泵使用与维修-螺杆泵.ppt

2016.2.24,维修：郭昭毅,维修基础知识培训系列之螺杆泵篇,螺杆泵的构造、分类及维修,螺杆泵按照螺杆数分为:单螺杆泵,双螺杆泵和多螺杆泵三种. 其特点是适于输送高粘度、含有固体颗粒及气体的介质，主 要应用于石油、化工、食品、饮料、污水处理及造纸等行业。 我们公司基本都是单螺杆泵,属于渐进式容积泵.是按迥转啮 合容积式原理工作的，主要工作部件是偏心螺杆(转子)和固 定的衬套(定子)。主要部件为定子和转子.,螺杆泵的构造、分类及维修,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。螺杆每转一周,密封腔内的液体向前推进一个螺距,随着螺杆的连续转动,液体螺旋形方式从一个密封腔压向另一个密封腔,最后挤出泵体。由于螺杆是等速旋转，所以液体出流流量也是均匀的。,2020/7/24,Copyright by NETZSCH Mohnopumpen GmbH V1.2_0504,4,奈莫NEMO BY 泵的结构组成,转子,吸入 / 排出端,电机法兰与泵体直接相联,1,2,3,4,5,6,定子,传动系统和万向节,密封,24.07.2020,5,与减速机法兰直接联接的设计，结构紧凑 投资、使用及维护成本低 按不同的应用场合，四种转子/定子的组合可供选择 流量达 400m3/h ，压力达 24 bar,奈莫NEMO BY直联型,用于环保、食品、化工行业中的各类高粘度、含有固体颗粒的介质输送,24.07.2020,6,有轴承架支撑 可配用各种驱动方式 按不同的应用场合，四种转子/定子的组合可供选择 流量达 500m3/h ，压力达 48 bar,奈莫NEMO SY 带轴承架型,用于环保、食品、化工行业中的各类高粘度、含有固体颗粒的介质输送,24.07.2020,7,奈莫NEMO MINI BY 微型直联型,计量精度高 (偏差 1%) 法兰直联，结构紧凑 流量 0.1 500 l/h ，压力可达 36 bar,可用于输送和计量环保和化工行业中低粘度、含或不含固体颗粒的介质输送,24.07.2020,8,奈莫NEMO BO 及 BS 直联型,法兰直接联接，结构紧凑 投资、使用及维护成本低 吸入室带矩形 (BO) 或方形 (BS)口料斗 连轴杆带送料叶片，可推动介质更易进入转子和定子间的密闭输送腔 料斗可跟据实际需要调整尺寸 流量达 200 m3/h ，压力达 12bar,可用于环保、食品及化工行业中高粘度、流动性差，有或无固体颗粒的介质,24.07.2020,9,奈莫NEMO SO 及SS 轴承架设计,吸入室带矩形 (SO) 或方形 (SS)口料斗 连轴杆带送料叶片，可推动介质更易进入转子和定子间的密闭输送腔 料斗可跟据实际需要调整尺寸 驱动方式不限 流量达 200 m3/h ，压力达 12bar,可用于环保、食品及化工行业中高粘度、流动性差，有或无固体颗粒的介质,24.07.2020,10,吸入室带加大矩形口料斗和锥度进料腔 连轴杆属专利产品定位送料叶片更易于介质输送 料斗尺寸的可调性适应各种特殊的应用场合 直联设计，结构紧凑 流量达 200 m3/h ，压力达 24bar,奈莫NEMO BF 直联型,可用于环保、食品及化工行业中高粘度，致密的或蓬松的无搭桥效应的介质,24.07.2020,11,吸入室带加大矩形口料斗和锥度进料腔 连轴杆带专利产品定位送料叶片更易于介质输送 料斗尺寸的可调性适应各种特殊的应用场合 轴承架传动，驱动方式不限 流量达 200 m3/h ，压力达 24bar,奈莫NEMO SF 轴承架设计,可用于环保、食品及化工行业中高粘度，致密的或蓬松的无搭桥效应的介质,24.07.2020,12,送料叶片从驱动端的万向节延伸到转子端的万 向节，避免介质在此处的堆积 。送料叶片在轴 向上几乎到达了泵系统的定子腔开口处。 螺旋 叶片、万向节和转子被特殊设计，使螺旋叶片 前端始终对准转子的凹向，利于介质的输送,专利产品定位送料叶片,这种送料叶片的输送系数同随机要求相比增加50,2020/7/24,13,奈莫泵NEMO 型号说明,系列代号,驱动结构,泵的型号,进料结构,截面几何形状,导程数,最大工作压力,联轴节形式,2020/7/24,14,系列代号: NETZSCH MOHNO,奈莫泵NEMO 型号说明,驱动结构 ： B 标准直联型 S 轴承架型 M 磁力耦合,进料结构： Y 通用型 F 自动送料型 O 料斗型 P 搅拌送料型 T 立式 A清洁无菌泵 H食品卫生泵 S方料斗带进料螺旋,截面几何形状： S 标准型 L 长导程型 D 椭圆形转子 P 椭圆长导程型,2020/7/24,Copyright by NETZSCH Mohnopumpen GmbH V1.2_0504,15,奈莫泵NEMO 型号说明,泵的型号：尺寸（转子直径） 003 053 005063 008076 011090 015105 021125 031148 038180 045,级数（导程数）： 0-12级 （每增加一级最大工作压力增加6Bar）,2020/7/24,16,奈莫泵NEMO 型号说明,联轴节形式： BSM 销式万向节 K齿轮式万向节 Z枢轴式万向节 F挠性万向节 H卫生开式销式万向节 V带可更换的硬化衬套的SM销式万向节,传动系统压力等级： 压力差（逆时针方向旋转*） SLDP 12061206 18 24 36 48 *)逆时针方向运转（从驱动端看）时，传动系统最大允许的压力差,NM021BY01L06B,L 长导程型,B 标准直联型,Y 通用型,NETZSCH MOHNO,021转子直径125mm,级数（导程数）： 01,压力差：L-06帕,BSM 销式万向节,所以在螺杆泵安装中,泵出口压力很大,在出口需要安装泄压阀或回流管. 泵出口管道要安装过度接管,长度要比定子长能拆卸出定子为宜. 因定子选用多种弹性材料制成，所以这种泵对高粘度流体的输送和含有 硬质悬浮颗粒介质或含有纤维介质的输送，是一般泵种所不能胜任的特 点。其流量与转速成正比。根据泵的大小不同可以输送粘度从 37000-200000厘泊的介质。 含有颗粒或纤维的介质：颗粒直径可以这 30mm（不超过转子偏心距）。纤维长可以350mm（相当0.4位转子的 螺距）。其含量一般可达介质窖的40%，若介质中的固体物为细微之粉 沫状时，最高含量可达 60%或更高也能输送。 工作要求输送压力稳定，介质固有结构不爱破坏时，选用单螺杆泵输送 最为理想。,2020/7/24,19,奈莫转子/定子几何形状比较对每种用途和每种流程的最佳匹配,S 型结构 配合的定子空腔（头数）数：1/2 流量：100% 压力差：12 bar,D 型结构 配合的定子空腔（头数）数：2/3 流量：150% 压力差：12 bar,L 型结构 配合的定子空腔（头数）数：1/2 流量：200% 压力差：6 bar,P 型结构 配合的定子空腔（头数）数：2/3 流量：300% 压力差：6 bar,24.07.2020,20,转子由合金钢的棒料经过精车、镀铬并抛光加工而成。转子有空心转子和实心转子两种,转子材料:,标准材料 淬火1.2436 钢 D6淬火工具钢 铬镍钼 17122 钢 316/316 钛不锈钢 1.4312 铬镍钢304不锈钢 1.4571 铬镍钼钢316不锈钢 1.4404 铬镍钼3.16L 1.7225 铬钼合金钢 特殊材料 1.4462 双向合金钢 1.4539 镍铬钼铜合金钢 2.4610 哈司特镍合金 C4 2.4617 哈司特镍合金 B 喷涂材料 VCP 电镀硬铬 CRC 碳化铬涂层,24.07.2020,21,定子由钢制外套和橡胶衬套组成，螺杆泵定子是用丁腈橡胶衬套浇铸粘接在钢体外套内而形成的一种腔体装置。定子内表面呈双螺旋曲面，与转子外表面相配合。定子材料:,弹性材料 EPBPF 乙烯-丙烯(食品质量级) SBBPF 丁晴橡胶(食品质量级) SI 硅橡胶(食品质量级) SL-无色橡胶 SBE-油田专用橡胶 VI 氟橡胶 硬质材料 PTFE 聚四氟乙烯 金属材料 灰铸铁 合金钢 青铜,24.07.2020,22,泵体和排出体材料,标准材料 St 碳钢 0.6025GG25 灰铸铁 1.4571合金钢焊接 铬镍钼合金钢 PP聚丙烯 特殊材料 0.6025/rub.lin.衬橡胶灰铸铁 1.4462 双向不锈钢 1.4539镍铬钼铜合金钢 2.4610哈司特镍合金C4 2.4617哈司特镍合金B 1.4401 316L 1.4312 铬镍钢,不推荐的管路布置方案,在入口管路中一般不需安装过滤器，若要安装，只要能够过滤较大的异物即可,螺杆泵的安装：减少管道阻力，尽量缩短NEMO泵入口管路减少弯头,NEMO泵管路弯管半径选用大于5倍管口直径,管路通径不小于NEMO泵的连接法兰通径,加大NEMO泵出管路直径，降低介质流动速度,出口阀门：选用管路阻力较小的阀门 ：球阀，蝶阀，板阀,1.球阀阀芯的通径与连接法兰的通径相同，管路阻力最小 2.蝶阀阀芯是一个可以转动的板，轴向长度比较短，有一定的管路阻力 3.板阀阀芯是一个可以移动的板，管路阻力比较小, NETZSCH 24.07.2020 - 25,NEMO泵出口通常不配安全阀，只有系统安全性要求很高，并且工作介质流动性很好条件下，才考虑在泵的出口至泵的入口管路上加装安全阀。 若介质比较粘稠流动性差，安全阀内的介质长时间不流动，介质容易堵塞管路，安全阀失效，反而起不到安全作用；,关于NEMO泵安全阀的选用问题,当管路意外堵塞泵的工作压力升高，安全阀打开，高压介质经安全阀流回至入口管路，介质进行小循环。 如果没有自动控制系统，介质在泵的出入口之间进行循环，泵的能量转化为热量，泵就很快地发热，会直接损坏泵的定子及传动零部件。,安全阀只能短时间起到保护的作用，不能用于较长起保护作用，必须还有相应的其它保护装置 对系统安全性要求很高时，可采用电气控制系统进行安全保护，如：电机超负荷停机、出口管路压力信号自动控制泄压系统,最简单地方法：出口管路安装止回阀,当泵工作停止时，泵的进出口有一定的压差，NEMO泵有可能发生反转现象，这时泵变为马达，工作介质的压力能转变为机械能。使泵的转子、传动件、减速机以及电动机都发生反转或飞车，导致零部件损坏，甚至于发生事故。 所以在NEMO泵出口管路安装止回阀防止泵发生反转,避免采用出口打回流的方法进行流量调节 ，一般使用变频电机调节。介质经NEMO泵把电能转化为高压液体的压力能，调节阀又使介质流回到泵的入口，造成能量损失 。NEMO泵要调节流量，应该通过调节泵的转速的方法去调节流量，而不用打回流的方法, NETZSCH 24.07.2020 - 27,工作介质温度较高时，泵的吸入室、定子外部考虑加装保温套,对泵进行预热，使定子在启泵前就达到热变形的配合尺寸，启泵后就能达到泵的性能要求,保温液的出入口接管，应为下进上出,定子保温，对于输送高温介质或易凝固介质需要预先给定子加热。, NETZSCH 24.07.2020 - 28,降低螺杆泵与管道共振解决方案：泵的转速应选低一点,泵进出口安装软连接,金属波纹管软连接短管,橡胶软连接短管, NETZSCH 24.07.2020 - 29,管道固定基础与抱箍,泵出口管道牢固基础与抱箍。,泵的进出口管道设计埋入地下,泵的出口管道设计一弯管,螺杆泵三个基本结构参数,在螺杆泵参数设计过程中，这三个基本结构参数的合理选择及相互之间的合理配比显得尤为重要，它们直接影响着螺杆泵的工作特性和使用寿命。,e 转子偏心距，mm； D 转子截圆直径，mm； T 定子导程，mm。,螺杆泵三个重要的结构参数：,T,e,螺杆泵的三个基本要求,1、定、转子能够互相匹配 能够满足一般齿形啮合运动的要求。 2、转子和定子衬套能够保证密封性 转子和定子衬套间能形成多个密封腔室，以充满工作液体。 3、密封腔室能够不断推移 转子的转动能够使密封腔室连同其中的工作液体连续地沿轴向推移，并在推移过程中进行机械能和液体能的相互转化。,螺杆泵运动学特征,（1）螺杆泵定、转子型线 单头单螺杆泵的定转子实质是由普通内摆线的外等矩线作为定子型线，而与之共轭的曲线作为转子型线的空间共轭曲面。,转子可视为半径为R的圆片沿着螺距为t、偏心为e的螺旋线连续移动所形成的轨迹。,定子型线：定子衬套曲面是由两个半径为R（转子半径）的半圆和两条长度为4e的直线段组成的封闭对称曲线以长度T（T=2t）为导程螺旋旋转形成空间螺旋曲面。,螺杆泵定转子的啮合分为两类啮合，一类是转子与定子衬套半圆处的啮合-线啮合，另一类啮合是转子与定子衬套直线段的啮合-点啮合。 在某一时刻对于线啮合线在空间表现为间隔T/2的轴向长度的一条平面半圆（半径为R）曲线，而点啮合线表现为两条对称间距为2R的两条螺旋状曲线。 转子在运动过程中受到：轴向力，横向力，惯性力，负载力，倾倒力矩，摩擦力。所以间隙不合适加工精度达不到容易引起转子断裂。,转子运动规律：以轴为中心的偏心运动,螺杆泵定子:使用凹形心轴在整个定子的长度上形成了一定的容隙 .为了获得理想的效率和长的使用寿命，转子和定子之间的干涉及干涉比率d/D是至关重要的。,定子安装:定子安装在泵上,支连架和泵体吸入式之间保留一定间隙,并不是螺丝拧紧越紧越好,恰当不漏即可.(见表2扭矩表) 定子内有倒角面应该朝向介质进口端.(右图) 定子一般一年更换一到两次,视每天运行时间决定.,螺杆泵转子:螺杆表面加工精度较高所以要求要求不得有伤痕，螺旋面粗糙度为1.6，齿顶表面粗糙度为1.6。螺杆轴颈圆柱度为直径的1/4000。螺杆轴线直线度为0.05mm,所以搬运过程中千万不要碰到稍微变形都无法正确运行/安装。螺杆齿顶与泵体间隙0.140.33mm。螺杆啮合时齿顶与齿根间隙为0.140.33mm，法向间隙为0.120.25mm。,万向节保养:一般分为开式和闭式万向节.常见的都是闭式万向节.万向节,一般有护套,万向节接头,销子,定位环,密封套,卡簧,挡圈,连杆等组成.,万向节保养:一般每年保养两次检查磨损更换润滑油.每日使用大于16小时每年两次,小于则一次.(见下表), NETZSCH 24.07.2020 - 37,注液,NEMO泵运行注意事项:,1.第一次启动前，应在泵里灌满介质，如介质太粘稠可灌注其他液体，以避免干运行损坏定子 2.泵启动前必须确保进出口阀门的畅通-开阀启泵, NETZSCH 24.07.2020 - 38,检查泵的转向与所规定的一致,注意泵旋转方向,损坏转子，连轴杆，传动轴及减速机等部件, NETZSCH 24.07.2020 - 39,1.禁止超负荷运行 2.停泵后应根据介质情况对泵内进行清洗 ,防止启动时损坏转子，定子，轴封等部件干磨。, NETZSCH 24.07.2020 - 40,正常配合,定子尺寸改变,过盈量变大,适当减小转子尺寸以达到正常配合,工作介质 温度升高,定子橡胶 溶胀,工作介质 粘度影响,配套与介质温度相适当 温度挡尺寸转子,长期停用泵应定期（20-30天）盘车或开动一次,防止定子橡胶因长期压迫而发生永久形变, NETZSCH 24.07.2020 - 42,谢谢！,