20 июня 2024

Шнековые насосы – разновидность винтовых насосов, рабочими органами данного оборудования являются статор из эластичного материала и ротор из металла. Винтовые шнековые насосы чаще всего используют для перекачивания рабочей среды с абразивными включениями в большом количестве, перекачки вязких и деликатных сред. Этот тип насосного оборудования обеспечивает равномерный поток без пульсаций и вибраций в трубопроводе, а также высокое давление, не меняя структуру перекачиваемой жидкости. Особенности конструкции и принцип действия винтовых отличаются от стандартных центробежных насосов, но при этом позволяют работать в более сложных условиях.

 

Конструкция

Шнековый насос относится к гидравлическим машинам объемного роторного-вращательного типа, рабочий орган которого – винтовая пара (шнековая). Устройство винтового насоса дает возможность перекачивать практически любые жидкие среды высокой вязкости, с абразивными включениями и мультифазные, содержащие одновременно жидкую, твердую и газообразную среду.

Состоят из рамы, нагнетательного и всасывающего фланцев, соединительного вала с шарами, а также из следующих элементов:

  • Адаптера крепления привода и привода, заставляющего вращаться шнековую пару.
  • Шнека – цилиндрического стержня с прикрепленными лопастями, образующими винтовую или геликоидную поверхность.
  • Статора из абразивостойкого эластомера NBR, EPDM, FPM, HNBR и других, устойчивых к износу, коррозии, высокотемпературным воздействиям.
  • Ротора, который изготовлен из коррозионностойкого металла и предназначен для перемешивания и перекачивания растворной массы. Поверхность ротора может быть закалена с использованием твердого хромового покрытия и карбида вольфрамового карбида.
  • Защитного кожуха для герметизации конструкции и защиты узлов от износа с высокими герметичными свойствами, выполненного из резины, фторкаучука NBR FPM или других материалов в зависимости от условий эксплуатации.
  • Реле защиты от сухого хода, датчик температуры установлен на поверхности статора, постоянно контролирует его температуру. Если она превышает допустимое значение, датчик отправляет сигнал системе управления, которая отключает насос.

  • Уплотнения вала, изготовленного из материалов, которые подходят для разных условий эксплуатации. Статическое уплотнительное кольцо выполнено из карбида кремния, углеродного графита и других материалов, динамическое кольцо изготовлено из графита, кремниевого карбида и других материалов, с FPM NBR EPDM и других вспомогательных материалов.

  • Обратного клапана. Выходной конец насоса представляет собой конец высокого давления. Когда насос выключен, на насосе возникает обратное давление, которое заставляет ротор и приводной двигатель вращаться назад, создавая потенциальную угрозу безопасности. Односторонний обратный клапан может изолировать среду высокого давления от выпускного конца насоса и защитить насосную систему.

  • Датчика давления, система управления непрерывно контролирует и передает сигналы на основе получаемых сведений о давлении на входном и выходном отверстии насоса. Когда показатели превышают заданное значение, система управления отключает насос, чтобы защитить его. Когда внутреннее давление достигает заданного значения, частотный преобразователь уменьшает частоту.

  • Защитной перфорированной крышки, обеспечивающей безопасность использования насоса, в частности вращающихся деталей. Перфорированная крышка позволяет наблюдать за работой насоса, а также обеспечивает безопасность сотрудников. Клапан One-Way Check может изолировать среду высокого давления от выходного отверстия насоса и защитить насосную систему.

Шнековые насосы просты и удобны в использовании, обеспечивают стабильный поток и работу, не требуют регулировки в процессе, уплотнение вала обеспечивает хорошую герметизацию и не допускает утечки. Эластичный статор может быть в металлическом каркасе, что позволит насосу развить высокое давление и обеспечивать высокий напор, статор без жесткого каркаса называют плавающим.

 

Принцип действия

В основе винтовых шнековых насосных установок – героторная пара: коррозионностойкий ротор из нержавеющей стали и статор из эластомера, в котором вращается ротор. Ротор со статором образуют одну или несколько замкнутых камер, которые равномерно перемещаются от всасывающей к напорной магистрали. Вдоль винтовой оси образуются капсулы-шлюзы (рабочие камеры), при вращении ротора в неподвижном эластичном статоре они открываются и закрываются, что приводит к всасыванию и нагнетанию перекачиваемой жидкости.

Винтовые шнековые насосы являются насосами трения, жидкости в них перемещаются через винтовой шнек по направлению его оси, сам шнек устанавливают в трубе или цилиндрической камере (раме). Рабочая среда перемещается не из-за изменения объема рабочей камеры, а за счет силы трения: винтовой насос погружается в жидкость под углом, когда шнек вращается, за счет сил трения лопасти увлекают частицы рабочей среды за собой, заставляя ее перемещаться вверх.

В рабочих камерах содержится единичный объем перекачиваемой среды (порция), вращаясь, ротор двигает ее из одной камеры в следящую, затем выбрасывает в напорную магистраль. За счет того, что площадь полостей по всему насосу одинаковая, шаг винта определяет единичный постоянный объем порции перекачиваемой жидкости, она перекачивается ровным потоком.

Особенности конструкции и принцип действия шнекового насоса позволяют перекачивать поток рабочей среды без пульсаций, вибраций в трубопроводе, обеспечивают высокую способность самовсасывания «всухую». Реверсивность насоса дает возможность перекачивать жидкость в прямом и обратном направлениях, но при обратном ходе насос развивает ограниченное давление, так как торцевое уплотнение испытывает повышенную нагрузку.

 

Классификация

Винтовые насосы могут иметь разную конструкцию, комплектацию и наличие отдельных узлов, материалы и технические характеристики. Насосное оборудование может иметь одинаковый внешний вид или размеры, но иметь сильные отличия по техническим показателям. Шнековые насосы классифицируют по их конструктивным особенностям, по количеству роторов они делятся на несколько видов:

  • С одним винтом. В конструкции одновинтовых насосов установлен однозаходный ротор и эластичная обойма (статор), форма внутренней поверхности статора – винтовая двухзаходная. Это простые в сборке и эксплуатации, достаточно компактные устройства с высоким КПД и всасывающей способностью. Предназначены для работы при t рабочей среды от -40 до +350°С, уровне 600 м3/ч и давлении 50 бар.
  • С двумя винтами. В двухвинтовых шнековых насосах есть два ротора (ведущий и ведомый), на которых сделана особая двусторонняя нарезка, за счет которой валы движутся в обратных направлениях. Такое обратное вращение обеспечивает поток до 2200 м3/ч и напор под давлением более 100-110 бар. Как правило, такие двухвинтовые насосы используют при перекачивании эмульсий, вязких сред, таких как вода с нефтью, лакокрасочные материалы, продукты перегонки нефти.
  • С тремя винтами. Трехвинтовые устройства оснащены тремя винтами с двухзаходной нарезкой, что позволяет подавать поток на уровне 800 м3/ч и напор до 320 бар. Это долговечное оборудование, которое чаще всего используют для работы с мазутом, техническими маслами, неабразивными жидкостями.
  • Мультифазные потребляют меньше всего энергии, в сравнении с другими видами, устойчивы к воздействию абразивных частиц, могут иметь один, два или три ротора, которые перекачивают жидкостно-газовые смеси, при этом газообразных веществ в них может быть до 97%.

Героторные пары (ротор и статор) также делятся на четыре типа, за счет чего могут иметь разную степень производительности и показатели дифференциального давления.

 

Сферы применения

Винтовые шнековые насосы могут перекачивать жидкости высокой степени вязкости (до 1 млн на сСт), транспортировать среды больших объемов и большим количеством твердых включений, не повреждая их. Сферы применения шнековых промышленных насосов:

  • Системы водоочистки и водоподготовки для точного дозирования химических реагентов.
  • Очистка сточных вод, подача ила на обезвоживатели, выгрузки обезвоженного ила.
  • Перекачка навоза и других смесей в биогазовую установку.
  • Перекачивание сырой нефти с песком, водой и CO2 или H2S, смол, масел, гуталина, транспортировка полимерных растворов в нефтяных месторождениях в нефтехимической промышленности.
  • Транспортировка высокоабразивной угольной водной суспензии, сырья для подготовки эмульсионных взрывчатых веществ, которые чувствительны к сдвигу в энергетической отрасли.
  • В бумажной промышленности для точного дозирования различных добавок для бумаги, таких как глиданты, осветлители, диспергаторы и т.д.
  • Перекачивание йогуртов, сливок, сметаны, джемов, заквасок, сиропов, томата и кетчупов, теста в пищевой промышленности.
  • Однороторные насосы часто используют на фармацевтических заводах, в косметической отрасли для перекачивания шампуней, эмульсий и другого сырья.
  • В химической промышленности – перекачивание абразивных кислотно-щелочных растворов со взвешенными частицами.
  • В строительстве – для перемещения строительных растворов.

Погружные винтовые насосные станции обеспечивают деликатное перекачивание жидкостей, не разрушая их структуру, потому они часто используются в химической промышленности. Также оборудование позволяет регулировать поток, изменяя скорость вращения ротора.

 

Технологические схемы использования шнековых насосов

Шнековые насосы широко применяют в промышленности для перекачки сока, взрывчатых эмульсий, реагентов, молочных продуктов и других жидких сред разной вязкости и абразивности. Вертикальные погружные насосы опускают в скважину, а горизонтальные устанавливают на поверхности возле устья под необходимым углом. Для перекачки каждого продукта в зависимости от его химических характеристик и физических свойств, а также исходя из устройства и разновидности самого шнекового насоса, необходимы различные схемы использования насосного оборудования. Ниже приведены некоторые из них:

Правила эксплуатации

  • Персонал по техническому обслуживанию, проверке и установке насосов должен иметь соответствующую квалификацию.
  • Перед началом работы, запуском, эксплуатацией и техобслуживанием персонал и оператор должны изучить руководство по эксплуатации.
  • Монтаж насосного оборудования производится квалифицированными или обученными техническими работниками, которые знакомы с проектированием и функциями установки оборудования, с помощью подъемного устройства и веревки.
  • Неквалифицированные работники должны быть обучены, после обучения проводится соответствующая проверка.
© 2024 VM-Solutions
Официальный дистрибьютор
Ami Polymer, Fengchi, JXHIN.
Наш адрес
Москва, ш. Энтузиастов, 34
Схема проезда
Сайт разработан в студии Idee Fixe
Заявка успешно отправлена!
Оформить онлайн-заявку
«»
X