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螺旋泵是一种容积式正位移泵,通过一个或多个相互啮合的螺旋形转子在泵腔内旋转,形成连续、封闭的密封腔室,将流体从吸入端平稳、无脉动地推送至排出端。

优缺点

  1.优点:

  适用介质范围极广;

  流量与转速成正比,易于调速控制;

  对物料温和,无搅拌、乳化作用;

  可气液混输,不易汽蚀。

  2.缺点:

  单螺杆泵定子为橡胶件,寿命受温度、化学兼容性限制;

  制造精度要求高,成本相对较高;

  不适合输送强磨蚀性浆料(如高浓度石英砂)。

基本类型

  根据转子数量和结构,螺旋泵主要分为以下几类:

  1.单螺杆泵

  由一根偏心螺旋金属转子和一个弹性定子(橡胶衬套)组成;

  特别适合输送高黏度、含固体颗粒、易剪切破坏的介质(如污泥、泥浆、果酱、油泥);

  自吸能力强,可干运转短时间;

  常用于污水处理、油田采出液、食品加工等。

  2.双螺杆泵

  两个相互啮合的螺杆(通常一根主动、一根从动),同步齿轮驱动;

  可输送清洁或含少量杂质的液体(如润滑油、燃油、重油);

  支持气液混输,适用于船舶燃油系统、液压站等。

  3.三螺杆泵

  一根主螺杆带动两根从动螺杆,结构紧凑;

  主要用于输送清洁、润滑性好的液体(如液压油、机械油、轻质燃料油);

  运行极平稳、噪声低、效率高,常见于机床润滑、电站辅机系统。

主要特点

  1.流量稳定,无脉动:适合对压力波动敏感的工艺;

  2.低剪切力:保护易碎介质(如酵母、细胞、聚合物);

  3.自吸性能好:最大自吸高度可达8–9米;

  4.可正反转:改变旋转方向即可切换进出口;

  5.适应性强:可输送黏度范围广(1 cSt至1,000,000 cSt),含固率高达40%以上;

  6.运行平稳、噪声低:尤其三螺杆泵适用于精密设备润滑系统。

工作原理

  以单螺杆泵为例:

  当电机带动转子在定子内做行星运动时,转子与定子之间形成一系列互不相通的密封腔。随着转子旋转,这些腔室沿轴向从吸入端向排出端移动,腔内容积不变,从而实现恒定流量、无脉动的输送。即使介质中含有纤维、颗粒或气泡,也能稳定输送而不破坏物料结构。

选型关键因素

  介质类型(黏度、含固量、腐蚀性、温度);

  流量(m3/h或L/min);

  出口压力(bar或MPa);

  转速(rpm);

  材质要求(转子:不锈钢/硬化处理;定子:NBR、EPDM、氟橡胶等);

  防爆等级(如用于油气环境)。

安装使用注意事项

  1.避免干运转:除特殊设计外,大多数螺旋泵需在有液状态下启动,否则定子(橡胶)易过热损坏;

  2.控制转速:高黏度介质应降低转速,防止扭矩过大或发热;

  3.入口过滤:虽然耐杂质,但大颗粒可能卡死转子,建议加装粗滤网;

  4.管路支撑:泵体不能承受管道应力,进出口应独立支撑;

  5.定期维护:检查定子磨损、轴承润滑、密封泄漏情况,及时更换易损件。

应用领域

  1.污水处理与环保工程

  输送活性污泥、浓缩污泥、脱水前泥饼:螺旋泵对高含固率(可达30%–40%)、纤维状物质有极强通过能力,且不破坏絮体结构。

  格栅渣、沉砂池排泥:可处理含大量杂质的污水,不易堵塞。

  沼气工程中的沼液、沼渣输送:耐腐蚀、自吸性能好,适合厌氧环境。

  2.石油与天然气工业

  油田采出液输送:含油、水、砂、蜡的多相混合物,螺旋泵可稳定输送而不乳化。

  原油装卸与管道增压:尤其适用于高黏度稠油(如5000 cSt以上)。

  油泥、钻井泥浆回收处理:耐磨损、低剪切,减少二次污染。

  3.食品与饮料行业

  果酱、番茄酱、巧克力浆、蜂蜜等高黏度物料:无脉动、低剪切,保持产品口感与质地。

  酵母液、乳制品、蛋白液:避免细胞或蛋白质因高速搅拌而变性。

  酒糟、麦芽浆、糖浆:可含固体颗粒,泵送过程温和高效。

  4.化工与制药

  树脂、胶黏剂、油漆、油墨:高黏度、易拉丝物料的理想选择。

  聚合物溶液(如PAM、PVA):防止分子链断裂,保证药效或工艺性能。

  化妆品膏体(面霜、牙膏基料):洁净型不锈钢螺旋泵满足GMP要求。

  5.造纸工业

  纸浆输送(浓度3%–8%):长纤维不易被切断,保持纸张强度。

  填料(碳酸钙、高岭土)悬浮液:稳定计量添加,避免沉淀。

  6.船舶与海洋工程

  燃油、滑油、液压油输送:三螺杆泵用于主机润滑系统,运行平稳、噪声低。

  舱底污水、含油废水处理:双螺杆泵可实现气液混输,适应船舶晃动工况。

  压载水处理系统辅助泵送。

  7.能源与生物质

  生物柴油原料(废弃油脂、动植物油):高黏度、含杂质,螺旋泵可靠输送。

  地热流体、熔盐(特殊高温型号):耐高温设计可用于新能源领域。

  垃圾渗滤液处理:成分复杂、腐蚀性强,选用耐腐材质(如哈氏合金+PTFE定子)。

  8.建筑与采矿

  盾构机泥水循环系统:输送高浓度泥浆,耐磨型单螺杆泵广泛应用。

  矿浆、尾矿输送:配合耐磨衬套,延长使用寿命。

  9.农业与饲料

  畜禽粪污资源化处理:输送发酵后的有机肥浆液。

  鱼粉浆、饲料添加剂:防止营养成分因剪切而损失。

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