Трехвинтовой насос
Что такое трехвинтовой насос?
Трехвинтовой насос, также называемый трехвинтовым насосом, - это ротационный объемный насос, состоящий из трех винтов. Винты переплетены между собой и вращаются в точно обработанных отверстиях. Форма винтов напоминает винтовую резьбу, и жидкость при вращении винтов движется вдоль оси винтов от всасывания к нагнетанию. Производители насосов проектируют трехвинтовые насосы таким образом, чтобы один винт служил ведущим, а два других - ведомыми. Электродвигатель вращает ведущий винт, который приводит во вращение два других винта, окружающих его. Во время работы винты входят в зацепление внутри корпуса насоса, образуя герметичную камеру, которая равномерно перемещается между тремя вращающимися винтами в осевом направлении. Перекачиваемая жидкость течет в герметичной камере в осевом направлении и непрерывно от входа к выходу. Трехвинтовые насосы относятся к категории насосов с принудительным вытеснением, поскольку они содержат фиксированный объем жидкости и механически перемещают ее по системе.
Рисунок: Конфигурация трехвинтового насоса
Производители трехвинтовых насосов разрабатывают их для обеспечения широкого диапазона расхода (от 2 до 2600 литров в минуту), для работы с жидкостью с температурой до 150 градусов Цельсия, перепадом давления до 100 бар и широким диапазоном вязкости (от 3 до 5000 квадратных миллиметров в секунду). Они идеально подходят для различных применений в химической промышленности, энергетике, нефтегазовой отрасли, морском коммерческом флоте, силовой гидравлике, системах смазки и т. д. Они также часто используются для перекачки смазочных жидкостей, поскольку винты не зацеплены друг с другом. Трехвинтовые насосы могут работать на полной скорости, что позволяет минимизировать сдвиг. Они также не требуют заливки, поскольку вакуум, создаваемый между винтами, позволяет насосу самозаливаться.
Компоненты трехвинтового насоса
Электрический двигатель
Электродвигатель - это источник механической энергии, которая обеспечивает работу трехвинтового насоса. Электродвигатель может работать на переменном (AC) или постоянном (DC) токе от электросети.
Корпус/корпус насоса
Корпус насоса предназначен для размещения винтового блока насоса. Он также герметизирует внутреннюю часть насоса от атмосферного давления, чтобы предотвратить утечку и сохранить давление. Производители трехвинтовых насосов используют различные материалы, такие как углеродистая сталь, чугун, ковкий чугун, алюминиевый сплав и нержавеющая сталь для изготовления корпусов насосов.
Винтовая сборка
Ротор - это вращающийся элемент насоса, состоящий из ведущего и ведомого винтов и подшипников.
- Водолазный винт - ведущий винт крепится к приводному валу двигателя. Его функция заключается во вращении приводных винтов и поддержании постоянной объемной скорости потока перекачиваемой жидкости. При производстве насосов для изготовления винтов используются такие материалы, как легированная сталь, закаленная сталь и сталь с поверхностной обработкой.
- Приводные винты - приводные винты сконструированы таким образом, чтобы точно соответствовать приводному винту. Когда приводной винт вращается вместе с ведущим винтом, объем жидкости уменьшается, давление увеличивается, и она движется к выходному отверстию, где вытекает.
- Подшипники - подшипники поддерживают винты и выдерживают осевые и радиальные нагрузки во время работы насоса.
Ведущий вал
Ведущий вал предназначен для соединения насосного агрегата с приводным двигателем через гибкую муфту. Он удерживается на месте набором подшипников и требует точной центровки, чтобы сохранить их и продлить срок службы насоса.
Впускные и выпускные отверстия
Жидкость всасывается через впускное отверстие и выводится через выпускное. Производители трехвинтовых насосов подбирают впускные и выпускные отверстия таким образом, чтобы после остановки насоса во всасывающей и нагнетательной трубках оставалось достаточно жидкости. Это помогает подавать исходную жидкость в насос. Таким образом, всасывающая трубка не должна пересыхать.
Клапан сброса давления
Насосы объемного типа, такие как трехвинтовые насосы, во время работы создают большое давление, которое может повредить компоненты насоса и травмировать оператора. Поэтому они оснащены предохранительным клапаном, который помогает вернуть избыточное давление на всасывание, тем самым защищая насос и оператора.
Всасывающие фильтры
Всасывающий фильтр предназначен для предотвращения попадания в насос нежелательных твердых частиц.
Как работает трехвинтовой насос?
Когда электродвигатель запускается, он передает механическую энергию на ведущий винт через ведущий вал и гибкую муфту. Когда ведущий винт начинает вращаться, он вращает ведомые винты, которые входят в зацепление внутри корпуса насоса, образуя герметичную камеру нагнетания. При вращении ведущего винта герметичная камера перемещается в осевом направлении от стороны всасывания к стороне давления/нагнетания в соответствии с шагом винта. При дальнейшем вращении винта жидкость задерживается в герметичной камере между винтами, сжимается и перемещается в осевом направлении от стороны всасывания к стороне нагнетания. Непрерывное и мягкое зацепление винтов обеспечивает низкий сдвиг, бесшумную работу и низкую пульсацию потока. Герметичная камера движется с постоянным объемом и равномерной скоростью между корпусом и тремя винтами, обеспечивая равномерный поток по всей длине насосных элементов.
Рисунок: Трехвинтовой насос (трехвинтовой насос).
Типы трехвинтовых насосов
В зависимости от способа всасывания трехвинтовые насосы могут быть классифицированы как трехвинтовые насосы с одним или двумя всасываниями. Они также могут быть вертикальными или горизонтальными трехвинтовыми насосами в зависимости от положения вала насоса.
Одновсасывающий трехвинтовой насос
В трехвинтовом насосе с одним всасыванием перекачиваемая жидкость всасывается с одной стороны винта. Трехвинтовой насос с одинарным всасыванием дешевле в приобретении и обслуживании, чем аналоги с двойным всасыванием.
Тройной винтовой насос с двойным всасыванием
Этот тип трехвинтового насоса всасывает жидкость с обеих сторон винтов. Конструкция с двойным всасыванием имеет низкое требование к отрицательному давлению на всасывании (NPSHR) и сбалансированные гидравлические нагрузки. Она также устраняет осевые силы и обеспечивает более высокие потоки. Однако трехвинтовые насосы с двойным всасыванием стоят дороже, чем насосы с одинарным всасыванием.
Рисунок: Трехвинтовой насос с двойным всасыванием
Вертикальный трехвинтовой насос
Вертикальные типы трехвинтовых насосов состоят из вертикально ориентированного вала. Они могут быть напрямую соединены с двигателем или другим источником энергии. Они обычно занимают меньше места, имеют компактную конструкцию и небольшой вес.
Рисунок: вертикальный трехвинтовой насос.
Горизонтальный трехвинтовой насос
В горизонтальном трехвинтовом насосе ведущий вал ориентирован горизонтально. Это самый популярный вариант трехвинтового насоса. Их легко устанавливать и ремонтировать, так как доступ к внутренним частям насоса достаточно прост.
Рисунок: Горизонтальный трехвинтовой насос.
Области применения трехвинтового насоса
Трехвинтовые насосы используются во многих отраслях промышленности, включая химическую, нефте- и газодобывающую, морскую, электростанции, бумажную, лакокрасочную и керамическую. Их типичное применение включает следующее:
- Трёхвинтовые насосы / трёхвинтовые насосы используются для перекачки прозрачной смазочной жидкости без твёрдого содержимого.
- Они используются для создания давления в гидравлических системах.
- Они используются для преодоления давления в гидравлических контурах.
- Они используются для перекачивания высоковязких жидкостей, таких как смазочное масло, гидравлическое масло, моторное масло, банковское масло, минеральное масло, водонефтяные эмульсии и т.д.
- Они используются для производства электроэнергии.
- Они используются для смазки, например, для смазки шестерен и подшипников, компрессоров и т.д.
- Они также используются для впрыска топлива под высоким давлением.
- Они также используются для транспортировки топлива.
- Они используются для подачи смазочного масла или закачки масла в массивное оборудование.
Преимущества трехвинтового насоса
- Трехвинтовые насосы просты в установке и обслуживании благодаря простой и компактной конструкции.
- Его можно использовать практически для всех жидкостей.
- Он работает тихо, без вибраций и пульсаций, даже на высокой скорости.
- Он обладает сильной способностью к самовсасыванию.
- Трехвинтовой насос также обладает очень высокой энергетической и объемной эффективностью.
- Его течение также стабильно, с незначительными колебаниями давления.
- Он может работать в любом положении, если насос не работает вхолостую.
- Он может перекачивать вязкую жидкость без потери потока.
- Он отличается высокой надежностью по сравнению с другими насосами.
- Прочная конструкция подшипника компенсирует осевые нагрузки, а все радиальные нагрузки компенсируются самостоятельно.
- Он обладает высокой устойчивостью к пыли и водяным парам.
- Он может работать с очень высокими скоростями потока жидкости.
- Трехвинтовой насос может работать и при низком давлении всасывания.
- Насос устойчив к воздействию газа и может работать со свободными и увлеченными газами без блокировки паров или потери всасывания.
Недостатки трехвинтового насоса
- Трехвинтовой насос не может работать всухую или перекачивать несмазывающие жидкости, поскольку они могут повредить его компоненты.
- Они не могут работать с жидкостями, содержащими твердые частицы.
- Первоначальные затраты на установку могут быть очень высокими для малого бизнеса.
- Трехвинтовой насос не может применяться для перекачки газов, поскольку он не может работать всухую.
- Насос не может работать на низких скоростях менее 50 кубометров в час.
Поиск и устранение неисправностей трехвинтового насоса
Низкая производительность или потеря потока
- В системе имеются ограничения. Проверьте клапаны на стороне всасывания и нагнетания. Убедитесь, что уровень жидкости в баке соответствует рекомендациям производителя трехвинтового насоса и что обратный клапан работает регулярно.
- Низкая скорость вращения насоса. Убедитесь, что скорость вращения двигателя соответствует руководству производителя трехвинтового насоса и что насос не перегружен. Для насоса с ременным приводом убедитесь, что ремень натянут и не проскальзывает.
- Двигатель вращается в обратном направлении. Убедитесь, что направление вращения двигателя соответствует направлению, указанному производителем насоса на заводской табличке.
- Изношенные винты. Осмотрите и замените винты, если это необходимо.
Потеря всасывания
- Система заблокирована. Осмотрите всасывающие трубы на предмет засорения и удалите все засоряющие материалы.
- Засорился всасывающий фильтр. Проверьте впускной фильтр, очистите или замените его.
- Исключительно высокая вязкость. Убедитесь, что вязкость жидкости соответствует спецификациям производителя трехвинтового насоса.
Низкое давление нагнетания
- Изношенные винты. Проверьте и замените винты, как ведущие, так и ведомые, как единый комплект, а не по отдельности.
- Насос не соответствует требованию по напору чистого всасывания. Увеличьте уровень жидкости во всасывающем баке и уменьшите скорость вращения насоса. Убедитесь, что вязкость жидкости соответствует требованиям насоса.
Шум и вибрация
- Имеет место попадание твердых частиц. Осмотрите шнек на предмет попадания твердых частиц или всасывания частиц, размер которых превышает рекомендованный производителем насоса.
- Некоторые детали насоса соприкасаются. Проверьте состояние вала, корпуса и подшипников насоса и устраните все отклонения.
- Перепускной клапан быстро открывается и закрывается. Увеличьте давление настройки перепускного клапана в соответствии с руководством производителя трехвинтового насоса.
Резюме
Трехвинтовой насос, или трехвинтовой насос, - это роторный объемный насос с насосным элементом, состоящим из трех винтов. Один винт является ведущим, а два других - ведомыми. Электродвигатель вращает ведущий винт, который приводит во вращение два других винта. Во время работы ведущий и два ведомых винта входят в зацепление внутри корпуса насоса, образуя перекачивающие камеры. При вращении винтов камеры непрерывно перемещаются в осевом направлении, перемещая перекачиваемую жидкость со стороны всасывания на сторону нагнетания в соответствии с шагом винтов. Производители трехвинтовых насосов разрабатывают их для использования во многих областях, включая перекачку прозрачной смазочной жидкости без твердого содержимого, производство электроэнергии, подачу смазочного масла, впрыск топлива под высоким давлением и перекачку высоковязких жидкостей, таких как масла.
К существенным преимуществам трехвинтового насоса относится бесшумная работа, отсутствие вибраций и пульсаций. Он прост в установке и обслуживании и может перекачивать практически любую жидкость со смазывающими свойствами. Однако он не может перекачивать жидкости, содержащие твердые частицы, или несмазывающие жидкости, поскольку они могут повредить его компоненты из-за высокого трения.