•                                                      旋渦泵

  
  

    旋渦泵是指葉輪為外緣部分帶有許多小葉片的整體輪盤(pán)，液體在葉片和泵體流道中反復(fù)做旋渦運(yùn)動(dòng)的泵。旋渦泵雖屬于葉片式機(jī)械的范疇，但其工作過(guò)程、結(jié)構(gòu)以及特性曲線的形狀等與離心泵和其他類(lèi)型泵都不太相同。

簡(jiǎn)介

    旋渦泵是葉片式泵的一種。在原理和結(jié)構(gòu)方面，它與離心式和軸流式泵不一樣，由于它是靠葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)使液體產(chǎn)生旋渦運(yùn)動(dòng)的作用而吸入和排出液體的，所以稱(chēng)為旋渦泵。

    旋渦泵主要組成部件有葉輪、泵體、泵蓋以及它們所組成的環(huán)形流道，旋渦泵葉輪不同于離心泵葉輪，它是一種外輪上帶有徑向葉片的圓盤(pán)。液體由吸入管進(jìn)入流道，并經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)的葉輪獲得能量，被輸送到排出管，完成泵的工作過(guò)程。

旋渦泵的比轉(zhuǎn)數(shù)通常在6～50之間。它是一種小流量、高揚(yáng)程的泵，適宜輸送黏度不大于5°E、無(wú)固體顆粒、無(wú)雜質(zhì)的液體或氣液混合物。其流量范圍在0.18～45 m3/h，單級(jí)揚(yáng)程可達(dá)250 m左右。

    旋渦泵通常在石油、化工部門(mén)，特別是化學(xué)纖維、醫(yī)藥、化肥和小型鍋爐給水等方面應(yīng)用較多。

分類(lèi)

1)閉式旋渦泵

   閉式旋渦泵采用閉式葉輪、開(kāi)式流道結(jié)構(gòu)。閉式葉輪是指葉片部分設(shè)有中間隔板，葉片比較短小的一種葉輪。泵的吸、排口除在隔舌部分隔開(kāi)外。通過(guò)流道相通．這種與吸、排口直接相通的流道稱(chēng)之為開(kāi)式流道。閉式旋渦泵必須配開(kāi)式流道。

   閉式旋渦泵的葉片和流道形式較多。一般矩形截面流道流量較大，但揚(yáng)程和效率較低。而半圓形截面流道，揚(yáng)程和效率較高，但流量較小。因此中、低比轉(zhuǎn)數(shù)旋渦泵多采用半圓形截面流道，而中、高比轉(zhuǎn)數(shù)旋渦泵多采用矩形截面流道。葉片形狀應(yīng)用最廣的是徑向直葉片，在低比轉(zhuǎn)數(shù)旋渦泵中也有采用后彎角葉片。

   在閉式旋渦泵中，液流是從圓周速度較大的葉輪外緣進(jìn)入泵內(nèi)的．因此氣蝕性能較差，必須氣蝕余量大。而且由于閉式旋渦泵的排出口位于流道外緣．聚集在時(shí)‘片根部的氣體不易排出。因此，如無(wú)專(zhuān)門(mén)措施，閉式旋渦泵無(wú)自吸能力，也不能抽送氣液混合物。閉式旋渦泵的效率要高于開(kāi)式旋渦泵，可達(dá)到35%～45%。

2)開(kāi)式旋渦泵

   開(kāi)式旋渦泵采用開(kāi)式葉輪，閉式流道結(jié)構(gòu)。開(kāi)式葉輪是指葉片不帶中間隔板，葉片比較長(zhǎng)的一種葉輪。閉式流道是指吸、排口不能直接相通的流道。開(kāi)式旋渦泵的吸、排口一般開(kāi)在泵側(cè)蓋靠葉片根部處，這樣一方面氣體容易排出，有利于提高泵的自吸和抽送氣液混合物的能力；另一方面。入口處的圓周速度相對(duì)較小，因此抗氣蝕性能也要比閉式旋渦泵好。但開(kāi)式旋渦泵的效率低，如采用效率最差的閉式流道時(shí)，效率僅為20%～27%，即使采用水力損失較小的向心開(kāi)式流道后，效率也只能提高到27%～35%。

3)離心旋渦泵

   與離心泵相比，旋渦泵揚(yáng)程較高，較容易實(shí)現(xiàn)自吸，但氣蝕性能差，而離心泵揚(yáng)程低，但氣蝕性能相對(duì)較好。離心旋渦泵就是將這兩種泵結(jié)合在一起，即第一級(jí)為離心葉輪，以減小泵的必需氣蝕余量；第二級(jí)為旋渦葉輪，提高泵的揚(yáng)程。這樣不但氣蝕性能好，而且泵的揚(yáng)程也較高。  

工作原理

    旋渦泵葉輪上銑出許多徑向葉片。葉輪端面緊靠泵體，其軸向間隙為0.10～0.15mm。流道由葉輪、泵體、泵蓋之間的環(huán)形空腔組成。在流道中的吸入口與排出口分開(kāi)的一段稱(chēng)隔舌。隔舌與葉輪的徑向間隙很小，以防排出口高壓液體竄漏到吸入口。開(kāi)式旋渦泵葉片較長(zhǎng)，葉片內(nèi)徑小于流道內(nèi)徑，液體從吸入口進(jìn)入葉輪，后進(jìn)入流道。閉式旋渦泵葉輪的葉片較短，葉片內(nèi)徑等于流道內(nèi)徑。液體從吸入口進(jìn)入流道，再?gòu)娜~輪外周進(jìn)入葉輪。

    現(xiàn)以閉式泵為例說(shuō)明其工作原理。流體由吸入口進(jìn)入流道和葉輪。當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于葉輪中運(yùn)動(dòng)液體的離心力大于流道中運(yùn)動(dòng)液體的離心力，兩者之間產(chǎn)生一個(gè)旋渦運(yùn)動(dòng)，其旋轉(zhuǎn)中心線是沿流道縱長(zhǎng)方向，稱(chēng)為縱向旋渦。在縱向旋渦作用下，液體從吸入至排出的整個(gè)過(guò)程中，可以多次進(jìn)入與流出葉輪，類(lèi)似于液體在多級(jí)離心泵內(nèi)的流動(dòng)狀況。液體每流經(jīng)葉輪一次，就獲得一次能量。當(dāng)液體從葉輪流至流道時(shí)，就與流道中運(yùn)動(dòng)的液體相混合。由于兩股液流速度不同，在混合過(guò)程中產(chǎn)生動(dòng)量交換，使流道中液體的能量得到增加。旋渦泵主要是依靠這種縱向旋渦傳遞能量的。 

特點(diǎn)

旋渦泵與其他類(lèi)型的泵比較具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

(1)旋渦泵是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的高揚(yáng)程泵。與相同尺寸的離心泵相比，它的揚(yáng)程比離心泵高2～4倍；與相同揚(yáng)程的容積泵相比，它的尺寸要小得多，結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)單得多。

(2)旋渦泵的效率很低（由于液體在流道內(nèi)撞擊損失較大），最高不超過(guò)45%，通常為15%～40%。因此，它難做成大功率的泵。從如今生產(chǎn)的旋渦泵來(lái)看，功率一般不超過(guò)30 kw。但低比轉(zhuǎn)數(shù)的離心泵效率比它還低，因此，旋渦泵代替低比轉(zhuǎn)數(shù)的離心泵使用的場(chǎng)合是很多的。

(3)大多數(shù)旋渦泵都具有自吸能力，有些旋渦泵還可以抽氣或抽送汽液混合物，這是一般離心泵無(wú)能為力的。

具體來(lái)說(shuō)，對(duì)于閉式葉輪旋渦泵，只要設(shè)置一個(gè)簡(jiǎn)單的附加裝置即可以自吸。對(duì)于開(kāi)式葉輪、閉式流道的旋渦泵來(lái)說(shuō)，它具有自吸能力，通常用于抽氣；而開(kāi)式葉輪、開(kāi)式流道的旋渦泵則用作輸送液體，不能自吸。通常這兩種泵組裝在一起，前者作為抽真空泵，后者作為工作泵。例如，加油車(chē)的旋渦泵，還有其他結(jié)構(gòu)的旋渦泵。 [3

應(yīng)用

旋渦泵在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的許多部門(mén)也得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)剛，例如：

(1)在化學(xué)工業(yè)中輸送酸、堿及其他腐蝕性液體，要求泵具有小流量、高揚(yáng)程、較慢的化學(xué)反應(yīng)速度和較高的耐腐蝕性。由于旋渦泵的工作零件簡(jiǎn)單，因此易于實(shí)現(xiàn)上述要求。

(2)抽送介質(zhì)密度小的液體（如汽油、酒精等）。由于這些液體易于揮發(fā)，因此抽送時(shí)多為汽液混輸，如機(jī)場(chǎng)、汽車(chē)配油站，甚至于飛機(jī)的加油。旋渦泵能進(jìn)行汽液混輸，在上述情況下工作，一般時(shí)間短，所以，效率低就不是主要問(wèn)題了。

(3)抽送含有氣體的液體，抽送含有高彈性氣體的液體（如丙烷、丁烷等）。抽送吸入管中部分蒸發(fā)的液體。

(4)用于小型自動(dòng)化泵站，農(nóng)業(yè)供水。

(5)用于城市公用建設(shè)，如增壓輔助泵、家庭用水等。

(6)代替液環(huán)泵作真率泵和低壓壓縮機(jī)。

(7)用于汽出及船用洗滌、飲水、消防等輔助設(shè)備。

(8)用于小型鍋爐輔助設(shè)備，用以供水。