单螺杆泵的结构及作用原理

　　单螺杆泵是一种内啮合的密闭式螺杆泵。图3-46所示为一种普通的单螺杆泵，它是由泵体1、衬套2、螺杆3、联轴器4(这是万向联轴器，还可以用偏心联轴器)、传动轴5、轴6和密封件7等组成。单螺杆泵的主要工作机构是螺杆和衬套，它们起着传递能量的作用，其工作质量直接影响到泵的工作效率和使用寿命。
 

　　
　　单螺杆泵的转子为圆形断面的螺杆，定子为具有双头的内螺纹，转子的螺距为内螺纹螺距的一半，转子一边做行星运动，一边沿着螺纹将液体向前推进，从而产生抽送液体的运动。螺杆具有单头螺纹，其任意截面都是半径为R的圆 。螺杆截面中心位于螺纹线上，与螺杆的轴心线偏离一偏心距c。螺杆表面为正弦曲线江Dc以，绕轴旋转并且沿轴向移动而形成的。两个突出的齿顶间距为一螺距t。螺杆向右转动时其螺纹线应为左旋，螺杆向左旋转时其螺纹线应为右旋。
　　
　　衬套内表面具有双头螺纹，其横截面为一长圆，两端为半径R(等于螺杆截面半径)的半圆，中间为长4c的直线段。因为螺杆断面中心与其轴心线偏离一偏心距c，而螺杆轴心线又与衬套的轴心线偏离一偏心距c，所以两个半圆的中心间距为4c。衬套的任意截面都是大小相同的长圆，只是彼此相互错开一个角度 。衬套的内螺纹的旋向与螺杆的外螺纹的旋向相同。
　　
　　螺杆在衬套内的情况。螺杆表面与衬套内螺旋表面之间形成一个一个可能封闭的工作室。沿轴向螺杆与衬套表面每隔衬套螺距T有两个工作室，同样沿横截面从上到下也被分成两上月牙形的工作室。
　　
　　螺杆在衬套中的运动是比较复杂的，任意截取泵的一个横截面，并假定螺杆与衬套的相对位置如图3-50所示。转子截面圆心O1除绕其偏心轴心O2 旋转 (自转)外，偏心轴心O2 还要绕定子衬套形心O旋转 (公转)，自转方向和公转方向相反。设其角速度分别为士⑴，在任意时刻t江，O1 在工方向的位移
　　
　　其最大值为4c。因此就任意横截面而言，转子的圆截面就像只沿O1O2 直线作往复运动 (实际上是滑动与滚动的合运动)，这一特点像柱塞泵，使液体能够吸入和排出。在螺杆与衬套的轴向截面内，如图3-49，具有单头螺纹的螺杆和具有双头内螺纹的衬套表面每隔衬套螺距T就出现两条密封线把轴向截面分割成两个工作室。当螺杆转动时，靠近吸入室的第一个工作室 (下面)容积逐渐增大 (屮=0°～180°)，造成低压，在与吸入室的压差作用下液体吸入工作室内。
　　
　　随着螺杆继续转动，直到转过180°(屮=180°～360°)，这个工作室开始封闭，将液体沿轴向推向排出室。与此同时上下两个工作室 (一个为最大时另一个消失)交替循环地吸入和排出液体。
　　
　　由于螺杆在衬套内的运动 (螺杆一方面绕本身轴线运动，另一方面沿衬套内表面滚动，使轴线绕衬套轴线转动)情况，螺杆与传动轴之间必须采用万向联轴器 (或偏心联轴器)来传动。单螺杆泵具有下列特点:
　　
　　1、能够连续均匀地输送，无脉冲现象。
　　
　　2、易损零件少，且零件容易更换。
　　
　　3、排出能力强，自吸性能好，吸入可靠。
　　
　　4、对高黏度流体排出可靠，并且适用于含固体颗粒的浆料。
　　
　　5、吸入管和排出管调换一下，可以反向运转。
　　
　　6、对于高温度液体，需要采用金属衬套。
　　
　　单螺杆泵的定子与转子开口部分形状简单，流动阻力较小，可以用在超高黏度1500下输送流体。它是高黏度泵中吸入性能最好的一种泵。