? ? ? ? 旋渦泵工作原理

? ? ? ? 旋渦泵(也稱渦流泵)是一種葉片泵。主要由葉輪、泵體和泵蓋組成。葉輪是一個圓盤，圓周上的葉片呈放射狀均勻排列。泵體和葉輪間形成環(huán)形流道，吸入口和排出口均在葉輪的外圓周處。吸入口與排出口之間有隔板，由此將吸入口和排出口隔離開。 我們將泵內(nèi)的液體分為兩部分：葉片間的液體和流道內(nèi)的液體。當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時，在離心力的作用下，葉輪內(nèi)液體的圓周速度大于流道內(nèi)液體的圓周速度，故形成“環(huán)形流動”。又由于自吸入口至排出口液體跟著葉輪前進(jìn)，這兩種運(yùn)動的合成結(jié)果，就使液體產(chǎn)生與葉輪轉(zhuǎn)向相同的示的“縱向旋渦”。因而得到旋渦泵之名。需要特別指出的是，液體質(zhì)點在泵體流道內(nèi)的圓周速度小于葉輪的圓周速度。 在縱向旋渦過程中，液體質(zhì)點多次進(jìn)入葉輪葉片間，通過葉輪葉片把能量傳遞給流道內(nèi)的液體質(zhì)點。液體質(zhì)點每經(jīng)過一次葉片，就獲得一次能量。這也是相同葉輪外徑情況下，旋渦泵比其它葉片泵揚(yáng)程高的原因。

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? ? ? ? 并不是所有液體質(zhì)點都通過葉輪,隨著流量的增加，“環(huán)形流動”減弱。當(dāng)流量為零時，“環(huán)形流動”最強(qiáng)，揚(yáng)程最高。 由于流道內(nèi)液體是通過液體撞擊而傳遞能量。同時也造成較大撞擊損失，因此旋渦泵的效率比較低。 靠旋轉(zhuǎn)葉輪對液體的作用力，在液體運(yùn)動方向上給液體以沖量來傳遞動能以實現(xiàn)輸送液體的泵。圖為旋渦泵的工作原理。葉輪為一等厚圓盤，在它外緣的兩側(cè)有很多徑向小葉片。在與葉片相應(yīng)部位的泵殼上有一等截面的環(huán)形流道，整個流道被一個隔舌分成為吸、排兩方，分別與泵的吸、排管路相聯(lián)。 泵內(nèi)液體隨葉輪一起回轉(zhuǎn)時產(chǎn)生一定的離心力，向外甩入泵殼中的環(huán)形流道，并在流道形狀的限制下被迫回流，重新自葉片根部進(jìn)入后面的另一葉道。因此，液體在葉片與環(huán)形流道之間的運(yùn)動跡線，對靜止的泵殼來說是一種前進(jìn)的螺旋線;而對于轉(zhuǎn)動的葉輪來說則是一種后退的螺旋線。旋渦泵即因液體的這種旋渦運(yùn)動而得名。液體能連續(xù)多次進(jìn)入葉片之間獲取能量，直到最后從排出口排出。

? ? ? ? 旋渦泵的工作有些像多級離心泵，但旋渦泵沒有像離心泵蝸殼或?qū)~那樣的能量轉(zhuǎn)換裝置。旋渦泵主要是通過多次連續(xù)作功的方式把能量傳遞給液體，所以能產(chǎn)生較高的壓力。在能量傳遞過程中，由于液體的多次撞擊，能量損失較大，泵的效率較低，一般為20～50%。 旋渦泵只適用于要求小流量(1～40米3/時)、較高揚(yáng)程(可達(dá)250米)的場合,如消防泵、飛機(jī)加油車上的汽油泵、小鍋爐給水泵等。旋渦泵可以輸送高揮發(fā)性和含有氣體的液體,但不應(yīng)用來輸送粘度大于7帕·秒的較稠液體和含有固體顆粒的不潔凈液體。

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? ? ? ? 旋渦泵的分類

? ? ? ? 旋渦泵根據(jù)葉輪的形式不同可分為閉式和開式兩種，閉式葉輪葉片凹槽內(nèi)設(shè)有中間隔板;開式葉輪無中間隔板。

? ? ? ? 閉式旋渦泵

? ? ? ? 1、閉式漩渦泵結(jié)構(gòu)：主要由葉輪、泵體、隔舌組成。流道兩端(或一端)與進(jìn)口相通，稱為開式流道。葉輪上開有平衡孔，用于平衡軸向力。液體由入口進(jìn)入，在葉輪帶動下做縱向漩渦運(yùn)動獲得能量，由出口排出，靠近出口側(cè)葉片間液體隨葉輪回到泵入口。 葉輪;2、泵殼;3、隔舌;4、流道;5、平衡孔

? ? ? ? 2、閉式旋渦泵特點

? ? ? ? (1)閉式自吸泵沒有自吸能力，不適用于氣液混輸。 入口氣體隨液體混入葉片凹槽，由于液體和氣體密度不同，密度大的液體在離心力作用下甩到葉片凹槽外側(cè)和流道中，氣體留在葉片凹槽根部，在出口側(cè)液體由出口流出，葉片凹槽根部的氣體隨葉輪回到入口，無法實現(xiàn)排氣。閉式旋渦泵如要具備自吸能力，需在出口側(cè)加設(shè)輔助裝置，使得液流流向葉片凹槽根部將氣體排出，并有氣液分離和液體回流結(jié)構(gòu)。

? ? ? ? (2)閉式旋渦泵氣蝕性能較差。 入口液流由葉輪外緣流向葉片凹槽根部，流速分布不均，沖擊較大，因此閉式旋渦泵氣蝕性能不如開式旋渦泵。

? ? ? ? (3)閉式旋渦泵一般為單級或兩級。

? ? ? ? (4)閉式旋渦泵效率一般為35%~45%，高于開式旋渦泵。

? ? ? ? 開式旋渦泵

? ? ? ? 1、開式旋渦泵結(jié)構(gòu)：與閉式旋渦泵采用開式流道不同，開式旋渦泵通常采用閉式流道，吸入口和排出口開在葉片根部，與流道互不相通。除閉式流道結(jié)構(gòu)外，開式旋渦泵還有一種采用向心開式流道的結(jié)構(gòu)。兩種結(jié)構(gòu)均有自吸能力。 圖2 1、吸入口;2、排出口;3、葉輪;4、流道

? ? ? ? 2、開式旋渦泵特點

? ? ? ? (1)開式旋渦泵配閉式流道或向心開式流道具有自吸能力，可用于輸送含氣液體。 開式旋渦泵自吸過程由吸氣、壓縮、排氣組成，與水環(huán)真空泵相似。當(dāng)泵啟動時，吸入口的葉片凹槽內(nèi)的液體被甩入流道，葉片凹槽形成真空，將氣體由吸入口吸入;隨著葉輪回轉(zhuǎn)，流體壓力變大，氣體密度小，被壓縮在葉片根部，體積不斷縮小;排出口開在流道盡頭并靠近葉片的根部，當(dāng)液體到流道盡頭時，會急劇變?yōu)橄蛐姆较蛄魅肴~片凹槽，將氣體從排出口擠出，液體則留在葉片凹槽內(nèi)隨葉輪旋轉(zhuǎn)回到入口;如此循環(huán)實現(xiàn)吸排氣。

? ? ? ? (2)開式旋渦泵汽蝕性能較閉式旋渦泵好 開式旋渦泵吸入口開在葉片凹槽根部側(cè)面，液體側(cè)向流入葉片凹槽根部，然后在離心力作用下甩向流道中液流速度較均勻，沖擊損失較少。

? ? ? ? (3)開式旋渦泵效率較低，一般為20%~35%。 其中采用閉式流道的開式旋渦泵由于液流在排出口一側(cè)由流道中急劇轉(zhuǎn)向流入排出口，沖擊損失較大，效率一般只有20%~27%。采用向心開式流道可以改善液流在排出口一側(cè)的流動情況，效率提高到27%~35%。

? ? ? ? (4)開式旋渦泵一般為單級或多級。 旋渦泵常用于輸送易揮發(fā)的介質(zhì)(如汽油、酒精等)以及流量小、揚(yáng)程要求高，但對汽蝕性能要求不高或要求工作可靠和有自吸能力的場合(如移動式消防泵)等，但不適用于輸送黏度大于115mPa●s的介質(zhì)(否則泵的揚(yáng)程和效率將大幅下降)和含固體顆粒的介質(zhì)。 旋渦泵的優(yōu)點與缺點 旋渦泵靠旋轉(zhuǎn)葉輪對液體的作用力，在液體運(yùn)動方向上給液體以沖量來傳遞動能以實現(xiàn)輸送液體的泵，下面介紹旋渦泵的優(yōu)點與缺點，供大家比較選擇使用。

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? ? ? ? 旋渦泵缺點

? ? ? ? 1.效率較低，最高不超過55%，大多數(shù)旋渦泵的效率在20-40%，因此妨礙了它向大功率方向發(fā)展。

? ? ? ? 2.旋渦泵的汽蝕性能較差。

? ? ? ? 3.旋渦泵不能用來抽送粘性較大的介質(zhì)。因隨著液體粘性的增加，泵的揚(yáng)程和效率會急劇降低，介質(zhì)的粘度限制在114 厘沲之內(nèi)。

? ? ? ? 4.旋渦泵葉輪和泵體之間的徑向間隙和軸向間隙的要求較嚴(yán)給加工和裝配工藝帶來一定困難。

? ? ? ? 5抽送的介質(zhì)只限于純凈的液體。當(dāng)液體中含有固體顆粒時，就會因磨損引起軸向和徑向的間隙增大而降低泵的性能或?qū)е滦郎u泵不能工作。

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? ? ? ? 旋渦泵優(yōu)點

? ? ? ? 1.旋渦泵體積小、重量輕的特點在船舶裝置中具有極大的優(yōu)越性。

? ? ? ? 2.具有自吸能力或借助于簡單裝置來實現(xiàn)自吸。

? ? ? ? 3.具有陡降的揚(yáng)程特性曲線，因此，對系統(tǒng)中的壓力波動不敏感。

? ? ? ? 4.某些旋渦泵可實現(xiàn)汽液混輸。這對于抽送含有氣體的易揮發(fā)的液體和汽化壓力很高的高溫液體具有重要的意義。

? ? ? ? 5.旋渦泵結(jié)構(gòu)簡單、鑄造和加工工藝都容易實現(xiàn)，某些旋渦泵零件還可以使用非金屬材料，如塑料、尼龍模壓葉輪等。