螺桿泵屬容積式轉子泵，誕生于1931年。結構獨特，自吸能力、效率高、體積小、工作可靠，可輸送粘度范圍寬廣的各種介質(zhì)。螺桿泵又分為單螺桿泵、雙螺桿泵、三螺桿泵等，他們的工作原理是什么？有哪些特點(diǎn)？選型方法、技巧也都各不相同，這些你都知道嗎？
螺桿泵工作原理是利用螺桿的回轉來(lái)吸排液體的。中間螺桿為主動(dòng)螺桿，由原動(dòng)機帶動(dòng)回轉，兩邊的螺桿為從動(dòng)螺桿，隨主動(dòng)螺桿作反向旋轉。
各螺桿相互嚙合，螺桿與襯筒內壁緊密配合，在泵的吸入口和排出口之間， 就會(huì )被分隔成一個(gè)或多個(gè)密封空間。隨著(zhù)螺桿的轉動(dòng)和嚙合，這些密封空間在泵的吸入端不斷形成，將吸入室中的液體封入其中，并自吸入室沿螺桿軸向連續地推移至排出端，將封閉在各空間中的液體不斷排出。
從上述工作原理可以看出，可以更清晰地了解螺桿泵的優(yōu)點(diǎn)：
壓力和流量范圍寬闊；
運送液體的種類(lèi)和粘度范圍寬廣；
因為泵內的回轉部件慣性力較低，故可使用很高的轉速；
吸入性能好，具有自吸能力；
流量均勻連續，振動(dòng)小，噪音低；
與其它回轉泵相比，對進(jìn)入的氣體和污物不太敏感；
結構堅實(shí)，安裝保養容易。
相應地，螺桿泵存在的缺點(diǎn)也比較明顯：螺桿的加工和裝配要求較高；泵的性能對液體的粘度變化比較敏感。
螺桿泵大家族
螺桿泵的家族雖然稱(chēng)不上龐大，但是按照螺桿的標準，它也可以分為不同的類(lèi)型。本文著(zhù)重介紹最為常用的單螺桿泵、雙螺桿泵以及三螺桿泵。
單螺桿泵
單螺桿泵是一種新型的內嚙合回轉式容積泵。主要工作部件是偏心螺桿（轉子）和固定的襯套（定子）。
與其他泵相比，單螺桿泵有著(zhù)自己獨特的優(yōu)勢：
和離心泵相比，單螺桿泵不需要裝閥門(mén)，而流量是穩定的線(xiàn)性流動(dòng)。
和柱塞泵相比，單螺桿泵具有更好的自吸能力。
和隔膜泵相比，單螺桿泵可輸送各種混合雜質(zhì)，含有氣體及固體顆?；蚶w維的介質(zhì)，也可輸送各種腐蝕性物質(zhì)。
和齒輪泵相比，單螺桿泵可輸送高粘度的物質(zhì)。
與柱塞泵、隔膜泵及齒輪泵不同的是，單螺桿泵可用于藥劑填充和計量。
雙螺桿泵
單從結構上而言，雙螺桿泵是外嚙合的螺桿泵。它利用相互嚙合，互不接觸的兩根螺桿來(lái)抽送液體。
在結構型式上雙螺桿泵也很齊全，有臥式、立式、帶加熱套等各種類(lèi)型，可以輸送有顆粒的低粘度或高粘度介質(zhì)，根據顆粒大小調節螺桿間距，選用正確的材質(zhì)，甚至可以輸送許多腐蝕性介質(zhì)。
特點(diǎn)：雙螺桿泵作為一種容積式泵，泵內吸入室應與排出室嚴密地隔開(kāi)。這就要求泵體與螺桿外圓表面及螺桿與螺桿間隙應盡可能小些。同時(shí)螺桿與泵體、螺桿與螺桿間又相互形成密封腔，保證密閉，否則就可能有液體從間隙中倒流回去。
雙螺桿泵獨特的結構使它可以實(shí)現無(wú)攪拌、無(wú)脈動(dòng)、平穩的輸送各種介質(zhì)；由于泵體結構保證泵的工作元件內始終存有泵送液體作為密封液體，因此雙螺桿泵有很強的自吸能力，且能汽液混輸。雙螺桿泵的特殊設計還保證了泵有高的吸入性能即很小的NPSHr值。
雙螺桿泵又可分為內置軸承和外置軸承兩種形式。
在內置軸承的結構型式中軸承由輸送物進(jìn)行潤滑。外置軸承結構的雙螺桿泵則是工作腔同軸承分開(kāi)。
外置軸承雙螺桿泵特點(diǎn)：這種泵的結構和螺桿間存在側間隙，獨立潤滑的外置軸承允許其輸送各種非潤滑性介質(zhì)。此外，調整同步齒輪使得螺桿不接觸，同時(shí)將輸出扭矩的一半傳給從動(dòng)螺桿。
如所有螺桿泵一樣，外置軸承式雙螺桿泵也有自吸能力，而且多數泵輸送元件本身都是雙吸對稱(chēng)布置，可消除軸向力，也有很大的吸高。
外置軸承的雙螺桿泵結構的優(yōu)點(diǎn)大大拓寬了雙螺桿泵的使用范圍，即：除了輸送潤滑性良好的介質(zhì)外，還可輸送大量的非潤滑性介質(zhì)，各種粘度（最高粘度可達3*106mm/s）的介質(zhì)以及具有腐蝕性（酸、堿等性質(zhì)），磨蝕性的液體；
另外雙螺桿泵由于其恒定間隙的存在以及型線(xiàn)上的特點(diǎn)，其屬于非密封型容積泵，因此除了輸送純液體外，還可輸送氣體和液體的混合物，即汽液混輸，這也是雙螺桿泵非常獨特的優(yōu)點(diǎn)之一；
雙螺桿泵還可干轉：由于運動(dòng)部件在工作時(shí)互不接觸，因此短時(shí)的干轉不會(huì )破壞泵元件，這種特點(diǎn)給自動(dòng)控制的流程提供了極大的方便，但干運轉時(shí)間受多種因素限制，一般很短。
另外雙螺桿泵在輸送過(guò)程中無(wú)剪切，無(wú)乳化作用，因此不會(huì )破壞分子鏈結構和工況流程中所形成的特定的流體性質(zhì)，并且由于傳動(dòng)依靠同步齒輪，泵運轉噪音低，振動(dòng)小，工作平穩。
應用：外置軸承式雙螺桿泵的種種特性使它在油田化工和船舶工業(yè)中得到了廣泛的應用。它還可根據各種使用情況分別采用普通鑄鐵、不銹鋼等不同材料制造；輸送溫度可達250℃；而且具有不同方式的加熱結構，理論流量可達2000立方米/小時(shí)。
三螺桿泵
三螺桿泵是轉子式容積泵，它是利用螺桿嚙合原理，依靠旋轉的螺桿在泵套內相互嚙合。
原理：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(dòng)螺桿和與其嚙合的兩根從動(dòng)螺桿所組成。三根互相嚙合的螺桿，在泵缸內按每個(gè)導程形成為一個(gè)密封腔，造成吸排口之間的密封。
三螺桿泵把被輸送的介質(zhì)封閉在嚙合腔內，沿螺桿軸向連續勻速地推至排出口，為系統提供穩定的壓力。工作時(shí)，兩端分別作用液體的吸排壓力，對螺桿產(chǎn)生軸向推力。
此外，還通過(guò)主動(dòng)螺桿的中央油孔將 高壓油引入各螺桿軸套的底部，從而在螺桿下端會(huì )產(chǎn)生一個(gè)與軸向推力方向相反的平衡推力。所以，對于壓差小于10千克力/cm2的小型泵，可以采用止推軸承。
由于兩從動(dòng)螺桿與主動(dòng)螺桿左右對稱(chēng)嚙合，三螺桿泵作用在主動(dòng)螺桿上的徑向力完全平衡，主動(dòng)螺桿不承受彎曲負荷。從動(dòng)螺桿所受徑向力沿其整個(gè)長(cháng)度都由泵缸襯套來(lái)支承，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。
三螺桿泵和其它容積泵一樣，當泵的排出口完全封閉時(shí)，泵內的壓力就會(huì )上升到使泵損壞或使電動(dòng)機過(guò)載的危險程度。所以，在泵的吸排口處，就必須設置安全閥。軸封通常采用機械軸封，并可根據工作壓力高低采取不同的形式。
特點(diǎn)：三螺桿泵顯著(zhù)的特點(diǎn)是結構簡(jiǎn)單、壓力脈動(dòng)小、流量穩定、工作平穩可靠、允許高轉速、噪音低、效率高、壽命長(cháng)，有自吸能力。
根據所輸送介質(zhì)需要，螺桿泵裝置可提供加熱或冷卻結構。它適用于輸送各種無(wú)腐蝕性油類(lèi)及類(lèi)似油和潤滑性液體。輸送液體的粘度范圍一般為3.0~760mm2/s(1.2~100°E)，高粘度介質(zhì)可通過(guò)加溫降粘后輸送，其溫度一般不超過(guò)150℃。其流量范圍一般為0.2~250m3/h，最高工作壓力可達4MPa。
應用：目前，三螺桿泵廣泛應用于石油、化纖、冶金、機械、電力、機床、船舶、玻璃、公路等各行各業(yè)。三螺桿泵適用于輸送燃料油、潤滑油、液壓油、原油、瀝青及其他類(lèi)似油的潤滑性液體。三螺桿泵在工業(yè)領(lǐng)域中作潤滑泵，在液壓系統中作液壓泵，在燃油系統中作輸送及增壓泵；在輸油系統中作輸送及加油泵。
螺桿泵的選型
螺桿泵應用廣泛，有“螺桿泵可以輸送任何介質(zhì)”的說(shuō)法。但這不是說(shuō)某一種螺桿泵可輸送所有的介質(zhì)，而是根據介質(zhì)的特性和性能參數數要求可以選擇螺桿泵的不同類(lèi)型。
如果無(wú)意中挑選到不合適的泵螺桿泵，很有可能會(huì )帶來(lái)不必要的麻煩。單螺桿泵、雙、三和五螺桿泵，各有優(yōu)點(diǎn)，在推廣應用螺桿泵時(shí)必須有選擇，只有充分利用其各自的特點(diǎn)，才能更好的實(shí)現節能、節材、增效益或滿(mǎn)足某種特殊要求。
下面以常見(jiàn)的單螺桿泵、雙螺桿泵以及三螺桿泵為例介紹一些螺桿泵選型中的技巧。
單螺桿泵的選型要點(diǎn)
單螺桿泵的選擇主要集中在以下幾個(gè)參數上：
1.單螺桿泵的壓力確定：
單螺桿泵最大輸出壓力是根據襯套級數即襯套（定子）的導程數來(lái)確定：
1級：最高工作壓力為0.6 MPa；
2級：最高工作壓力為1.2 MPa；
4級：最高工作壓力為2.4 MPa；
由于輸送介質(zhì)情況不同，對于含有嚴重磨損性的介質(zhì)，根據輸送壓力要求來(lái)選擇合適的定子級數。
2.單螺桿泵轉速的選擇：
單螺桿泵由于其結構特點(diǎn)，大部分使用在輸送較高粘度的液體及含有顆粒的液體，因此其轉數的選擇非常關(guān)鍵。對于單螺桿泵轉速的選擇則主要依據介質(zhì)的磨損性以及介質(zhì)粘度。
3.單螺桿泵襯套橡膠材料的選擇：
單螺桿泵襯套為橡膠制品，也是單螺桿泵的一個(gè)易損件，它的選擇好壞，直接影響襯套的壽命，一般正常情況下襯套的壽命為3-6個(gè)月，如果選用不當，襯套可能從鋼管中脫落或橡膠掉塊。
4.材料組合選擇：
輸送不同性質(zhì)的介質(zhì)，需不同材料組合。
5.性能：
一般單螺桿泵的性能表或特性曲線(xiàn)都是以20℃清水為介質(zhì)（粘度為1cst）時(shí)的數據，對于輸送不同粘度下的流量與軸功率不同。
6.軸封：
根據需要和輸送介質(zhì)，可采用機械密封和填料密封兩種，且這兩種結構具有互換性。
7.泵的驅動(dòng)方式：
由于單螺桿泵為低速泵，泵的驅動(dòng)方式較多，一般有低速電機直聯(lián)（6級、8級）、齒輪減速電機驅動(dòng)、無(wú)級變速電機驅動(dòng)等方式。
雙螺桿泵選型技巧
雙螺桿泵、三螺桿泵統稱(chēng)為多螺桿泵(公眾號:泵管家)。多螺桿泵發(fā)明以來(lái)，已廣泛用于泵送原油、燃料油、潤滑油、動(dòng)力液、食品、化學(xué)劑及合成纖維漿。目前全球約有上百萬(wàn)臺多螺桿泵在運轉。應用如此廣泛的多螺桿泵在選擇上當然也很為慎重。
對于雙螺桿泵的選擇也即是對其性能參數的選擇：
1.流量：
作為容積式泵，影響雙螺桿泵流量的因素主要有轉速、壓力以及介質(zhì)的粘度。
螺桿泵在工作時(shí)，兩螺桿及襯套之間形成密封腔，螺桿每轉動(dòng)一周便由進(jìn)口向出口移出一個(gè)密封腔，即一個(gè)密封腔體積的液體被排出去。在泵內部不出現泄漏的理想狀態(tài)下，泵的流量與轉速成正比。
但實(shí)際工作過(guò)程中，泵的密封腔有一定的間隙，且密封腔前、后存在壓差，因此，有一部分液體回流，即存在泄漏。隨著(zhù)密封腔前、后壓差升高，泄漏量逐漸增大。對于不同型線(xiàn)和結構，影響大小也各不相同。
對于雙螺桿泵，粘度大的流體比粘度小的液體的泄漏要小，泄漏量與介質(zhì)粘度有一定的比例關(guān)系。
2.壓力：
雙螺桿泵的工作壓力由出口負載決定，即出口阻力來(lái)決定。出口阻力與泵的出口處的壓力是匹配的，出口阻力越大，工作壓力也越大。若想知道壓力，則需要用流體力學(xué)的知識對出口阻力精確的計算。
3.軸功率：
泵的軸功率分為兩部分，即：液壓功率（壓力液體的能量）和摩擦功率。 對于確定的壓力和流量，其液壓功率是一定的，因此影響軸功率的因素為摩擦率。
摩擦功率是由于運動(dòng)部件的摩擦而消耗的那部分功率。顯然摩擦功率是隨著(zhù)工作壓差的增加而增加的，并且介質(zhì)粘度的增加也會(huì )引起液體摩擦功率的增加。因此在選擇配套電機時(shí)，介質(zhì)的粘度也是一個(gè)非常重要的參考數據。尤其在輸送高粘度介質(zhì)時(shí)，需要作比較精確的計算。
4.吸上性能：
泵工作分為以下幾個(gè)階段：吸入，此時(shí)液體連續不斷地沿吸入管道移動(dòng)；旋轉的螺桿把能量傳給工作液體；壓出，此時(shí)液體帶有克服壓出管道系統所有阻力所必需的壓力從泵中排出。
在以上三個(gè)階段中，最為重要的階段是必須保證泵的吸上條件，泵才能正常工作，這是泵工作的重要條件，否則就會(huì )發(fā)生氣蝕，即引起振動(dòng)，噪音等問(wèn)題。
5.汽蝕余量：
泵的汽蝕余量與泵的轉速，導程以及泵所輸送介質(zhì)的粘度等因素都有關(guān)系，它隨軸向流速，工作粘度的增大而增大。在吸入條件不好的情況下，宜選擇小導程的雙螺桿泵。這在選型時(shí)是很重要的。
6.雙螺桿泵的轉速選擇常牽涉以下問(wèn)題：
通過(guò)選擇合適的泵轉速，以達到適當的性能參數如流量等。
隨著(zhù)粘度的不同，泵的轉速亦應有所改變。
轉速的選擇實(shí)質(zhì)也是吸上性能的問(wèn)題，尤其是在高粘度的情況下，如果轉速選得過(guò)高，就會(huì )引起吸入不足，從而產(chǎn)生噪音和振動(dòng)等問(wèn)題。因此需遵照有關(guān)原則選擇轉速。
綜上所述，要綜合地考慮以上各種因素，通過(guò)一系列的計算才能精確地知道泵的實(shí)際流量是否符合工況要求。
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