? ? ? ? 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。 我們將泵內的液體分為兩部分：葉片間的液體和流道內的液體。當葉輪旋轉時，在離心力的作用下，葉輪內液體的圓周速度大于流道內液體的圓周速度，故形成“環形流動”。又由于自吸入口至排出口液體跟著葉輪前進，這兩種運動的合成結果，就使液體產生與葉輪轉向相同的示的“縱向旋渦”。因而得到旋渦泵之名。需要特別指出的是，液體質點在泵體流道內的圓周速度小于葉輪的圓周速度。 在縱向旋渦過程中，液體質點多次進入葉輪葉片間，通過葉輪葉片把能量傳遞給流道內的液體質點。液體質點每經過一次葉片，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程高的原因。

? ? ? ? 并不是所有液體質點都通過葉輪,隨著流量的增加，“環形流動”減弱。當流量為零時，“環形流動”最強，揚程最高。 由于流道內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。 靠旋轉葉輪對液體的作用力，在液體運動方向上給液體以沖量來傳遞動能以實現輸送液體的泵。圖為旋渦泵的工作原理。葉輪為一等厚圓盤，在它外緣的兩側有很多徑向小葉片。在與葉片相應部位的泵殼上有一等截面的環形流道，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。 泵內液體隨葉輪一起回轉時產生一定的離心力，向外甩入泵殼中的環形流道，并在流道形狀的限制下被迫回流，重新自葉片根部進入后面的另一葉道。因此，液體在葉片與環形流道之間的運動跡線，對靜止的泵殼來說是一種前進的螺旋線;而對于轉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動而得名。液體能連續多次進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導葉那樣的能量轉換裝置。旋渦泵主要是通過多次連續作功的方式把能量傳遞給液體，所以能產生較高的壓力。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)、較高揚程(可達250米)的場合,如消防泵、飛機加油車上的汽油泵、小鍋爐給水泵等。旋渦泵可以輸送高揮發性和含有氣體的液體,但不應用來輸送粘度大于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設有中間隔板;開式葉輪無中間隔板。

? ? ? ? 閉式旋渦泵

? ? ? ? 1、閉式漩渦泵結構：主要由葉輪、泵體、隔舌組成。流道兩端(或一端)與進口相通，稱為開式流道。葉輪上開有平衡孔，用于平衡軸向力。液體由入口進入，在葉輪帶動下做縱向漩渦運動獲得能量，由出口排出，靠近出口側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和流道中，氣體留在葉片凹槽根部，在出口側液體由出口流出，葉片凹槽根部的氣體隨葉輪回到入口，無法實現排氣。閉式旋渦泵如要具備自吸能力，需在出口側加設輔助裝置，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構。

? ? ? ? (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、開式旋渦泵結構：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。除閉式流道結構外，開式旋渦泵還有一種采用向心開式流道的結構。兩種結構均有自吸能力。 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，與水環真空泵相似。當泵啟動時，吸入口的葉片凹槽內的液體被甩入流道，葉片凹槽形成真空，將氣體由吸入口吸入;隨著葉輪回轉，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，當液體到流道盡頭時，會急劇變為向心方向流入葉片凹槽，將氣體從排出口擠出，液體則留在葉片凹槽內隨葉輪旋轉回到入口;如此循環實現吸排氣。

? ? ? ? (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面，液體側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由流道中急劇轉向流入排出口，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的介質(如汽油、酒精等)以及流量小、揚程要求高，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(否則泵的揚程和效率將大幅下降)和含固體顆粒的介質。 旋渦泵的優點與缺點 旋渦泵靠旋轉葉輪對液體的作用力，在液體運動方向上給液體以沖量來傳遞動能以實現輸送液體的泵，下面介紹旋渦泵的優點與缺點，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%，大多數旋渦泵的效率在20-40%，因此妨礙了它向大功率方向發展。

? ? ? ? 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。因隨著液體粘性的增加，泵的揚程和效率會急劇降低，介質的粘度限制在114 厘沲之內。

? ? ? ? 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給加工和裝配工藝帶來一定困難。

? ? ? ? 5抽送的介質只限于純凈的液體。當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導致旋渦泵不能工作。

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? ? ? ? 旋渦泵優點

? ? ? ? 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越性。

? ? ? ? 2.具有自吸能力或借助于簡單裝置來實現自吸。

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

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

? ? ? ? 5.旋渦泵結構簡單、鑄造和加工工藝都容易實現，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。