旋渦泵的主要工作部分是葉輪和泵體的流道。葉輪與泵體及泵蓋之間的空腔構成流道，葉輪旋轉時，由于葉輪中運動液體的離心力Fu，大于流道中運動液體的離心力F。，兩者之間產(chǎn)生一個方向垂直于軸承并指向流道縱長方向的環(huán)形旋轉運動，稱為縱向旋渦。在縱向旋渦的作用下，液體從吸人至排出的整個過程中可以多次反復進入葉輪和從葉輪中流出(類似液體在多級離心泵內(nèi)的流動)，而它每流人葉輪一次，即獲得一次能量交換。當它從葉輪流至流道時，就和流道中運動的液體相混合，由于兩股液流速度不同，在混合過程中產(chǎn)生動量交換，使流道中的液體能量得到增加。 旋渦泵主要依靠縱向旋渦的作用來傳遞能量。當流量減小時(小流量工況)，流道內(nèi)液體的運動速度減小，縱向旋渦作用增強，液體流經(jīng)葉輪的次數(shù)增多，使泵的揚程提高;流量增大時，情況相反，因此旋渦泵特性呈陡降形。由于液體7昆合時產(chǎn)生較大的撞擊損失，所以旋渦泵的效率較低。 一、旋渦泵的特點 (1)在相同的葉輪直徑和轉速下，旋渦泵的揚程比離心泵高2～4倍。在比轉Ns。為10～40的范圍內(nèi)，采用旋渦泵比較合適，它的流量一般為0.1～10L/s，揚程為5～250m。 (2)揚程和功率曲線下降較陡，需在出口閥開啟的情況下啟動，外部壓力波動對泵的流量影響小，旋渦泵可以采用在排出管路和吸入管路之間另接一旁路進行回流的方法來調(diào)節(jié)流量，比通常的節(jié)流調(diào)節(jié)經(jīng)濟。 (3)開式旋渦泵能自吸，用以輸送液氣混合物和易揮發(fā)性液體。 (4)結構簡單，主要水力元件形狀不復雜，采用塑料或不銹鋼等材料，制造容易(可用模壓、銑削等方法)。 旋渦泵的效率一般為20%～50%，只適用于功率/J、,(40kW以下)的場合。閉式旋渦泵的汽蝕性能較離心泵差，如在旋渦前加一級離心泵(離心渦輪泵)，可以得到改善。 二、對使用旋渦泵的要求 (1)輸送液體的粘度不宜太大，一般不大于5。E。如粘度過大，泵的揚程和效率將降低很多。 (2)輸送的液體應潔凈，不含固體顆粒，旋渦泵葉輪端面與泵蓋及泵體之間的軸向間隙一般只有0.1～0.15mm，閉式旋渦泵的葉輪外圓與隔板之間的徑向間隙為0.15～0.30mm。 如有磨礪性顆粒進人泵內(nèi)，將使間隙迅速增大，導致泵的流量劇減。通常，旋渦泵的葉輪可以在軸上滑動(見圖5—5)，使兩側的軸向間隙大致相等，間隙過小，也會發(fā)生摩擦，使軸功率顯著增大。旋渦泵可作產(chǎn)品油的加油泵、消防泵、船舶的供水泵、鍋爐給水泵以及高壓小流量的化工泵等。 三、旋渦泵結構型式 圖5—8為旋渦泵結構示意圖，其中單級懸臂式旋渦泵還可做成電機與泵共軸直聯(lián)結構。開式旋渦泵的自吸原理與液環(huán)真空泵相似。為使閉式旋渦泵也能自吸，可在泵出口處附加氣液分離罩或采用具有突然擴大口的排出管等方法。相比之下，前者的效果較好。 旋渦泵的自吸原理為：葉輪旋轉時，液體和氣體在流道中互相強烈混淆，形成液氣混合物。混合物通過分離罩時，由于旋轉運動，在離心力作用下，氣液分離。氣體積聚在分離罩中間，經(jīng)兩根導管排出;液體則經(jīng)過分離罩中間的孔，重新回到流道中再與氣體混合，如此反復達到自吸的目的。當液氣混合物通過突然擴大的排出管時，速度迅速降低，由于氣體的重度很小，即從液體中析出并排走，液體仍返回泵內(nèi)再與氣體混合，最后達到自吸。為縮短自吸時間，有時在吸入口處裝一逆止閥。