旋渦泵

旋渦泵是葉片式泵的一種。在原理和結構方面，它與離心式和軸流式泵不一樣，由於它是靠葉輪旋轉時使液體產生旋渦運動的作用而吸入和排出液體的，所以稱為旋渦泵。

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形流道，旋渦泵葉輪不同於離心泵葉輪，它是一種外輪上帶有徑向葉片的圓盤。液體由吸入管進入流道，並經過旋轉的葉輪獲得能量，被輸送到排出管，完成泵的工作過程。

旋渦泵的比轉數通常在6～50之間。它是一種小流量、高揚程的泵，適宜輸送黏度不大於5°E、無固體顆粒、無雜質的液體或氣液混合物。其流量範圍在0.18～45 m³/h，單級揚程可達250 m左右。

旋渦泵通常在石油、化工部門，特別是化學纖維、醫藥、化肥和小型鍋爐給水等方面應用較多。

1)閉式旋渦泵

閉式旋渦泵採用閉式葉輪、開式流道結構。閉式葉輪是指葉片部分設有中間隔板，葉片比較短小的一種葉輪。泵的吸、排口除在隔舌部分隔開外。通過流道相通．這種與吸、排口直接相通的流道稱之為開式流道。閉式旋渦泵必須配開式流道。

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，但揚程和效率較低。而半圓形截面流道，揚程和效率較高，但流量較小。因此中、低比轉數旋渦泵多採用半圓形截面流道，而中、高比轉數旋渦泵多採用矩形截面流道。葉片形狀應用最廣的是徑向直葉片，在低比轉數旋渦泵中也有採用后彎角葉片。

在閉式旋渦泵中，液流是從圓周速度較大的葉輪外緣進入泵內的．因此氣蝕性能較差，必須氣蝕余量大。而且由於閉式旋渦泵的排出口位於流道外緣．聚集在時‘片根部的氣體不易排出。因此，如無專門措施，閉式旋渦泵無自吸能力，也不能抽送氣液混合物。閉式旋渦泵的效率要高於開式旋渦泵，可達到35%～45%。

2)開式旋渦泵

開式旋渦泵採用開式葉輪，閉式流道結構。開式葉輪是指葉片不帶中間隔板，葉片比較長的一種葉輪。閉式流道是指吸、排口不能直接相通的流道。開式旋渦泵的吸、排口一般開在泵側蓋靠葉片根部處，這樣一方面氣體容易排出，有利於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較小，因此抗氣蝕性能也要比閉式旋渦泵好。但開式旋渦泵的效率低，如採用效率最差的閉式流道時，效率僅為20%～27%，即使採用水力損失較小的向心開式流道后，效率也只能提高到27%～35%。

3)離心旋渦泵

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

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、泵蓋之間的環形空腔組成。在流道中的吸入口與排出口分開的一段稱隔舌。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。開式旋渦泵葉片較長，葉片內徑小於流道內徑，液體從吸入口進入葉輪，後進入流道。閉式旋渦泵葉輪的葉片較短，葉片內徑等於流道內徑。液體從吸入口進入流道，再從葉輪外周進入葉輪。

現以閉式泵為例說明其工作原理。流體由吸入口進入流道和葉輪。當葉輪旋轉時，由於葉輪中運動液體的離心力大於流道中運動液體的離心力，兩者之間產生一個旋渦運動，其旋轉中心線是沿流道縱長方向，稱為縱向旋渦。在縱向旋渦作用下，液體從吸入至排出的整個過程中，可以多次進入與流出葉輪，類似於液體在多級離心泵內的流動狀況。液體每流經葉輪一次，就獲得一次能量。當液體從葉輪流至流道時，就與流道中運動的液體相混合。由於兩股液流速度不同，在混合過程中產生動量交換，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。

旋渦泵與其他類型的泵比較具有以下幾個特點：

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

(2)旋渦泵的效率很低（由於液體在流道內撞擊損失較大），最高不超過45%，通常為15%～40%。因此，它難做成大功率的泵。從如今生產的旋渦泵來看，功率一般不超過30 kw。但低比轉數的離心泵效率比它還低，因此，旋渦泵代替低比轉數的離心泵使用的場合是很多的。

(3)大多數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，這是一般離心泵無能為力的。

具體來說，對於閉式葉輪旋渦泵，只要設置一個簡單的附加裝置即可以自吸。對於開式葉輪、閉式流道的旋渦泵來說，它具有自吸能力，通常用於抽氣；而開式葉輪、開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，後者作為工作泵。例如，加油車的旋渦泵，還有其他結構的旋渦泵。

旋渦泵在國民經濟的許多部門也得到越來越廣泛的應剛，例如：

(1)在化學工業中輸送酸、鹼及其他腐蝕性液體，要求泵具有小流量、高揚程、較慢的化學反應速度和較高的耐腐蝕性。由於旋渦泵的工作零件簡單，因此易於實現上述要求。

(2)抽送介質密度小的液體（如汽油、酒精等）。由於這些液體易於揮發，因此抽送時多為汽液混輸，如機場、汽車配油站，甚至於飛機的加油。旋渦泵能進行汽液混輸，在上述情況下工作，一般時間短，所以，效率低就不是主要問題了。

(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的液體。

(4)用於小型自動化泵站，農業供水。

(5)用於城市公用建設，如增壓輔助泵、家庭用水等。

(6)代替液環泵作真率泵和低壓壓縮機。

(7)用於汽出及船用洗滌、飲水、消防等輔助設備。

(8)用於小型鍋爐輔助設備，用以供水。