双螺杆泵的吸入性能浅谈

摘要：本文从泵的本体及泵的入口管线两个方面介绍了影响双螺杆泵吸入性能的因素，在输送高粘性流体时，入口管线的配置需要注意的问题。

关键词：双螺杆泵　吸入性能 入口管线

由于双螺杆泵输送液体作轴向平移的运行特点，广泛应用在高粘度的液体输送中。而统计的情况是，双螺杆泵使用故障最高的，是泵的汽蚀问题，也就是使用中超出了双螺杆泵的吸入能力导致的问题。因此分析双螺杆泵的吸入能力，选择合适的双螺杆泵是高粘度物料输送中很有实际意义的。

那么，影响双螺杆泵的吸入能力的因素有：泵的进口位置与抽吸介质容器中的介质表面之间的几何高度差，抽吸介质容器中介质表面的压力，进口管路的介质流速和摩擦阻力损力，进口管路漏气情况，介质的汽化压力和粘度，泵吸入腔部分的结构和通流面积，螺杆工作长度内各种间隙的大小，轴向流速及螺旋面形式等。

1双螺杆泵的本体对吸入性能的影响

就双螺杆泵本身来说，泵的吸入性能主要取决于轴向流速、螺杆工作长度内各种间隙的大小影响、螺旋面的形式及泵吸入腔部分的结构和通流面积。

1.1.轴向流速

双螺杆泵的轴向流速由两个重要因素决定：转速和导程。其关系式：

v=（n×t）/60

式中：v-轴向流速（m/s ）； n-转速（r/min）； t-导程（m）

轴向流速越低，泵的吸入性能就越好。轴向流速越高，其流量也越大，轴向流速不仅影响到泵吸入腔中损失，而且当轴向流速提高到一定程度，就会发生在吸入压力作用下的介质来不及进入或来不及充满打开的密封腔，使之出现某种程度的真空状态，输送介质就会大量析出所溶解的气体，以气泡形式分布在介质中，成为乳浊液，导致流量减少，甚至使泵不能正常工作。如果压力降到一定温度下被输送介质的饱和蒸汽压力时泵内就出现汽蚀现象，输送介质的连续性就受到破坏，流量就会急剧下降。当汽蚀产生的气泡被传送到高压区时，气泡以很大的速度碰撞、破裂，引起水力冲击，产生很大的振动和噪声，造成材料局部破坏，甚至使泵遭到破坏，不能正常运行。

1.2螺旋面的形式

双螺杆泵的螺旋面分为密封型及非密封型，根据螺旋面的形状不同双分化出不同的形式以满足不同使用工况的需要。每种形式生成的双螺杆泵，其吸入能力各有差别。泵的汽蚀实验表明，非对称密封型螺旋面在相同情况下的吸入能力较好。

1.3各种间隙

螺杆工作长度内各种间隙的大小对泵的吸入性能产生一定影响。相同螺旋面的双螺杆泵，其中影响最大的是螺旋面的侧隙，其次是螺杆与泵体内壁的配合间隙。在相同条件下，间隙越大，泵的吸入能力越差。

1.4泵吸入腔部分的结构和通流面积

这是泵体设计需要注意的问题，泵的吸入腔应大于双螺杆的入口截面，并尽量做到光滑过度不留死角。

2、泵入口管线的配置对泵吸入性能的影响

泵的入口管线的配置应该合理，尤其在输送高粘度物料时。因为高粘度物料产生很大的管道阻力，管线配置不合理，将导致泵的汽蚀甚至无法正常运转。

泵入口管线的配置影响双螺杆泵的吸入性能的因素有：进口管路的摩擦阻力，泵的进口位置与抽吸介质容器中的介质表面之间的几何高度差，抽吸介质容器中介质表面的压力，进口管路漏气情况，介质的汽化压力和粘度等。

2.1进口管路的摩擦阻力

进口管路的摩擦阻力对泵的吸入能力有影响，尤其是高粘流体的输送过程中，对泵的吸入影响很大。泵入口管线越长，附件越多，阻力越大。

2.2抽吸介质容器中介质表面的压力

抽吸介质容器中介质表面的压力越大，对泵的吸入越有利。

2.3泵的进口位置与抽吸介质容器中的介质表面之间的几何高度差

泵的进口位置与抽吸介质容器中的介质表面之间的几何高度差越大，泵的进口位置产生的正压也大，泵的吸入能力提高。

2.4进口管路漏气情况

进口管路漏气对泵的吸入能力有影响。漏气使得双螺杆泵的螺纹工作时不能充满介质，即使细微的漏气也会对泵的吸入产生影响，而泵的入口管路漏气又是最容易忽视的地方。

2.5介质的汽化压力

输送不同的介质，有着不同的汽化压力。泵的入口压力小于汽化压力，将导致泵的汽蚀。因此在泵的入口管线设计时，应该仔细计算NPSHa值，考虑介质的汽化压力的影响。

3、如何提高双螺杆泵的吸入能力，防止发生汽蚀

3.1 就泵本体来说，提高双螺杆泵的吸入能力，应从以下方面着手：

3.1.1 在同样转速和流量下，采用小导程的泵，减小进口流速；

3.1.2 在导程确定后，降低泵的运行转速，可有效降低轴向流速从而提高泵的吸入能力；

3.1.3 根据工况选择螺旋面的形式，在工艺条件允许时，尽量采用吸入能力较好，容积效率高的非对称螺旋曲面；

3.1.4 机组工作中，泵一旦发生汽蚀时，就泵而言，通过把泵的流量调小或降速运行是比较简单的方法。

3.2从泵的入口管线的配置来看，提高泵的吸入能力，防止发生汽蚀则应注意以下方面：

3.2.1减小几何吸上高度（或增加几何倒灌高度），这一点在泵入口管线的设计时需要注意，尤其在输送高粘度物料时，由于管线的摩擦阻力很大，通过增加几何倒灌高度可以有效提高泵的吸入能力；

3.1.2 减小吸入损失，为此可以设法增加管径，尽量减小管路长度，弯头和附件等。而其中，增大管径效果最明显；

3.1.3 对于在苛刻条件下运行的泵，为避免汽蚀破坏，可使用耐汽蚀材料。

作者简介：袁道幸，男， 1964年8月生，江西大余人，高级工程师，从事机械设计工作。