双螺杆泵是一种外置轴承、同步齿轮驱动的容积式泵。它因其高转速、大流量、卓越的吸入性能和长寿命等特点,在需要输送清洁或轻微污染的润滑性或非润滑性介质的中高压工况中,扮演着不可或替代的角色。
核心结构与工作原理:与单螺杆泵的本质区别
双螺杆泵的设计哲学与单螺杆泵有根本性不同,这决定了其独特的性能。
核心部件:
两根螺杆: 一根为主动螺杆(由动力驱动),另一根为从动螺杆。两者的螺旋齿形相互啮合。
同步齿轮: 这是双螺杆泵的“灵魂”。它位于泵腔外部的齿轮箱内,确保两根螺杆保持精确的啮合关系,但彼此不接触。
外置轴承: 轴承也独立于输送介质之外,由润滑油单独润滑。
工作原理:
动力传递: 电机驱动主动螺杆旋转,主动螺杆通过同步齿轮带动从动螺杆以相同的速度、相反的方向旋转。
密封腔形成: 由于螺杆间存在间隙且不接触,介质填入螺杆的螺旋槽中。
容积输送: 随着螺杆的转动,螺旋槽内的介质被连续、平稳地从吸入口轴向推送到排出口。这个过程就像一套不接触的“螺旋推进器”在工作。
与单螺杆泵的关键区别:
螺杆接触方式: 单螺杆泵的转子与定子过盈配合,存在摩擦磨损。而双螺杆泵的螺杆之间互不接触,磨损极小,寿命更长。
压力产生方式: 单螺杆泵依靠定子的弹性变形来密封并产生压力。双螺杆泵则依靠极其精密的螺杆啮合间隙和转速来形成密封。
对介质的依赖性: 双螺杆泵输送介质时,同步齿轮和轴承由外部润滑,因此不依赖输送介质的润滑性,可以干转短时间运行(但应避免)。
双螺杆泵的突出特点
优势:
卓越的寿命和可靠性: 由于核心传动部件(齿轮、轴承)与输送介质隔离,且螺杆无接触,泵的寿命极长,特别适用于苛刻的工况。
无脉动、低噪音、高转速: 流量极其平稳,可实现高转速运行,从而在相同排量下泵的体积可以做得更小。
强大的自吸能力: 具有良好的自吸性能,启动前无需灌泵。
卓越的吸入性能: 可处理含微量气体或易挥发的介质,抗汽蚀性能好。
介质适应性广: 既可输送清洁的润滑性液体(如润滑油),也可输送非润滑性(如轻质烃、溶剂)、低粘度或含微量软颗粒的介质。
承压能力高: 适用于中高压力的输送系统。
局限性:
对硬质颗粒敏感: 虽然能处理微量软颗粒,但硬质颗粒会严重损坏精密的螺杆啮合表面。通常需要在进口前加装过滤器。
初置成本高: 由于螺杆的加工精度要求极高(型线复杂),制造成本通常高于同规格的单螺杆泵。
不适合高含固介质: 无法像单螺杆泵那样处理高含固率的浆料。