонтально.
Рисунок: горизонтальный винтовой шестеренчатый насос с принудительной подачей
Вертикальные винтовые шестеренчатые насосы с принудительной подачей
Вертикальные типы винтовых насосов с принудительной передачей имеют вертикально ориентированные винты и приводные валы.
Рисунок: вертикальный винтовой шестеренчатый насос с принудительной подачей
Области применения винтового шестеренчатого насоса объемного действия
Винтовые шестеренчатые насосы с принудительным перемещением находят применение во многих областях, таких как пищевая промышленность, сушка продуктов питания, молочные продукты, напитки и косметика, фармацевтика, химическая промышленность, нефтяная промышленность, производство, газовая промышленность и горнодобывающая промышленность. Типичные области применения включают
- Винтовые шестеренные насосы с принудительной подачей используются для перекачивания высоковязких жидкостей и жидкостей с низкой вязкостью под высоким давлением.
- Они также используются в высокомощных приложениях, таких как передача смазочного масла.
- Они также применяются при передаче чувствительных структурных продуктов.
- Они также используются в системах, где требуется поток без пульсаций.
- Винтовые шестеренчатые насосы с принудительной подачей применяются также при нанесении крупногабаритных покрытий, например, при нанесении покрытий на архитектурное стекло.
- Они используются на судах для перемещения мазута из резервуара с двойным дном в отстойники.
- Они используются в качестве черновых насосов для высоковакуумных насосов.
- Они также используются в вакуумных печах для обжига и обжига.
- Они также используются в гидравлических системах для создания и преодоления давления.
- Также используется для смазки и многофазного перекачивания.
- Они также используются в станках, ветряных мельницах и прессах.
- Они могут использоваться для чувствительных к сдвигу жидкостей, неньютоновских жидкостей и эмульсий, поскольку в процессе работы они испытывают низкие скорости сдвига.
Преимущества винтового шестеренчатого насоса объемного действия
- Винтовые шестеренчатые насосы с принудительной подачей отличаются высокой надежностью при работе в различных условиях.
- Они обладают высокой универсальностью применения, так как могут использоваться в различных областях.
- Они обладают лучшей всасывающей способностью.
- Они самовсасывающие и могут работать при низком давлении всасывания.
- Они обеспечивают достаточно продолжительную работу и разряд без пульсаций.
- Насос требует минимального обслуживания: его конструкция отличается высокой устойчивостью к абразивному износу, а зубчатая передача предотвращает контакт между винтами, который приводит к их износу.
- Они идеально подходят для вязких и многофазных жидкостей, а также газовых смесей.
- Они перекачивают жидкость со смазывающими свойствами, поэтому не требуют смазки.
- Они устойчивы к газам и могут работать с жидкостями, содержащими газы, без образования паровых пробок.
- Они также могут работать на максимальной скорости потока.
Недостатки винтового шестеренчатого насоса объемного действия
- Первоначальные затраты на приобретение и установку могут быть очень высокими.
- Они требуют установки газового балласта для передачи светового газа.
- При использовании для перекачки легких газов без газового балласта они приводят к низкой скорости перекачки и более низкому конечному давлению.
- Нелегко масштабировать скорость откачки ниже 50 кубометров в час.
Поиск и устранение неисправностей винтового шестеренчатого насоса объемного типа
Насос не может самостоятельно заправляться
- Неправильное направление вращения двигателя. Проверьте направление вращения двигателя и при необходимости измените его на противоположное. Убедитесь, что направление вращения двигателя совпадает со стрелкой, указанной на заводской табличке производителя винтового шестеренчатого насоса.
Повышенный уровень шума и вибрации насоса
- Внутренние детали насоса изнашиваются. Осмотрите винты, подшипники и корпус на предмет износа и при необходимости замените их.
- Некоторые части насоса соприкасаются. Проверьте, правильно ли соприкасаются некоторые части насоса.
- Имеет место засорение системы. Осмотрите систему на предмет засорения и убедитесь, что клапаны работают как на всасывании, так и на нагнетании.
- Перепускной клапан быстро открывается и закрывается. Увеличьте давление настройки перепускного клапана в соответствии с руководством производителя насоса.
Насос выдает низкое давление
- Насос не соответствует заявленному производителем насоса значению NPSH. Увеличьте давление всасывания и уровень всасывающего бака или уменьшите частоту вращения насоса.
- Винты изношены. Проверьте и замените винты, если это необходимо.
- В насос попадает слишком много воздуха. Проверьте соединения трубопроводов на предмет износа и попадания воздуха.
Насос всасывает слишком много воздуха
- Соединения труб сильно изношены. Осмотрите, отремонтируйте или замените соединение труб.
- Неисправность уплотнения всасывающего патрубка. Осмотрите и отремонтируйте уплотнение насоса.
- Скорость вращения насоса низкая. Увеличьте скорость насоса до уровня, рекомендованного производителем винтового шестеренчатого насоса объемного типа.
Резюме
Винтовой шестеренчатый насос объемного действия состоит из двух винтов и зубчатой передачи. Зубчатая передача соединяет ведущий и ведомый винты таким образом, что они не соприкасаются друг с другом, что предотвращает повреждение насоса. Ведущий и ведомый винты взаимодействуют между собой, оказывая давление на жидкость и перемещая ее в насосной системе. Во время работы электродвигатель обеспечивает механическую энергию для вращения ведущего винта, который вращает зубчатую передачу. Зубчатая шестерня передает вращательное движение на винтовую передачу, заставляя ее вращаться в направлении, противоположном ведущему винту. При вращении винтов их профили перекрещиваются, создавая плотные полости, которые помогают задерживать и транспортировать жидкость от всасывающего до нагнетательного отверстия. Производители винтовых шестеренчатых насосов с принудительным перемещением разрабатывают их для работы во многих областях, таких как морская и нефтехимическая промышленность, производство электроэнергии и пищевая промышленность. Конструкция этого насоса предусматривает только одностороннее всасывание, но насосы могут иметь горизонтальную и вертикальную конфигурации.
Винтовые шестеренчатые насосы с принудительной подачей обладают высокой всасывающей способностью, надежны и универсальны в применении. Они самовсасывающие и могут работать с жидкостью с вовлеченным газом без блокировки паров. Кроме того, они работают бесшумно и могут обеспечивать нагнетание без пульсаций. Однако они не могут работать всухую слишком долго, поскольку сухой ход может повредить насос, а их приобретение обходится недешево.