史后威,王增丽,王宗明,李彦,冯全科

(1.中国石油大学(华东)新能源学院,266580,山东青岛;2.西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安)

单螺杆泵具有输送液体的种类多、自吸能力强、流量波动小等一系列优点而被广泛应用于市政环保、石油化工及钢铁造纸等行业[1-4]。但是,传统的依靠螺杆转子和橡胶定子组成啮合副的单螺杆泵在工作过程中,螺杆转子与橡胶衬套始终处于摩擦状态,使得橡胶定子极易发生磨损,导致介质泄漏回流,大大降低了螺杆泵工作效率和使用寿命[5-8]。此外,传统单螺杆泵的工作腔室体积狭小,使得其在输送含有固体杂质的介质,尤其是在输送杂质多、黏度高的污泥、污油泥时极易造成堵塞。全球每年有数以亿吨的污油泥亟待回收处理,这些污油泥的特点就是黏度高、杂质多,若不及时进行回收处理,既会造成资源的浪费,又会对环境造成严重污染[9-12],传统对污油泥的回收主要是通过人工方式进行的,但人工回收劳动强度大并且效率十分低下,因此迫切需要一种能适应高黏、多杂质的污油泥输送的机泵。

为满足多杂质的污油泥输送需求,Jonansson于1991年提出了一种新型的圆盘密封单螺杆泵[13],其核心工作部件是轴线空间垂直的密封圆盘和螺杆凹槽啮合的新型啮合副,这种独特的结构能够充分利用螺杆螺槽容积,使得单个工作腔容积得到了非常大的扩增[14]。王增丽等通过理论计算对圆盘密封单螺杆泵的型面特征、吸入能力及排液特性进行了深入分析[15-17],结果表明圆盘密封单螺杆泵具有丰富的吸入能力及较大的排液量,完全可以满足污油泥输送领域的需求。……