輸送高粘度介質(zhì)的容積式泵

    
        輸送高粘度介質(zhì)的柱塞式、凸輪式、螺桿式以及齒輪式等幾種類型的容積式泵其各自的技術(shù)特點，應(yīng)用狀況及發(fā)展趨勢分析如下：

        在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，輸送各種粘稠物料的場合越來越多。如合成纖維工業(yè)中的維綸(聚乙烯醇)、腈綸(聚丙烯腈)、滌綸(聚酯)、粘膠纖維等；石油煉化工業(yè)中的原油、渣油、瀝青、潤滑油脂等；合成樹脂工業(yè)中的環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、有機(jī)硅樹脂、ABS樹脂等；合成橡膠工業(yè)中的丁苯橡膠(SBR)；丁腈橡膠(NBR)、硅橡膠、氟橡膠等；醫(yī)藥工業(yè)中的甘油、淀粉、葡萄糖；在化工業(yè)中的牙膏、洗發(fā)香波；食品工業(yè)中的奶油、巧克力，以及油漆、油墨、涂料等。

        所有這些物料，其壓力、溫度以及腐蝕性、潤滑性等物理化學(xué)性質(zhì)千差萬別，有的吸入口還是高真空狀態(tài)，但它們有一個共同的特點，即均為流動性很差的高粘度介質(zhì)。如果以清水的粘度為單位(1cP)，這種物料的粘度高達(dá)數(shù)千乃至數(shù)百萬厘泊(cP)。在這種情況下，借助葉輪產(chǎn)生離心力而將液體向外拋出的離心泵(包括軸流泵和混流泵)顯然已完全不能適用。如何泵送這些特殊“液體”成為一個十分棘手的問題。所以，專門輸送粘稠物料的高粘度泵成為泵世界一個獨特而十分重要的領(lǐng)域，探討其研發(fā)、制造以及使用的歷程及其發(fā)展趨勢具有重大的現(xiàn)實意義。

(1)柱塞泵

        在蒸汽機(jī)時代，往復(fù)式泵可以稱得上高粘度泵的鼻祖，在國外公司中以美國沃辛頓(Worthington)公司為代表。但隨著內(nèi)燃機(jī)、電動機(jī)的普及、往復(fù)式泵的局限性變得十分突出，其作為高粘度泵的使用幾乎停止，轉(zhuǎn)而以其高效率和精確計量等優(yōu)點而演變?yōu)榫傻母邏阂簤罕没蛴嬃勘玫刃问健?br />
所以，容積式泵的另一大類—轉(zhuǎn)子泵，現(xiàn)在已成為高粘度泵的主力軍團(tuán)。通過優(yōu)勝劣汰，在最近幾十年中，基本上有四類轉(zhuǎn)子泵仍應(yīng)用于各種高粘度場合，但其使用范圍和發(fā)展前景也不盡相同，

(2)凸輪泵

        也稱旋轉(zhuǎn)活塞泵、羅茨泵。依其凸輪形狀，又可分為單葉、雙葉、三葉等形式。該泵的特點在于凸輪作為工作轉(zhuǎn)子，在一對同步齒輪的驅(qū)動下相互嚙合，轉(zhuǎn)子之間始終保持恒定的微小間隙，通過周期性的容積變化將物料從吸入腔帶至壓出腔并擠出。其優(yōu)點在于轉(zhuǎn)子之間不直接接觸，磨損較?。惠S承外置、潤滑方便且不污染物料。但相對來說，其轉(zhuǎn)子型線及中心距控制等加工、裝配和調(diào)整精度要求較高，泄漏點多(2～4個)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修及運行成本高，且出口壓力波動較大?，F(xiàn)在該型泵主要用在衛(wèi)生潔凈程度要求較高的醫(yī)藥，食品等場合。

        又稱蛇泵、摩伊諾(Moyno)泵。該泵是早前應(yīng)用極為廣泛的一種高粘度泵。其轉(zhuǎn)子為一根金屬材質(zhì)的單頭陽螺桿(在垂直于軸線的斷面上為圓形)，定子多為橡膠材質(zhì)的特殊雙陰螺旋(在垂直于軸線的斷面上孔的形狀為跑道形)轉(zhuǎn)子在定子中滾動時所形成的密封線逐漸向出口端移動，從而使液體沿軸線從進(jìn)料口移至出料口。該泵的優(yōu)點在于輸送平穩(wěn)，脈動小且對物料無攪拌作用，對固體顆粒也不敏感。但是由于摩擦阻力大，其能耗明顯高于其他形式的轉(zhuǎn)子泵。如和齒輪泵相比，在同等流量、壓力等指標(biāo)下，功率配置基本上為3：1。加之其定子材質(zhì)等因素，定子磨損很快，需經(jīng)常更換，而且完全不能應(yīng)用于高溫場合。

(4)雙螺桿泵

         又稱魁姆俾泵(Quimby)。該泵的工作轉(zhuǎn)子為兩根同樣大小的螺桿軸，一根軸上的左旋螺紋與另一根軸上的右旋螺紋相嚙合，由于同步齒輪的作用，兩軸相互不接觸，但保持0．05～-0．15ram左右的間隙，從而形成一個個獨立的密封腔。隨著螺桿的轉(zhuǎn)動，密封腔內(nèi)的液體即從進(jìn)料口被帶至出料口。雙螺桿泵兼具單螺桿泵和凸輪泵的一些優(yōu)點，而且近年來，雙螺桿泵已經(jīng)有了較大幅度的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，如在同一螺桿軸上同時加工左右旋螺紋以抵消軸向力，并將外置滾動軸承改為直接支承螺桿外圓的內(nèi)置滑動軸承(銅套)，同步齒輪也改在螺桿中部，因而結(jié)構(gòu)大為簡化，且泄漏點減少至一個。盡管如此，由于同步齒輪浸泡在出Vl部的高壓介質(zhì)中，對于高溫或強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)等情況顯然不太適合。由于螺桿加工、裝配及運行精度較高，對雜質(zhì)較為敏感，特別是當(dāng)物料有反應(yīng)不完全的團(tuán)塊時，較容易發(fā)生泵卡死。此外，其能耗基本上是齒輪泵的兩倍。

(5)齒輪泵

        該泵的吸排液原理類似于凸輪泵。即由工作齒輪在吸人口脫開嚙合形成真空從而吸人物料，隨著齒輪轉(zhuǎn)動，齒槽中的液體被帶至排出口，在齒輪進(jìn)人嚙合時產(chǎn)生的高壓作用下而排出。老式的高粘度齒輪泵在結(jié)構(gòu)上也很接近于凸輪泵，也是由同步齒輪驅(qū)動一對工作齒輪，工作齒輪之間不直接接觸，軸承外置且有4個泄漏點。故而這種結(jié)構(gòu)無優(yōu)勢可言。

       綜上所述，各種類型的高粘度泵各有其特點和缺憾，但相對來說，隨著凸輪轉(zhuǎn)子泵的不斷發(fā)展和持續(xù)改進(jìn)，以其簡單、可靠、高效、低耗、適用面廣等眾多優(yōu)點而在高粘度領(lǐng)域獨占鰲頭的趨勢已經(jīng)越來越明顯。

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