螺杆泵简介及原理

螺旋泵，亦称“螺旋扬水机”、原动机通过变速装置带动螺旋泵轴旋转时，水就进入叶片，沿螺旋型流道上升，直至出流。结构简单，制造容易，流量较大，水头损失小，效率较高，便于维修和保养，但扬程低，转速低，需设变速装置。多用于灌溉、排涝，以及提升污水、污泥等场合。中国从20世纪70年代开始使用。螺旋泵的装置包括原动机、变速传动装置和螺旋泵三部分，如图1所示，具体是由螺旋叶片1、泵轴2、轴承座

3和外壳4组成的。螺旋泵倾斜装在上、下水池之间，螺旋泵的下端叶片浸入到水面以下。当泵轴旋转时，螺旋叶片将水池中的水推入叶槽，水在螺旋的旋转叶片作用下，沿螺旋轴一级一级往上提升，直至螺旋泵的出水口。螺旋泵只改变流体的位能，它不同于叶片式水泵将机械能转换为输送液体的位能和动能。

(1)安装倾角(θ)。安装倾角指螺旋泵轴对水平面的夹角。它直接影响泵的效率和流量。据有关资料介绍，倾角每增加一度，效率大约降低3%。一般认为倾角在30°～40°为经济。

(2)间隙。间隙指螺旋叶片与外壳之间的间隙。间隙越小，水漏损失就越小，泵的效率就越高。

(3)转速(n)。螺旋泵的转速较慢，一般为20～80 r/min。实验资料证明：螺旋泵的外径较大时，转速宜减小。

(4)提升高度(H)。螺旋泵只有提升高度，而没有压水高度。它的提升高度一般为3～8 m。

(5)螺旋叶片直径(D)。泵的叶片直径越大，其效率越高，螺旋泵的叶片直径与泵轴直径的佳比例为2:1。

(6)头数(Z)。头数指螺旋叶片的片数，一般为1～4片。它们相隔一定的间距环绕泵轴螺旋上升。头数越多，泵效率也越高。对于一定直径的螺旋泵，每增加一个叶片头数，提升能力约增加20%。

(7)导程和螺距。螺旋叶片环绕泵轴螺旋上升360°所经轴向距离，即为一个导程λ。螺距S和导程λ的关系如下：

(8)流量(Q)和轴功率(N)。流量可按下式计算：

轴功率为

式中：D为叶片外径(m)；d为泵轴直径(m)；S为螺距(m)；α为提水断面率；n为转速(r/min)；η为泵的效率(%)；ρ为所提升的液体密度(kg/m³)；Q为流量(m³/s)；H为提升高度(m)。