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德國BRINKMANN布曼螺桿泵多用于灌溉、排澇,以及提升污水、污泥等場合
螺旋泵,亦稱“螺旋揚水機"、“阿基米德螺旋泵"。利用螺旋葉片的旋轉,使水體沿軸向螺旋形上升的一種泵。由軸、螺旋葉片、外殼組成。抽水時,將泵斜置水中,使水泵主軸的傾角小于螺旋葉片的傾角,螺旋葉片的下端與水接觸。當原動機通過變速裝置帶動螺旋泵軸旋轉時,水就進入葉片,沿螺旋型流道上升,直至出流。結構簡單,制造容易,流量較大,水頭損失小,效率較高,便于維修和保養(yǎng),但揚程低,轉速低,需設變速裝置。多用于灌溉、排澇,以及提升污水、污泥等場合。中國從20世紀70年代開始使用。
螺旋泵的裝置包括原動機、變速傳動裝置和螺旋泵三部分,如圖1所示,具體是由螺旋葉片1、泵軸2、軸承座3和外殼4組成的。螺旋泵傾斜裝在上、下水池之間,螺旋泵的下端葉片浸入到水面以下。當泵軸旋轉時,螺旋葉片將水池中的水推入葉槽,水在螺旋的旋轉葉片作用下,沿螺旋軸一級一級往上提升,直至螺旋泵的出水口。螺旋泵只改變流體的位能,它不同于葉片式水泵將機械能轉換為輸送液體的位能和動能。
安裝傾角(θ)。安裝傾角指螺旋泵軸對水平面的夾角。它直接影響泵的效率和流量。據(jù)有關資料介紹,傾角每增加一度,效率大約降低3%。一般認為傾角在30°~40°為經濟。
間隙。間隙指螺旋葉片與外殼之間的間隙。間隙越小,水漏損失就越小,泵的效率就越高。
轉速(n)。螺旋泵的轉速較慢,一般為20~80 r/min。實驗資料證明:螺旋泵的外徑較大時,轉速宜減小。
提升高度(H)。螺旋泵只有提升高度,而沒有壓水高度。它的提升高度一般為3~8 m。
螺旋葉片直徑(D)。泵的葉片直徑越大,其效率越高,螺旋泵的葉片直徑與泵軸直徑的最佳比例為2:1。
頭數(shù)(Z)。頭數(shù)指螺旋葉片的片數(shù),一般為1~4片。它們相隔一定的間距環(huán)繞泵軸螺旋上升。頭數(shù)越多,泵效率也越高。對于一定直徑的螺旋泵,每增加一個葉片頭數(shù),提升能力約增加20%。
導程和螺距。螺旋葉片環(huán)繞泵軸螺旋上升360°所經軸向距離,即為一個導程λ。螺距S和導程λ的關系如下:
流量(Q)和軸功率(N)。流量可按下式計算:
軸功率為
式中:D為葉片外徑(m);d為泵軸直徑(m);S為螺距(m);α為提水斷面率;n為轉速(r/min);η為泵的效率(%);ρ為所提升的液體密度(kg/m?);Q為流量(m?/s);H為提升高度(m)。
與葉片泵相比較,螺旋泵具有以下優(yōu)點:
①轉速低(一般為20r/min~90r/min),機械磨損小,不會發(fā)生汽蝕。
②流道寬,可以輸送含有固體物的水。
③泵體結構是半開的,可以觀察到泵內的運行情況。
④吸入側流態(tài)對水力性能影響甚微,對吸水池無特殊要求,基礎開挖深度小,水工建筑物施工簡單,土建費用少。
其缺點是:
①尺寸大,占地面積也大。
②受機械加工條件限制,泵軸不能太長,因而揚程較低,一般不超過10m。
③吸水面、出水面高度變化不能太大,否則會影響工作效率,增加能耗。
螺桿泵按螺桿數(shù)量分為。
單BRINKMANN螺桿泵——單根螺桿在泵體的內螺紋槽中嚙合轉動的泵。
雙BRINKMANN螺桿泵——由兩個螺桿相互嚙合輸送液體的泵。
三BRINKMANN螺桿泵——由多個螺桿相互嚙合輸送液體的泵。
單BRINKMANN螺桿泵
是一種單螺桿式輸運泵,它的主要工作部件是偏心螺旋體的螺桿(稱轉子)和內表面呈雙線螺旋面的螺桿襯套(稱定子)。其工作原理是當電動機帶動泵軸轉動時,螺桿一方面繞本身的軸線旋轉,另一方面它又沿襯套內表面滾動,于是形成泵的密封腔室。螺桿每轉一周,密封腔內的液體向前推進一個螺距,隨著螺桿的連續(xù)轉動,液體螺旋形方式從一個密封腔壓向另一個密封腔,最后擠出泵體。BRINKMANN螺桿泵是一種新型的輸送液體的機械,具有結構簡單、工作安全可靠、使用維修方便、出液連續(xù)均勻、壓力穩(wěn)定等優(yōu)點。
雙螺和多螺
下面以三螺桿為例。
它主要是由固定在泵體中的襯套(泵缸)以及安插在泵缸中的主動螺桿和與其嚙合的兩根從動螺桿所組成。三根互相嚙合的螺桿,在泵缸內按每個導程形成為一個密封腔,造成吸排口之間的密封。
泵工作時,由于兩從動螺桿與主動螺桿左右對稱嚙合,故作用在主動螺桿上的徑向力平衡,主動螺桿不承受彎 曲負荷。從動螺桿所受徑向力沿其整個長度都由泵缸襯套來支承,因此,不需要在外端另設 軸承,基本上也不承受彎曲負荷。在運行中,螺桿外圓表面和 泵缸內壁之間形成的一層油膜,可防止金屬之間的直接接觸,使螺桿齒面的磨損大大減少。
螺桿泵工作時,兩端分別作用著液體的吸排壓力,因此對螺桿要產生軸向推力。對于壓差小于10千克力/cm2 的小型泵,可以采用止推軸承。此外,還通過主動螺桿的中央油孔將 高壓油引入各螺桿軸套的底部,從而在螺桿下端產生一個與軸向推力方向相反的平衡推力。
螺桿泵和其它容積泵一樣,當泵的排出口封閉時,泵內的壓力就會上升到使泵損壞或使電動機過載的危險程度。所以,在泵的吸排口處,就必須設置安全閥。
螺桿泵的軸封,通常采用機械軸封,并可根據(jù)工作壓力的高低采取不同的形式。
常見問題處理編輯 播報
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(wěn)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:加注潤滑油或更換軸承。
水泵不出水:
產生原因:泵體和吸水管沒灌滿引水;動水位低于水泵濾水管;吸水管破裂等。
螺桿泵因其有可變量輸送、自吸能力強、可逆轉、能輸送含固體顆粒的液體等特點,在污水處理廠中,廣泛地被使用在輸送水、濕污泥和絮凝劑藥液方面。BRINKMANN螺桿泵選用應遵循經濟、合理、可靠的原則。如果在設計選型方面考慮不周,會給以后的使用、管理、維修帶來麻煩,所以選用一臺按生產實際需要,合理可靠的BRINKMANN螺桿泵既能保證生產順利進行,又可降低修理成本。
一、BRINKMANN螺桿泵的轉速選用
螺桿泵的流量與轉速成線性關系,相對于低轉速的BRINKMANN螺桿泵,高轉速的BRINKMANN螺桿泵雖能增加了流量和揚程,但功率明顯增大,高轉速加速了轉子與定子間的磨耗,必定使BRINKMANN螺桿泵過早失效,而且高轉速BRINKMANN螺桿泵的定轉子長度很短,極易磨損,因而縮短了BRINKMANN螺桿泵的使用壽命。
通過減速機構或無級調速機構來降低轉速,使其轉速保持在每分三百轉以下較為合理的范圍內,與高速運轉的BRINKMANN螺桿泵相比,使用壽命能延長幾倍。
二、BRINKMANN螺桿泵的品質
螺桿泵的種類較多,相對而言,進口的BRINKMANN螺桿泵設計合理,材質精良,但價格較高,服務方面有的不到位,配件價格高,訂貨周期長,可能影響生產的正常運行。
國內生產的大都仿制進口產品,產品質量良莠不齊,在選用國內生產的產品時,在考慮其性價比的時候,選用低轉速,長導程,傳動量部件材質優(yōu)良,額定壽命長的產品。
三、確保雜物不進入泵體
濕污泥中混入的固體雜物會對BRINKMANN螺桿泵的橡膠材質定子造成損壞,所以確保雜物不進入泵的腔體是很重要的,很多污水廠在泵前加裝了粉碎機,也有的安裝格柵裝置或濾網,阻擋雜物進入BRINKMANN螺桿泵,對于格柵應及時清撈以免造成堵塞。
四、避免斷料
螺桿泵決不允許在斷料的情形下運轉,一經發(fā)生,橡膠定子由于干摩擦,瞬間產生高溫而燒壞,所以,粉碎機完好,格柵暢通是BRINKMANN螺桿泵正常運轉的必要條件之一,為此,有些BRINKMANN螺桿泵還在泵身上安裝了斷料停機裝置,當發(fā)生斷料時,由于BRINKMANN螺桿泵其有自吸功能的特性,腔體內會產生真空,真空裝置會使BRINKMANN螺桿泵停止運轉。
五、保持恒定的出口壓力
螺桿泵是一種容積式回轉泵,當出口端受阻以后,壓力會逐漸升高,以至于超過預定的壓力值。此時電機負荷急劇增加。傳動機械相關零件的負載也會超出設計值,嚴重時會發(fā)生電機燒毀、傳動零件斷裂。為了避免BRINKMANN螺桿泵損壞,一般會在BRINKMANN螺桿泵出口處會安裝回油閥,用以穩(wěn)定出口壓力,保持泵的正常運轉。