螺杆泵的结构和工作原理

NOVA ROTORS srl螺旋泵

图：http://www.51clean.com/co_cp_view.asp?id=1042

螺旋离心泵螺旋离心泵

图：http://www.kdhb.com/pro/show.asp?id=91&zt_up=泵类产品

图6 螺杆泵的抽气原理

② 矩形螺旋式真空泵

如图7 所示, 有矩形断面的右螺旋和左螺旋的一对转子相啮合, 由同步齿轮带动实现非接触式的高速运转, 气体由上侧进入, 在泵腔内压缩由

图7 矩型螺旋式真空泵

转子下端排除,转子旋转一周排气一次。转子和泵体内表面形成一种螺旋密封结构, 矩形断面间隙泄漏较少,故可得到较高的压缩比, 泵的压缩比和抽速与转子的螺旋导角,转子与泵体的间隙,螺旋的啮合率,螺旋圈数,转子直径和旋转速度等因素有关。由于它的螺旋圈数多, 比上述的螺杆式干泵的压缩比高, 而抽速低, 这种泵可从大气压抽到极限压力10-1Pa,抽速为40～80m3/h的泵有市售。

图：http://www.chvacuum.com/pumps/jixie/03779.html

螺杆泵的基本工作原理：

螺旋泵的装置包括原动机、变速传动装置和螺旋泵三部分，具体是由螺旋叶片、泵轴、轴承座和外壳组成的。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。

扩展资料：

螺杆泵分类有：

一、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。

二、双螺和多螺

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。

参考资料来源：百度百科—螺杆泵

螺杆泵是一种回转式容积泵，具有结构简单、体积小、流量和压力脉动小、运转较平稳等特点。但由于螺杆和衬套工作运动副的制造工艺较复杂，使用寿命低，因此，目前仅用于低压输送含砂量少的钻井液。

单螺杆泵（图11-9）由动力端和液力端两部分组成。

1.动力端

动力端的主要部件为轴承箱8，其中用滚动轴承安装一传动轴。轴的一端通过联轴器与动力输入部分直接连接，亦可在其中间装置离合器和变速机构。轴的另一端，通过一套万向机构将动力传递于螺杆。为了防止钻井液进入轴承箱，在传动轴和泵体之间设有密封装置。

液压动力头岩心钻机设计与使用

2.液力端

液力端主要是由泵体6、定子3（即衬套）和转子2（即螺杆）3部分组成。泵体一般为铸钢件。转子置于定子中前端直接与万向轴连接，后端为活动端。转子纵向外形呈螺旋波状，其断面呈圆形。转子为泵的主要工作零件，其材料多采用耐磨、耐蚀的铬钢。定子的纵向为双头螺旋波状，其断面为长圆形。定子的材料外层为金属材料圆筒，内层为耐磨橡胶。泵体右端有轴承箱体和进水管道，另一端为出水管道，用螺栓将定子两端连成一个整体。

螺杆泵的工作循环可分为吸气、压缩和排气三个过程。随着转子旋转，每对相互啮合的齿相继完成相同的工作循环，现以其中的一对齿来说明。

1. 吸气过程

下图示出螺杆泵的吸气过程，所研究的一对齿用箭头标出。在图中，阳转子按逆时针方向旋转，阴转子按顺时针方向旋转。图中的转子端面是吸气端面。

图a示出吸气过程即将开始时的转子位置。在这一时刻，这一对齿前端的型线完全啮合，且即将与吸气口连接。随着转子开始转动，由于齿的一端逐渐脱离啮合而形成了齿间容积，这个齿间容积的扩大，在其内部形成了一定的真空，而此齿间容积又仅与吸气口连通，因此气体便在压差作用下流入其中，如图b中阴影部分所示。在随后的转子旋转过程中，阳转子齿不断从阴转子齿的齿槽中脱离出来，齿间容积不断扩大，并与吸气孔口保持连通。

吸气过程结束时的转子位置如图c所示，其最显著的特点是齿间容积达到最大值。随着转子的旋转，所研究的齿间容积不会再增加。齿间容积在此位置与吸气孔口断开，吸气过程结束。

2 压缩过程

下图示出螺杆泵的压缩过程。图中的转子端面是排气端面。在这里，阳转子沿顺时针方向旋转，阴转子沿逆时针方向旋转。

图a示出螺杆泵压缩过程即将开始时的转子位置。此时气体被转子齿和机壳包围在一个封闭的空间中，齿间容积由于转子齿的啮合就要开始减小。

随着转子的旋转，齿间容积由于转子齿的啮合而不断减小。被密封在齿间容积中的气体被占据体积也随之减小，导致压力升高，从而实现气体的压缩过程，如图b所示。压缩过程可一直持续到齿间容积即将与排气孔口连通之前。如图c所示。

3 排气过程

下图示出螺杆泵的排气过程。齿间容积与排气孔口连通后，即开始排气过程。随着齿间容积的不断缩小，具有排气压力的气体逐渐通过排气孔口被排出，如图a所示。这个过程一直持续到齿末端的型线完全啮合，如图b所示。此时，齿间容积内的气体通过排气孔口被完全排出，封闭的齿间容积的体积变为零。

一、单螺杆泵(helical rotor pumpsingle-screw pumpmono pump)属于转子式容积泵，它是依靠螺杆与衬套相互啮合在吸入腔和排出腔产生容积变化来输送液体的。它是一种内啮合的密闭式螺杆泵，主要工作部件由具有双头螺旋空腔的衬套(定子)和在定子腔内与其啮合的单头螺旋螺杆(转子)组成。当输入轴通过万向节驱动转子绕定子中心作行星回转时，定子 - 转子副就连续地啮合形成密封腔，这些密封腔容积不变地作匀速轴向运动，把输送介质从吸入端经定子 - 转子副输送至压出端，吸入密闭腔内的介质流过定子而不被搅动和破坏。单螺杆泵分类:整体不锈钢单螺杆泵，轴不锈钢单螺杆泵。

二、工作原理

螺杆具有单头螺纹，其任意截面皆为半径为R的圆，截面的中心位于螺旋线上且与螺杆的轴心线偏离一个偏心距e，绕轴旋转且沿轴向移动而形成的

头数比Lobes:螺杆的定子的头数T1比转子的头数T2多一个，即T1=T2+1。他们的比值成为头数比。螺杆泵可以分为单头(1:2)和多头(2:3，3:4)等。

头数比越多，螺杆泵的输出扭矩越大，转速越低。反之，输出的扭矩越小，转速越高。

衬套内表面具有双螺纹，其任意截面为一长圆，两端是半径为R(等于螺杆截面半径)的半圆，中间是长为4e的直线段。衬套的任意截面都是相同的长圆，只是彼此互相错开一个角度。

螺杆装入衬套后，螺杆表面与衬套内螺纹表面之间形成一个个封闭的腔室，同时任意截面也被分成上下两个月牙形工作室(如图1-3所示)。当螺杆旋转时，靠近吸入室的第一个工作室的容积逐渐增大，形成负压，在压差的作用下液体被吸入工作室。随着螺杆的继续转动，工作腔容积不断增至最大后，这个工作室封闭，并将液体沿轴向推向压出室。与此同时上下两个工作室交替循环地吸入和排出液体，因此液体被连续不断地从吸入室沿轴向推向压出室。

1、水环式真空泵动态原理图：

当水环式真空泵叶轮按图中顺时针方向旋转时，水被叶轮抛向四周，由于离心力的作用，水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。

水环的下部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的上部内表面刚好与叶片顶端接触（实际上叶片在水环内有一定的插入深度）。

此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成和叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的下部0°为起点，那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大，且与端面上的吸气口相通，此时气体被吸入，当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝；

当叶轮继续旋转时，小腔由大变小，使气体被压缩；当小腔与排气口相通时，气体便被排出泵外。

水环真空泵内装有带固定叶片的偏心转子，是将水（液体）抛向定子壁，水（液体）形成与定子同心的液环，液环与转子叶片一起构成可变容积的一种旋转变容积真空泵。

2、蒸汽喷射泵

蒸汽喷射泵工作时蒸汽进入喷嘴后，高速喷出，产生低压，将气体吸入并在混合室混合，经扩大管后，动能转变为压强能。如果吸入的气体来自容器，容器减压，即可称作喷射真空泵。

3、气动隔膜泵动态原理：

4、自吸泵的动态原理：

自吸泵的工作原理是：水泵启动前先在泵壳内灌满水(或泵壳内自身存有水)。启动后叶轮高速旋转使叶轮槽道中的水流向涡壳，这时入口形成真空，使进水逆止门打开，吸入管内的空气进入泵内，并经叶轮槽道到达外缘。

5、离心泵动态原理:

离心泵（centrifugal pump）是指靠叶轮旋转时产生的离心力来输送液体的泵。

6、螺杆泵动态原理：

螺杆泵是容积式转子泵，它是依靠由螺杆和衬套形成的密封腔的容积变化来吸入和排出液体的。

7、罗茨真空泵的动态工作原理

罗茨真空泵是指泵内装有两个相反方向同步旋转的叶形转子，转子间、转子与泵壳内壁间有细小间隙而互不接触的一种变容真空泵。

8、旋片式真空泵的动态原理：

旋片式真空泵(简称旋片泵)是一种油封式机械真空泵。属于低真空泵。它可以单独使用，也可以作为其它高真空泵或超高真空泵的前级泵。