螺杆泵是一种基于容积变化原理实现液体输送的机械装置,其核心结构由主动螺杆、从动螺杆及泵体衬套组成。以三螺杆泵为例,主动螺杆位于中央,两侧对称分布两根从动螺杆。当主动螺杆由原动机驱动旋转时,通过齿轮啮合带动从动螺杆反向转动,三根螺杆的螺旋槽与衬套内壁形成多个独立的密封腔室。随着螺杆的连续旋转,这些密封腔从泵的吸入端向排出端轴向移动,腔室容积逐渐增大时形成负压吸入液体,容积减小时则通过机械挤压将液体排出,整个过程如同“螺母沿螺纹推进”般实现液体的连续输送。
螺杆泵的密封腔形成依赖于精密的几何配合。螺杆外圆与衬套内壁的间隙控制在0.1-0.3毫米范围内,配合螺杆螺旋槽的导程设计,确保每个密封腔既独立存在又可沿轴向平滑过渡。这种结构使得螺杆泵对进入的气体和固体颗粒具有较强耐受性,即使输送含气量达15%的液体或含固体颗粒的介质,仍能保持稳定运行。此外,螺杆的等速旋转特性使流量与转速呈线性关系,流量脉动率低于3%,特别适用于需要计量的场合。
螺杆泵的原理赋予螺杆泵显著优势:压力范围覆盖0.3-34MPa,流量可达18600cm³/min;可输送粘度从1mPa·s至2×10⁶mPa·s的介质,包括高粘度油脂、含纤维浆料等特殊流体;自吸能力达8.5米,且运行噪音低于75分贝。在石油开采中,螺杆泵可稳定举升含砂量20%的稠油;在食品工业中,其无搅动、低剪切的特性确保果酱等易损介质的完整输送。