Типы и области применения винтовых насосов

Винтовые насосы представляют собой семейство роторных насосов объемного действия, в которых для перемещения жидкостей используется один или несколько резьбовых роторов (винтов), вращающихся внутри неподвижного корпуса. Вместо того чтобы полагаться на высокоскоростные рабочие колеса или шестерни, они задерживают жидкость в полостях между резьбой винта и корпусом, а затем плавно выталкивают ее вперед по мере вращения винтов. Это обеспечивает им превосходную способность к самовсасыванию, низкую пульсацию и способность выдерживать широкий диапазон вязкости. В зависимости от количества винтов их обычно делят на одновинтовые, двухвинтовые и трехвинтовые насосы, каждый из которых имеет свои особенности, соответствующие различным промышленным потребностям.

Одновинтовой насос, также известный как насос с прогрессивной полостью, состоит из металлического ротора, вращающегося внутри эластомерного статора. Ротор и статор образуют ряд герметичных полостей, которые перемещают жидкость в осевом направлении с плавным, почти безпульсационным действием. Он работает на низких и средних скоростях и обеспечивает умеренные скорости потока, обычно выдерживая давление до 20–30 бар (специальные конструкции рассчитаны на более высокое давление). Его основные преимущества заключаются в работе со сложными жидкостями: высоковязкими материалами, такими как шлам и тесто, абразивными суспензиями или чувствительными к сдвигу продуктами, такими как пищевые пасты и краски. Поскольку полости могут пропускать мелкие твердые частицы и волокна без засорения, они являются хорошим выбором для очистных сооружений сточных вод, систем дозирования химикатов, пищевой промышленности (фруктовое пюре, шоколад, мясной фарш), хвостов горнодобывающей промышленности и транспортировки бурового раствора с нефтяных месторождений. Простота насоса также облегчает его обслуживание даже в грязных условиях.

Двухвинтовой насос оснащен двумя взаимозацепляющимися винтами, которые вращаются в противоположных направлениях (или в одном направлении в некоторых конструкциях) внутри корпуса с узким зазором. Винты толкают жидкость вдоль оси, обеспечивая среднюю и высокую скорость потока и давление до 50–80 бар в широком диапазоне скоростей. Его отличает универсальность: он может перекачивать жидкие, несмазывающие жидкости, такие как вода или растворители, а также тяжелую сырую нефть или патоку, поскольку подшипники можно смазывать отдельно. Он также обрабатывает газожидкостные смеси с меньшей пульсацией, чем шестеренчатые насосы. Это делает его чрезвычайно популярным при наддуве нефте- и газопроводов, транспортировке сырья для нефтеперерабатывающих заводов, перекачке судовых грузов и транспортировке промышленных смазочных материалов или пищевых масел. Прочная конструкция и способность работать всухую в течение коротких периодов времени (при правильном проектировании) повышают надежность устройства при выполнении сложных непрерывных работ.

В трехвинтовом насосе используются три винта - один главный винт с приводом и два натяжных винта - которые сцепляются друг с другом, образуя непрерывную уплотнительную линию. Такая конструкция обеспечивает исключительно устойчивый, малошумный и невибрирующий поток даже при высоких скоростях вращения. Он обеспечивает высокую объемную эффективность и может создавать очень высокое давление, часто от 100 бар до 200 бар и более. Однако лучше всего он работает с чистыми смазочными жидкостями, поскольку винты используют саму жидкость для внутренней смазки и охлаждения. Его выдающиеся характеристики с точки зрения стабильности давления и бесшумной работы делают его предпочтительным выбором для гидравлических силовых установок, систем впрыска топлива, контуров смазки турбин, подачи топлива в судовые двигатели и перекачки промышленного масла высокого‑давления. Благодаря минимальному количеству движущихся частей и превосходной износостойкости эти насосы обеспечивают длительный срок службы и низкие эксплуатационные расходы при использовании в предполагаемых условиях использования в качестве чистой жидкости.

Три перечисленных выше типа являются наиболее распространенными. Кроме того, существуют также многовинтовые насосы (например, четырехвинтовые и пятивинтовые конструкции), используемые для специальных применений высокого давления и высокой производительности. Короче говоря, выбор правильного винтового насоса зависит от вязкости, производительности, содержания твердых веществ и требуемого давления жидкости. Одновинтовые насосы отлично подходят для работы с толстыми и грязными средами, двухвинтовые насосы охватывают самый широкий диапазон вязкости, включая несмазочные материалы, а трехвинтовые насосы не имеют себе равных для чистой смазки под высоким давлением. Все три конструкции обладают основными преимуществами: плавным потоком, хорошей самовсасывающей способностью и надежной работой, что делает винтовые насосы надежным решением для множества отраслей промышленности.