Pumpa za zavrtnje spada u pumpe. Vijčane pumpe: prednosti, nedostaci

Princip rada

Rotor jedinice je cilindrični dio sa spiralnim žlijebom, sličan vijku ili pužu. Nalazi se unutar statora - čelične cijevi s ugrađenom elastomernom čahurom (kavezom) u kojoj se nalazi i spiralni kanal. Spirala rotora može imati nekoliko ulaza. Zavojnica statora uvijek ima još jedan okret.

Duž linije kontakta između rotora i statora postoje područja nepropusna za dizani medij, koja dijele unutrašnjost pumpe na nekoliko zasebnih šupljina. Zbog činjenice da je rotor ugrađen u stator s određenim pomakom u poprečnom smjeru (sa ekscentricitetom), tijekom njegove rotacije ove šupljine naizmjenično prelaze u otvoreno, a zatim u zatvoreno stanje.

Princip rada vijčane pumpe

Istovremeno, u trenutku otvaranja, tekućina iz prethodne šupljine se istiskuje izbočenjem elastomernog kaveza u sljedeću. Uz nastavak rotacije, volumen ispražnjene šupljine ponovo se povećava, što dovodi do apsorpcije sljedećeg dijela tvari. U ovom slučaju, pumpanje medija se vrši bez pulsiranja, jer je površina poprečnog presjeka šupljina ista duž cijele dužine spiralnog korita rotora.

Kontrola učinka (feed) vrši se promjenom brzine rotora, što zahtijeva frekventni pogon.

Razmak između površine rotora i elastomernog kaveza je samoregulirajući zbog dizajnerskih karakteristika potonjeg: ostaje konstantan bez obzira na pritisak unutar jedinice. Zbog toga, vijčana pumpa malih dimenzija može razviti visok pritisak - do 35 MPa.

Kao što vidite, po prirodi djelovanja rotora, vijčana pumpa se bitno razlikuje od vijčane pumpe, iako obje imaju sličan uređaj.

Vijčane jedinice, kao i centrifugalne, klasifikuju se kao dinamičke, dok su vijčane jedinice volumetrijske. Međutim, obje su potisne pumpe.

Između usisnog i dovodnog voda posebno snažnih vijčanih pumpi mora se postaviti kratkospojnik (bypass) sa sigurnosnim ventilom.

Ako se ispusni vod začepi ili se zasun zatvori greškom, otvoriće se sigurnosni ventil i pumpa će pumpati tečnost kroz premosnicu u zatvorenom krugu. Ako se takva mjera ne predvidi, višak tlaka će oštetiti dijelove jedinice i prije svega polimerni kavez.

Među kućnu opremu neophodnu za stanovnika seoske kuće, potrebno je uključiti, koja može obavljati mnogo korisnih funkcija. Razgovarajmo detaljno o upotrebi jedinice u svakodnevnom životu i damo primjer popularnih modela.

Zašto pumpna stanica ne dobija pritisak? Odgovor ćete pronaći u članku.

Povezani video

Pumpa s vijkom je uređaj u kojem dolazi do stvaranja pritiska ubrizgane tekućine uslijed pomjeranja tekućine pomoću vijčanih rotora izrađenih od metala, koji se okreću oko statora određenog oblika.

Pumpe sa zavrtnjem su vrsta rotacionih zupčastih pumpi koje se dobijaju od zupčastih pumpi smanjenjem broja zuba i povećanjem njihovog ugla nagiba.

Po principu rada spadaju u volumetrijske rotacione hidrauličke mašine.

Trenutno je stvoren veliki broj pužnih pumpi sa opsegom protoka od 0,5 do 1000 m3/dan i pritiskom od 6 do 30 MPa.

Istorija vijčanih pumpi

Prva vijčana pumpa za pumpanje viskoznih tekućina i raznih rješenja razvijena je 1920-ih godina. I odmah su postali široko rasprostranjeni u mnogim industrijama (prehrambena, hemijska, papirna, metaloprerađivačka, tekstilna, duhanska, naftna itd.).

Ovu vrstu pumpe je predložio francuski inženjer R. Moineau. Novi princip hidraulične mašine, nazvan "kapsulizam", omogućio je eliminaciju razvodnika ventila i kalema.

Kasnih 1970-ih, vijčane pumpe su prvi put korištene u kanadskim naftnim poljima s teškom naftom i visokim sadržajem sitnog pijeska.

1980-ih godina počela je upotreba vijčanih pumpi za umjetno podizanje, kao rezultat toga, postupno su se ukorijenile u naftnoj industriji.

Do 2003. godine vijčane pumpe su korištene u više od 40.000 bunara širom svijeta. Ekstrakcija viskoznih i visokoviskoznih ulja postala je isplativija za naftnu industriju. Pumpe se koriste od Aljaske do Južne Amerike, u planinama Japana, Afrike, Rusije. Takođe, takve pumpe se koriste za ekstrakciju ugljenog metana i lake nafte u Novokuznjecku, Nižnjevartovsku.

Uređaj i princip rada

Glavni elementi vijčane pumpe za proizvodnju ulja su rotor (slika 1 a) u obliku jednostavne spirale (vijaka) sa korakom lrot i stator (slika 1b) u obliku dvostruke spirale sa korakom Prvo, duplo veći korak rotora.

a - rotor; b - stator; c - sklop pumpe;

1 - kućište pumpe; 2 - šupljina između statora i rotora

Slika 1 - Pumpa za dubinske bušotine

Vijak ima glatki navoj sa jednim startom sa veoma velikim odnosom dužine vijka prema dubini (1530). Kućište pumpe ima unutrašnju površinu koja odgovara zavrtnju sa dva starta, čiji je korak jednak dvostrukom koraku vijka pumpe.

Princip rada je da vijak pumpe i njen držač formiraju niz zatvorenih šupljina po cijeloj dužini, koje se pri rotaciji šrafova kreću od ulaza pumpe do njenog pražnjenja. U početnom trenutku svaka šupljina komunicira sa usisnom površinom pumpe, dok se kreće duž ose pumpe, njen volumen se povećava, puneći se dizanom tekućinom, nakon čega se potpuno zatvara. Prilikom pražnjenja, volumen šupljine komunicira sa šupljinom za ubrizgavanje, postepeno se smanjuje, a tekućina se gura u cjevovod.

Glavne karakteristike vijčanih pumpi

Glavne karakteristike vijčanih pumpi su:

Radna vertikalna dubina (do 3200 m);

Debit (1-800 m3/dan);

Temperatura proizvoda (do 120 0C);

Gustina tečnosti (više od 850 g/cm3);

Zakrivljenost bušotine (do 900).

Vrste vijčanih pumpi. Korišteni materijal

Prema broju vijaka, pumpe se dijele na:

Single crew;

Dvostruki vijak;

Tri vijka;

Multi-screw.

Najčešće korištene jednostruke i dvostruke vijčane pumpe.

U ovom kursu ćemo razmotriti 2 vrste pumpi:

Sa površinskim motorom;

Sa potopljenim motorom.

Tehnološki najjednostavniji je vijak s jednim startom s poprečnim presjekom u obliku pravilnog kruga.

1 - početna pozicija; 2 - položaj pri okretanju 900; 3 - pozicija pri okretanju 1800

Slika 2 – Položaj jednog zavrtnja u kavezu tokom rada 1/2 okreta

Ako uzmemo u obzir vijak s više pokretanja, tada je potrebno uzeti u obzir kinematički omjer rotora i statora.

Slika 3 - Zavisnost parametara rada n i MT vijčane pumpe od kinematičkog odnosa i

Grafikoni pokazuju da motori sa vijčanim mehanizmima sa niskim startom razvijaju velike brzine rotacije sa minimalnim obrtnim momentom. Kako se vod rotora povećava, uočava se povećanje obrtnog momenta i smanjenje brzine. To je zbog činjenice da vijčani mehanizam s rotorom s više navoja djeluje kao motor, a istovremeno i reduktor (multiplikator), čiji je omjer prijenosa proporcionalan startu rotora.

Za izradu vijka može se koristiti čelik legiran kromom ili legura titana, koji je oko 1,7 puta lakši od čelika i nije lošiji od njega u čvrstoći. Povećanje mase omogućava smanjenje opterećenja elastomera za isti iznos od centrifugalne sile tokom rotacije vijka. Vijak se obrađuje na strugu, obično sa vrtložnim uređajem za rezanje, što omogućava postizanje visoke preciznosti uz najveću produktivnost rada.

Površine vijaka moraju ispunjavati zahtjeve visoke tvrdoće i završne obrade. Ovi uslovi se ispunjavaju nanošenjem tvrdog sloja hroma na površinu i poliranjem u posebnom uređaju.

Pumpa sa vijkom je visokoefikasna jedinica, čija funkcionalnost ne zavisi ni od pozicioniranja kućišta ni od svojstava dizanog medija. Jednostavno rečeno: takva pumpa može pumpati čak i vrlo prljavu tekućinu u vertikalnom i horizontalnom položaju.

Stoga ćemo u ovom članku govoriti o takvim uređajima koji su traženi u različitim industrijama, kao iu javnim komunalnim djelatnostima ili domaćinstvima.

Uz pomoć takve pumpe moguće je organizirati "transport" bilo kojeg medija: od ispuštene pare do viskozne suspenzije. Štaviše, u oba slučaja, vijčana pumpa rešava sve zadatke koji su joj dodeljeni.

Međutim, zbog specifičnosti dizajna, vijčane pumpe se u većini slučajeva koriste na sljedeći način:

• Kao generator pritiska u autonomnom sistemu vodosnabdevanja. Uostalom, vijčana pumpa može raditi ne samo u relativno čistim bunarima, već iu vrlo "pješčanim" bunarima. I u ovoj ulozi najčešće se koriste vijčane pumpe potopljenog tipa, koje daju primjetan pritisak čak i kada se tekućina dovodi iz relativno duboke bušotine.
• Kao glavni generator u sistemima za prenos fluida. Štaviše, vijčane pumpe se mogu naći i na gradilištu, iu drenažnim (pumpnim) sistemima, i u glavnim cevovodima u proizvodnji. Ova širina primjene objašnjava se "svejednim" vijčanim pumpama - one mogu pumpati i paru, i rastresite medije, pa čak i tečni beton.
• Kao generator pritiska u strujama za dozirano snabdevanje bilo kog tečnog medija. Štaviše, u ovom slučaju, vijak djeluje i kao generator pritiska i kao dozator koji mjeri tačan dio tekućine ili suspenzije.

Jednom riječju, zbog svoje pouzdanosti i pouzdanosti, vijčane pumpe su popunile prilično značajnu nišu u segmentu opreme pod pritiskom.

Karakteristike rada vijčanih pumpi

Širina primene i pomalo neobičan način generisanja sile pritiska daju vijčane pumpe sledećim operativnim karakteristikama:

• Prvo, takve pumpe se lako održavaju i popravljaju. Na primjer, demontaža ležaja sa pogonskog vratila vrši se čak i na terenu, a moguće je približiti se brtvi na vratilu čak i bez demontaže same pumpe. Pa, zamjena uljnih zaptivki i krajnjih zaptivki može se izvesti bez pomoći posebne opreme. Možete se "približiti" zamijenjenom čvoru pomoću najjednostavnijih vodovodnih alata.
• Drugo, tijelo bilo koje vijčane pumpe je dizajnirano sa mogućnošću postavljanja usisne cijevi i duž središnje ose i pod uglom od 90 stepeni. Osim toga, vijčane pumpe za pumpanje tekućina opremljene su posebnom usisnom cijevi, čiji dizajn eliminira stvaranje naslaga mulja u okolišu koji ometaju proces transporta.
• Treće, glavni radni dio pumpe - vijčano vratilo - kreira se lijevanjem, nakon čega slijedi visokoprecizna obrada. Zbog toga vijčane pumpe ne vibriraju i ne stvaraju buku tokom rada. A odsustvo vibracija je ključ za dug radni period bilo koje opreme, uključujući i vijčanu pumpu.

Kao rezultat toga, možemo reći da kupovinom vijčane pumpe dobivate pouzdanu i vrlo produktivnu jedinicu koja će vam služiti dugi niz godina.

Pregled tipičnih modela pužnih (vijčanih) pumpi

Opšti princip rada ovakvih jedinica zasniva se na "Arhimedovom vijku" - osovini zavrtnja koja stvara vakuum na usisnom kraju potiskivanjem određene zapremine tečnosti u pravcu potisne cevi.

Međutim, od vremena Arhimeda, vijčane pumpe su pretrpjele vrlo značajne promjene, pretvarajući se u univerzalne jedinice pogodne za stvaranje tlaka u bilo kojem cjevovodu koji transportuje bilo koji medij.

I danas su sljedeće jedinice tipični predstavnici takvih uređaja:

Ovo je vrlo kompaktna (manje od 100 milimetara u promjeru) i vrlo produktivna (od 2000 litara na sat) jedinica koja se može koristiti u otvorenim vodama, u bunaru i u bunaru.

Štaviše, "Aquarians" nemaju veliku težinu (do 10 kilograma), tako da je ova pumpa jednostavno okačena na polimerni kabl, direktno u bunar ili okno bunara.

I može pumpati vodu iz prirodnog ili umjetnog rezervoara u horizontalnom i okomitom položaju.

A uz sve to, "Aquarius" je i vrlo jeftin (naročito u poređenju sa konkurentskim jedinicama).

U ovom segmentu možete pronaći jedinice različitih marki. Ali sve ih ujedinjuje zajednička svrha - takve se pumpe koriste za pumpanje tekućih i viskoznih medija iz velikih i malih spremnika (bačva).

Stoga su sve bačvaste pumpe obdarene sljedećim kvalitetama:

• Prvo, takve jedinice imaju relativno skromne dimenzije i ne baš visoke performanse. Na kraju krajeva, zapremina bureta je konačna.
• Drugo, sve komponente takvih pumpi izrađene su od materijala otpornog na koroziju koji može "izdržati" ne samo vodu, već i aktivnije medije (od lužina do kiselina). Uostalom, instalacija jedinice vrši se u fazi montaže spremnika.

Jednom riječju, radi se o prilično specifičnim uređajima usmjerenim na rješavanje prilično specifičnih zadataka.

Pumpa sa vijkom, ili kako je još nazivaju, vijčana pumpa, jedna je od varijanti rotacionih zupčastih pumpi. Pritisak dizane tekućine u njemu nastaje zbog njegovog pomicanja jednim ili više spiralnih metalnih rotora koji se okreću unutar statora.

Pumpa se lako može dobiti od zupčastih pumpi povećanjem ugla nagiba zubaca u njima i smanjenjem broja zubaca zupčanika.

Princip rada vijčane pumpe

Zbog kretanja tekućine između površine tijela i spiralnih žljebova duž ose vijka, ona se pumpa. Vijci svojim izbočinama ulaze u žljebove susjednog vijka i na taj način sprječavaju pomicanje tekućine natrag.

Opseg vijčane pumpe

Koristi se za pumpanje pare, gasa, njihovih mešavina i tečnosti različitog stepena viskoznosti.

Po prvi put su vijčane pumpe uvedene u proizvodnju 1936. godine. Njihov jednostavan dizajn omogućava rad, uključujući i prisustvo mehaničkih nečistoća sa viskoznim fluidima, pri pritiscima do 30 MPa. Takve karakteristike su važne u rješavanju različitih praktičnih problema.

Vijčane pumpne jedinice se koriste u velikim količinama u bušotinama metana sa ugljenom za ispumpavanje vode odatle. Također su pogodni za primjenu u bušotinama za vodu, naftu i druge plinove.

Konstrukcijske karakteristike vijčanih pumpi

Kako bi se poboljšao kvalitet brtvi i smanjio broj curenja u vijčanim pumpama koriste se konusna ili cilindrična elastična kućišta. Konusni vijak je čvrsto pritisnut oprugom i pritiskom pumpane tekućine, što značajno smanjuje curenje. Međutim, pumpe sa fleksibilnim kućištem mogu izdržati mnogo manji pritisak od svojih kolega s metalnim kućištem. Kruto kućište je takođe pogodno za pumpu sa konusnim vijkom.

Najčešći tip vijčanih pumpi su pumpe sa tri vijka.

U praksi su našli najširu primjenu.

Njihove karakteristične prednosti uključuju:

• ravnomjerna opskrba tekućinom (gasom, parom);
• sposobnost pumpanja tekućina s čvrstim tvarima bez njihovog oštećenja;
• sposobnost samoupijanja tečnosti;
• bez mnogo faza ubrizgavanja, moguće je postići visok izlazni pritisak;
• nizak nivo buke tokom rada;
• dobar balans mehanizma.

Nedostaci ove vrste su:

• visoka cijena i složenost proizvodnje pumpe;
• nemogućnost podešavanja radne zapremine;
• nedopustivost upotrebe u praznom hodu (bez pumpane tečnosti).

Princip rada koji imaju vijčane pumpe

Savremene vijčane pumpe, po principu rada, su rotacione hidraulične mašine sa pozitivnim pomakom. Radna tijela su vijčani par sa unutrašnjim zupčanicima. Pokretni element radnog para, vijak (rotor), vrši planetarno kretanje u držaču (statoru).

Obujmica ima unutrašnju spiralnu površinu sa dvostrukim korakom vijka. U stalnom kontaktu, držač i zavrtanj formiraju nekoliko zatvorenih šupljina po dužini držača zavrtnja. Kada se zavrtanj okreće, šupljina na usisnoj strani se povećava u volumenu i u njoj se stvara vakuum pod čijim djelovanjem se šupljina puni transportiranim medijem. Daljnja rotacija zavrtnja pomera granične zapremine transportovanog medija prema strani pražnjenja.

Pri podešenoj brzini puža, brzina transportiranog medija i produktivnost koju imaju vijčane pumpe tokom rada su konstantne, jer uvijek područje protoka vijka i kopče.

Vijčane (vijčane) pumpe su pumpe sa pozitivnim pomakom, čiji dizajn omogućava stvaranje stabilnog pritiska i omogućava vam da prilagodite performanse bez gubitka nominalnog pritiska. Pumpe imaju dug radni vek, visoku efikasnost, pouzdane su i svestrane u radu sa širokim spektrom zadataka.

Pumpa sa vijkom je uređaj u kojem se pritisak potisnog materijala stvara pomicanjem dizane tekućine pomoću jednog ili više spiralnih metalnih rotora koji se okreću unutar statora napravljenog od elastomera odgovarajućeg oblika.

Proizvodnja vijčanih (pužnih) pumpi zahtijeva preciznu izradu dijelova, kao što su radni par - rotor i stator, u čijoj se izradi i proizvodnji koristi posebna oprema visoke preciznosti. Kompjuterski proračun pomoću posebnih programa garancija je visokog kvaliteta, što produžava vijek trajanja opreme i smanjuje potrošnju energije tokom rada pumpe.

Pumpe se koriste za rad sa gustim, viskoznim i viskoznim masama, kao i za pumpanje proizvoda niske viskoznosti. Ovisno o dizajnu pumpe i njenom materijalnom dizajnu, moguće je pumpati smole, paste, ulja, namirnice, abrazivne ili čak agresivne tekućine tako da se čestice koje čine njihov sastav ne zgnječe ili unište miješajući s baznom tekućinom. .

Vijčane pumpe su predviđene za rad u proizvodnji hrane, rudarstvu ili hemijskoj industriji, prečišćavanju otpadnih voda u komunalnom i industrijskom sektoru, petrohemijskoj industriji, ispumpavanje muljnih naslaga, za rad u proizvodnji gasa i nafte, brodogradnji, gde god je potrebna pouzdana i jednostavna oprema za stalni rad, nepretenciozan u radu i podložan jednostavnom održavanju i popravci. Primjena za ovu vrstu pumpe je gotovo beskrajna zbog posebnog dizajna, upotrijebljenih materijala, tehničkih karakteristika i posebnih pogonskih mehanizama.

Prednosti vijčanih pumpi

• Najjednoliko opskrba tekućinom među svim pumpama s pozitivnim pomjerom. Nema pulsiranja;
• Pumpanje tekućina koje sadrže krute tvari, nečistoće i abraziva, višefazni mediji s visokim sadržajem plina;
• Pumpanje proizvoda niskog i visokog viskoziteta (1 mPa*s do 5 miliona mPa*s);
• Pumpanje agresivnih (pH od 1 do 14) i toksičnih medija;
• Pumpe su samousisne;
• Pritisak ne zavisi od brzine pumpe (kontrola kapaciteta);
• Tihi rad;
• Jednostavnost održavanja.

Pumpe se naširoko koriste u području opskrbe privatnim kućama i vikendicama čistom vodom iz bunara ili bunara.

Svaki vlasnik svoje kuće zna da nakon kupovine nekretnine vrijedi razmisliti o tome da kuću obezbijedimo vodom. Uostalom, nedostatak vodovoda može uvelike pokvariti utisak o kupovini.

Pravi izbor potapajuće pumpe, au našem slučaju vijčane pumpe, garancija je nesmetanog vodosnabdijevanja na duže vrijeme.

Vijčana pumpa za bunar zasluženo je popularna među ljubiteljima seoske rekreacije na svom mjestu, kao i među vlasnicima vikendica i kuća zbog jednostavnosti rada i jednostavnosti ugradnje. Osim toga, za razliku od površinske pumpe, vijčana pumpa se razlikuje po svojoj svestranosti u opskrbi vodom iz velikih dubina.

Princip rada vijčane pumpe.

Rad pužnih pumpi zasniva se na konceptu Arhimedovog vijka.

Video vijčane pumpe

Pumpe su dobre za stvaranje dovoljno visokih pritisaka sa malim dovodom tečnosti. Vijčane pumpe postale su široko rasprostranjene u posljednje vrijeme, jer su pronašle najveću popularnost u opskrbi vodom iz bunara u privatne kuće i vikendice.

Pumpe se najčešće koriste u hemijskoj industriji za pumpanje agresivnih hemijskih medija.