Винтовые насосы 

В последнее время получают распространение винтовые насосы. Они отличаются простотой конструкции, бесшумностью, долговечностью, большим напором, равномерностью подачи и большой всасывающей способностью. Винтовые насосы изготовляются для подачи от 1,5 до 500 м³/час при давлении нагнетания до 175 кг/см² и числах оборотов до 5000 об/мин. 

Основными деталями винтовых насосов являются:

• ротор, выполненный в виде винта или червяка со специальным профилем винтовой нарезки (рис. 70);
• цилиндрический корпус насоса со всасывающими и нагнетательными патрубками;
• замыкатель в виде винта с наружной нарезкой. 

Работа винтового насоса основана на вытеснении жидкости из замкнутого объема, образованного в полости ротором корпуса и замыкателем. При вращении ротора жидкость, находясь в замкнутом объеме, двигается подобно гайке, находящейся в зацеплении с винтом. Если эту жидкость удержать от вращения с помощью замыкателя, то под действием вращающегося ротора (винта) жидкость (как гайка) будет перемещаться вдоль винта от всасывающего патрубка к нагнетательному. 

Производительность винтового насоса можно определить по формуле  (5.9) где t — шаг винта в см; п — число оборотов ротора (винта) в об/мин; D — наружный диаметр ротора в см; d—внутренний диаметр ротора в см.  — объемный к. п. д. насоса. Характеристики винтовых насосов подобны характеристикам поршневых насосов (рис. 71). Мощность на валу винтового насоса. При применении специального профиля нарезки к. п. д. винтовых насосов достигает 80%, а вакуумметрическая высота всасывания — 7÷8м. 

Развиваемое винтовым насосом давление не зависит от скорости вращения ротора, в то время как производительность пропорциональна ей. Площадь сечения, по которой проходит жидкость, в полости между ротором и замыкателем постоянна, благодаря чему, в отличие от поршневого насоса, подача винтового насоса отличается большой равномерностью. Следовательно, в винтовом насосе сочетаются положительные качества поршневых и центробежных насосов.

Винтовые артезианские насосы (ВАН) применяются для подъема воды из артезианских скважин небольшого диаметра. Винтовой насос типа ВАН состоит из металлического винта (ротора), вращающегося в неподвижном статоре (рис. 72). Ротор выполнен в виде однозаходного рабочего винта круглого сечения из нержавеющей стали. Статор представляет собой двухзаходную винтовую поверхность из эластичной резины с шагом в два раза большим, чем шаг рабочего винта. 

При вращении винта между ротором и внутренней поверхностью статора образуются полости, куда засасывается перекачиваемая жидкость, которая при дальнейшем вращении ротора герметически замыкается и перегоняется вдоль оси винта к полости нагнетания. При работе насоса ротор совершает сложное движение. С одной стороны, будучи соединенным с приводным валом насоса, он получает вращательное движение. В то же время ось ротора перемещается по кругу малого диаметра в обратном направлении в результате обкатывания ротора по внутренней резиновой поверхности статора. 

Для обеспечения возможности такого сложного движения крепление ротора к приводному валу не должно быть жестким. В конструкциях винтовых глубинных насосов крепление ротора к приводному валу осуществляется при помощи гуммированного стального каната или карданного вала. В состав глубинной установки входят: винтовой насос 1 со всасывающей трубой и фильтром 2, приводной вал 7, колонна напорных труб 8, опорная головка 11 и приводной фланцевый электродвигатель переменного тока 12. Положение насоса и колонны напорных труб в буровой скважине фиксируется распорными пауками 3. Приводной вал состоит из отдельных секций, соединенных стяжными муфтами и фиксируется в колонне напорных труб с помощью подшипников 10. Общая длина напорных труб и секций приводного вала 60 м. 

Винтовые насосные установки типа ВАН применяются для водоснабжения, при откачке воды из обводненных песков, при глубинном строительстве. Для этих целей применяют винтовые насосные установки: 1) ВАН-7 для диаметров скважин 175 мм, производительностью 15 м3/час, высотой подъема — 100 м; 2) ВАН-6 для диаметров скважин 150 мм, производительностью 5 м3/час, высотой подъема — 60 м.