CN110230592A - 一种金属螺杆与衬胶螺杆配对使用的双螺杆泵 - Google Patents
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Abstract
一种金属螺杆与衬胶螺杆配对使用的双螺杆泵，属于双螺杆泵技术领域；主动螺杆采用金属螺杆增加了主动螺杆密封面的抗挤压能力，螺杆磨损减少，不易变形；从动螺杆采用衬胶螺杆，很好地保留了原衬胶双螺杆泵的优异性能；金属螺杆与衬胶螺杆配对使用使螺杆导电性能增强，在工作过程中可以很好地消除静电，这在介质为油气时尤为重要；主动螺杆顶部起始段型线为阿基米德螺线，从动螺杆底部末尾段型线为阿基米德螺线，实现螺杆在啮合过程中能连续工作，减少主动螺杆啮入时从动螺杆的磨擦；由于是阿基米德螺线(非纯圆弧)主动螺杆在工作过程会有介质挤入，从而产生向内的背压，一定程度上抵销了螺杆工作面的压力，使螺杆变形减弱。
Description
技术领域
本发明属于双螺杆泵技术领域，具体是涉及一种金属螺杆与衬胶螺杆配对使用的双螺杆泵。
背景技术
双螺杆泵是一种容积泵，是由一对旋向不同的左右旋螺杆与密封衬套内壁配合，在螺杆旋转过程中逐渐建立密封腔，并随着螺杆运转密封腔连续从泵的吸入端沿轴向推移至排出端，将密封在密封腔中的介质不断排出。螺杆泵具有输送介质平稳、推出介质低紊流性、压力脉动微弱、机械振动小、噪音低等诸多优点。衬胶螺杆的制造是将金属骨架放入衬胶成型模具内，再将硫化后的橡胶注入衬胶成型模具内，定型后形成衬胶螺杆。
衬胶双螺杆泵除了具有普通金属双螺杆泵优点外，更具有以下特点：(常温下清水试验)自吸能力强，自吸高度可达9米；固体颗粒通过能力强，螺杆裹橡胶，由于橡胶的柔性，螺杆在工作过程中对固体颗粒的通过能力明显强于金属螺杆；容积效率高，在转速为410转/分，扬程200米时容积效率为92％，扬程500米时容积效率为75％；泵的总体效率高，在转速为410转/分，扬程为200米时泵总效率可达65％；适应性强，可以根据不同介质需要，配制与之相适应的橡胶包裹材质；耐磨，由于螺杆工作表面衬橡胶泵运行过程中比金属螺杆更耐磨；衬胶双螺杆泵的应用范围有石油产品：原油、重油、燃料油、沥青、丁二烯等；有化工产品：酸、碱、盐类、化学品溶液、乳胶液、树胶等；可以完成输送未经处理的含气、含水原油和各种气液混输以及含微小固体颗粒的传统螺杆泵不能输送的介质，特别适合与板框压滤机配套使用，并应用于流量大，高扬程，耐磨损要求高的工况。
但是双衬胶螺杆的主动螺杆密封面由于橡胶抗挤压能力差，泵在高扬程运行时会产生橡胶变形，如图11-图12所示，随之磨损加快，导致泵的寿命降低。
发明内容
本发明主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种金属螺杆与衬胶螺杆配对使用的双螺杆泵。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种金属螺杆与衬胶螺杆配对使用的双螺杆泵，包括泵体、主动螺杆、从动螺杆、齿轮箱和减速箱，所述泵体的内部设有衬套，所述衬套包括左半圆内腔和右半圆内腔，所述齿轮箱设于泵体的右端，所述减速箱设于齿轮箱的右端，所述主动螺杆的轴向中心设有主动轴，所述从动螺杆的轴向中心设有从动轴，所述主动螺杆设于右半圆内腔内，所述从动螺杆设于左半圆内腔内，所述主动螺杆与从动螺杆之间相互啮合，所述主动螺杆采用金属螺杆，所述从动螺杆采用衬胶螺杆，所述左半圆内腔的腔形与从动螺杆的外形相匹配，所述右半圆内腔的腔形与主动螺杆的外形相匹配，所述左半圆内腔的腔壁上设有金属层，所述右半圆内腔的腔壁上设有衬胶层，所述泵体的左端设有泵盖，所述主动轴的前端部和从动轴的前端部均设于泵盖内，所述泵盖内设有两个前机械密封组件，所述两个前机械密封组件分别设于主动轴和从动轴上，所述主动轴和从动轴的前端部均设有前轴承，所述主动轴的尾端部延伸至减速箱内，所述从动轴的尾端部延伸至齿轮箱内，所述齿轮箱内设有同步齿轮组，所述同步齿轮组将主动轴与从动轴连接，所述减速箱内设有减速齿轮组，所述减速齿轮组与主动轴的尾端连接，所述减速箱的上侧设有输入轴，所述输入轴与减速齿轮组通过齿轮啮合连接，所述主动轴和从动轴与泵体尾侧的连接处均设有尾机械密封组件，位于齿轮箱的前侧处在所述主动轴的轴杆上和从动轴的轴杆上均设有第一轴承，所述第一轴承的外圈固定于齿轮箱内，所述主动轴与减速箱的连接处设有轴承组，所述泵体的上侧设有吸入口和排出口。
作为优选，所述主动螺杆和从动螺杆的外径尺寸相同，所述主动螺杆的下螺旋曲面与从动螺杆的上螺旋曲面之间相匹配，所述主动螺杆的下螺旋曲面与从动螺杆的上螺旋曲面之间相匹配。
作为优选，所述主动螺杆顶部起始段型线为阿基米德螺线，所述从动螺杆底部末尾段型线为阿基米德螺线。
本发明具有的有益效果：
1、主动螺杆采用金属螺杆增加了主动螺杆密封面的抗挤压能力，螺杆磨损减少，不易变形；
2、从动螺杆采用衬胶螺杆，很好地保留了原衬胶双螺杆泵的优异性能；
3、金属螺杆与衬胶螺杆配对使用使螺杆导电性能增强，在工作过程中可以很好地消除静电，这在介质为油气时尤为重要。
4、主动螺杆顶部起始段型线为阿基米德螺线，从动螺杆底部末尾段型线为阿基米德螺线，实现螺杆在啮合过程中能连续工作，减少主动螺杆啮入时从动螺杆的磨擦；由于是阿基米德螺线(非纯圆弧)主动螺杆在工作过程会有介质挤入，从而产生向内的背压，一定程度上抵销了螺杆工作面的压力，使螺杆变形减弱。
附图说明
图1是本发明局部剖视的一种俯视结构示意图；
图2是本发明局部剖视的一种侧视结构示意图；
图3是本发明局部剖视的一种前视结构示意图；
图4为本发明泵盖内部的一种结构示意图；
图5是本发明主动螺杆的一种结构示意图；
图6是本发明从动螺杆的一种结构示意图；
图7是本发明主动螺杆与从动螺杆啮合状态的一种结构示意图；
图8是本发明的一种外部结构示意图；
图9是本发明主动螺杆与从动螺杆啮合时的一种状态示意图；
图10是图9中A部的一种放大结构示意图；
图11是现有衬胶主动螺杆与衬胶从动螺杆啮合时的一种状态示意图；
图12是图11中B部的一种放大结构示意图。
图中：1、泵体；2、主动螺杆；3、从动螺杆；4、齿轮箱；5、减速箱；6、衬套；7、左半圆内腔；8、右半圆内腔；9、主动轴；10、从动轴；11、金属层；12、衬胶层；13、泵盖；14、前机械密封组件；15、前轴承；16、同步齿轮组；17、减速齿轮组；18、输入轴；19、尾机械密封组件；20、第一轴承；21、轴承组；22、吸入口；23、排出口；24、旋转方向；25、阿基米德螺线；26、受压点；27、变形点；28、现有衬胶螺杆；29、上螺旋曲面；30、下螺旋曲面。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：一种金属螺杆与衬胶螺杆配对使用的双螺杆泵，如图1-图10所示，包括泵体、主动螺杆、从动螺杆、齿轮箱和减速箱，所述泵体的内部设有衬套，所述衬套包括左半圆内腔和右半圆内腔，所述齿轮箱设于泵体的右端，所述减速箱设于齿轮箱的右端，所述主动螺杆的轴向中心设有主动轴，所述从动螺杆的轴向中心设有从动轴，所述主动螺杆设于右半圆内腔内，所述从动螺杆设于左半圆内腔内，所述主动螺杆与从动螺杆之间相互啮合，所述主动螺杆采用金属螺杆，所述从动螺杆采用衬胶螺杆，所述左半圆内腔的腔形与从动螺杆的外形相匹配，所述右半圆内腔的腔形与主动螺杆的外形相匹配，所述左半圆内腔的腔壁上设有金属层，所述右半圆内腔的腔壁上设有衬胶层，所述泵体的左端设有泵盖，所述主动轴的前端部和从动轴的前端部均设于泵盖内，所述泵盖内设有两个前机械密封组件，所述两个前机械密封组件分别设于主动轴和从动轴上，所述主动轴和从动轴的前端部均设有前轴承，所述主动轴的尾端部延伸至减速箱内，所述从动轴的尾端部延伸至齿轮箱内，所述齿轮箱内设有同步齿轮组，所述同步齿轮组将主动轴与从动轴连接，所述减速箱内设有减速齿轮组，所述减速齿轮组与主动轴的尾端连接，所述减速箱的上侧设有输入轴，所述输入轴与减速齿轮组通过齿轮啮合连接，所述主动轴和从动轴与泵体尾侧的连接处均设有尾机械密封组件，位于齿轮箱的前侧处在所述主动轴的轴杆上和从动轴的轴杆上均设有第一轴承，所述第一轴承的外圈固定于齿轮箱内，所述主动轴与减速箱的连接处设有轴承组，所述泵体的上侧设有吸入口和排出口。
所述主动螺杆和从动螺杆的外径尺寸相同，所述主动螺杆的下螺旋曲面与从动螺杆的上螺旋曲面之间相匹配，所述主动螺杆的下螺旋曲面与从动螺杆的上螺旋曲面之间相匹配；使主动螺杆与从动螺杆之间的啮合达到密封的效果。
所述主动螺杆顶部起始段型线为阿基米德螺线，所述从动螺杆底部末尾段型线为阿基米德螺线；实现螺杆在啮合过程中能连续工作，减少主动螺杆啮入时从动螺杆的磨擦。
本发明的运行原理：通过将输入轴连接外部动力源，使输入轴转动，输入轴带动减速齿轮组，减速齿轮组将转速降低，减速齿轮组输出的动力通过主动轴带动同步齿轮组，同步齿轮组将动力同步传输至从动轴，从而使主动轴与从动轴实现同步转动，通过同步齿轮组的带动使主动轴与从动轴的转动方向成相反，主动轴带动主动螺杆，从动轴带动从动螺杆，使在螺杆旋转过程中逐渐建立密封腔，并随着螺杆运转密封腔连续从泵的吸入口沿轴向推移至排出口，将密封在密封腔中的介质不断排出。
主动螺杆顶部起始段型线为阿基米德螺线，从动螺杆底部末尾段型线为阿基米德螺线，实现螺杆在啮合过程中能连续工作，减少主动螺杆啮入时从动螺杆的磨擦；由于是阿基米德螺线(非纯圆弧)主动螺杆在工作过程会有介质挤入，从而产生向内的背压，一定程度上抵销了螺杆工作面的压力，使螺杆变形减弱。
主动螺杆顶部起始段型线采用了阿基米德螺线，会使螺杆与衬套产生间隙，从而导之“三角形泄漏”增大、降低了泵的容积效率，在实际运行检验中，以泵在2Mpa(200米)工作状态为例，泵的容积效率从原94.5％变为93％，泵的总效率从原45％增加为64％，螺杆的使用寿命从原2个月增为1年。
最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种金属螺杆与衬胶螺杆配对使用的双螺杆泵，包括泵体、主动螺杆、从动螺杆、齿轮箱和减速箱，其特征在于所述泵体的内部设有衬套，所述衬套包括左半圆内腔和右半圆内腔，所述齿轮箱设于泵体的右端，所述减速箱设于齿轮箱的右端，所述主动螺杆的轴向中心设有主动轴，所述从动螺杆的轴向中心设有从动轴，所述主动螺杆设于右半圆内腔内，所述从动螺杆设于左半圆内腔内，所述主动螺杆与从动螺杆之间相互啮合，所述主动螺杆采用金属螺杆，所述从动螺杆采用衬胶螺杆，所述左半圆内腔的腔形与从动螺杆的外形相匹配，所述右半圆内腔的腔形与主动螺杆的外形相匹配，所述左半圆内腔的腔壁上设有金属层，所述右半圆内腔的腔壁上设有衬胶层，所述泵体的左端设有泵盖，所述主动轴的前端部和从动轴的前端部均设于泵盖内，所述泵盖内设有两个前机械密封组件，所述两个前机械密封组件分别设于主动轴和从动轴上，所述主动轴和从动轴的前端部均设有前轴承，所述主动轴的尾端部延伸至减速箱内，所述从动轴的尾端部延伸至齿轮箱内，所述齿轮箱内设有同步齿轮组，所述同步齿轮组将主动轴与从动轴连接，所述减速箱内设有减速齿轮组，所述减速齿轮组与主动轴的尾端连接，所述减速箱的上侧设有输入轴，所述输入轴与减速齿轮组通过齿轮啮合连接，所述主动轴和从动轴与泵体尾侧的连接处均设有尾机械密封组件，位于齿轮箱的前侧处在所述主动轴的轴杆上和从动轴的轴杆上均设有第一轴承，所述第一轴承的外圈固定于齿轮箱内，所述主动轴与减速箱的连接处设有轴承组，所述泵体的上侧设有吸入口和排出口。
2.根据权利要求1所述一种金属螺杆与衬胶螺杆配对使用的双螺杆泵，其特征在于所述主动螺杆和从动螺杆的外径尺寸相同，所述主动螺杆的下螺旋曲面与从动螺杆的上螺旋曲面之间相匹配，所述主动螺杆的下螺旋曲面与从动螺杆的上螺旋曲面之间相匹配。
3.根据权利要求1或2所述一种金属螺杆与衬胶螺杆配对使用的双螺杆泵，其特征在于所述主动螺杆顶部起始段型线为阿基米德螺线，所述从动螺杆底部末尾段型线为阿基米德螺线。
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