KNOLL离心泵结（jié）构与工作（zuò）原理

　　图2-1为单级单吸式KNOLL离心（xīn）泵总体结构简图。从图中可以看出，KNOLL离心（xīn）泵包括蜗壳形的（de）泵壳8和装于泵轴7上（shàng）旋转的叶轮3，蜗形泵（bèng）壳的吸液口与吸液管4相连接，排液口通过阀门2与排液管1相（xiàng）连接（jiē）。

　　KNOLL离心泵的叶（yè）轮一般是由两个圆形盖板（bǎn）组成（chéng），盖板之间有若干片弯曲的叶片（piàn），叶片之间的槽道为液体的流道，如（rú）图2-2所示。叶轮前盖板中心位（wèi）置有一个圆孔，即叶轮的进液口，它装在泵壳的吸液口内，与（yǔ）离心泵吸液管相通。

　　KNOLL离心泵在启动之（zhī）前，先用液（yè）体灌满泵（bèng）壳和吸液管道，然后启动电机，使叶（yè）轮和液体作高速旋转运动，液体受到（dào）离心力作用被甩出叶轮，经蜗形泵壳中的流道而（ér）进入离心泵的出口管道，再排入管网中。

　　与此同（tóng）时，离心泵叶轮中（zhōng）心处（chù）由于液体被（bèi）甩（shuǎi）出（chū）而形成真（zhēn）空区，吸液池中的液体便（biàn）在内外压（yā）差作用下，沿吸液管连续进入叶轮吸液口，又受到（dào）高速转动（dòng）叶轮的作用（yòng），液体（tǐ）被甩出叶轮而汇入出口管道（dào），如此循环，就实现了离心泵（bèng）连续输送液体的目的。

　　KNOLL离心泵的工作过程实际上是一个能量传递和转化的（de）过程，它把电动机高速旋转的机械（xiè）能转（zhuǎn）化（huà）为被输送液体的动能、位能和压力（lì）能。在这个传递和转化过程中，伴随（suí）着许多能量损失，这种能量损失越大，离心泵的（de）性能就越差，工作（zuò）效率（lǜ）就越低。

　　离心泵的工作原理与后面讲到的容积泵完全不同。容积泵是（shì）靠工作容积由大（dà）变小将液体强行排挤出去，而离心泵是靠离心（xīn）力将液体从叶轮中抛出去。离心泵（bèng）的流量和扬程之间有相互对应的关系，因此可以用安装在（zài）泵出液管路上（shàng）的阀门（mén）来调（diào）节流量。

　　但是对于（yú）容积泵（bèng），一般（bān）是不（bú）允许用（yòng）这种方法来调节流量，关小排液管路上（shàng）的阀门，不仅起不到调（diào）节流量的作用，反（fǎn）而会使泵因排压过大而发生事故。但在离心泵工作过程中，即使完全关死排液管路上的阀门，在短时间内一般也不（bú）会引起事故。

　　KNOLL轴流泵的原理（lǐ）和（hé）结构

　　KNOLL轴流泵是一种低扬程、大流量的叶片式泵。图2-62所示为轴流泵的一般结构，其过流部分由吸入管1.、叶轮2、导叶3、弯管4和排出管5组成。当轴流（liú）泵（bèng）工作时，液体沿吸入管进入叶轮（lún）并获得能（néng）量，然后通过导叶和弯管排出。轴流泵是利用叶片对绕流液体产生（shēng）升力而输出液体的。

　　根据叶轮上叶片的安置角度是否可调，KNOLL轴流泵分为固定叶片轴流泵（bèng）和可调叶片轴流泵两类。轴流（liú）泵的工作特点是流（liú）量大，单级扬程低。可用作热电站中的循环水泵、油田用（yòng）供水泵（bèng）或化工行业的蒸发循环泵（bèng）。

　　为了提高泵的扬程，KNOLL轴流泵（bèng）可以做成多（duō）级。多级轴流泵可（kě）以用作油田钻井泥浆泵，大大减轻泵重，显著改善工（gōng）作性能。此（cǐ）外，轴流涡轮无杆抽油机就是利用了多级轴流（liú）泵的（de）工作原理开发的采油设备。

　　与离心泵相比，轴流泵优点是外形（xíng）尺寸小、占地面积小、结构较简单、重量轻、制造成本低及可调叶片式（shì）轴流泵扩大了高效（xiào）工作区等;缺点是吸入高度小，由于低汽蚀性能，一般轴流泵的工作叶轮（lún）装（zhuāng）在（zài）被输送液体（tǐ）的低液面以下，以（yǐ）便在叶轮进口处造成一定的灌注压力。

　　KNOLL旋涡泵（bèng）的结构和工作原理

　　KNOLL旋涡泵是一种小流量、高扬程的叶片泵（bèng）。流量最小的旋（xuán）涡泵输送流量为0.05L/s，流量大的旋涡（wō）泵输送流量可达12.5L/s。单级（jí）旋涡泵输送清水扬程可达300m。

　　旋涡泵的结构主要包括叶轮(外缘（yuán）上带有径向叶片的圆盘)、泵体、泵盖（gài）以及由泵盖、泵体和叶（yè）轮组成的环形流道，如图2-66所示。

　　液（yè）体由吸入管进入流道，并经过旋转（zhuǎn）的叶轮获得能量，再被输送到排出管。当旋（xuán）涡泵的（de）叶轮旋转时，液（yè）体（tǐ）按（àn）叶轮的转（zhuǎn）动方向沿环形流道流动。

　　进入叶轮叶片间的液体在叶片的推动下（xià）与叶轮一（yī）起运动，其圆周分速度可以认为与（yǔ）叶轮的圆周速度相等。此时液体质点产生的离心力大小（xiǎo）与圆周速度的平方（fāng）成正比（bǐ）。

　　由（yóu）于叶片间（jiān）的液体与环形流道内的液体的圆周速（sù）度不同，这样就在轴面内（nèi）形成了如图2-67所示的环（huán）形运动。液体的环（huán）形流动的向量方向垂直于轴面，指向沿流道的圆周纵长方（fāng）向，这一环形运动称为纵向旋涡。

　　液体质点从叶轮叶片间流出后进入环形流道中，将一部分动量传给（gěi）流（liú）道中（zhōng）的液流，这样就给液体一个顺着叶轮旋转方向（xiàng）的冲量。同时，有一部分能量较低的液体又进（jìn）入叶（yè）轮。

　　在环形流道中的（de）液体依（yī）靠纵向旋涡，每经过一次叶（yè）轮，就得到一次能量，这就是旋（xuán）涡泵的扬程高于一般叶片泵的原因。纵向旋涡的存（cún）在是旋涡泵区别于其他类型叶片泵工（gōng）作过程的一个重要特点。

　　除纵向旋涡外，在叶轮叶片的进口边，由于液流的冲角很大，使液体产生脱流，脱离叶片表面和形成旋涡。这种旋涡的向量方向与（yǔ）叶（yè）片（piàn）的进口边是平行的，即与叶片（piàn）径向方向（xiàng）相平（píng）行，所以称（chēng）为径向（xiàng）旋涡。

　　在一般旋涡泵中，当泵的工况为这种情形时，径向旋涡传递能（néng）量作用小，可以忽略不计。纵向旋（xuán）涡的大小直接与环（huán）形流道内（nèi）液（yè）体（tǐ）的速度有关，也就是与（yǔ）流量有关。随着流量（liàng）的增加，纵向旋涡减小。

　　当环形流道内液（yè）体的速度接近于（yú）叶轮的圆周速度时，由于（yú）流道内和叶轮（lún）叶片间液体的（de）离心力相同，不会产生纵向旋涡（wō）。

　　而当流量越（yuè）小，则（zé）液体在叶轮内的圆（yuán）周速度和在环形流道内的圆周速（sù）度相差越大，离心力（lì）相差也越大，纵向旋涡也随之变大，压（yā）头也越高（gāo）。图2-68和图2-69为旋涡泵性能曲线及其实例。由两图可（kě）见，流量减小时，压头（tóu）就增加（jiā）。

　　KNOLL旋涡泵和其他类型泵相比，KNOLL旋涡泵的优点是结构（gòu）简单，制造方便，体积小，重量轻，扬程高，比同尺寸、同转速的KNOLL离心泵要高（gāo）2~4倍，陡降式（shì）H-Q性能曲线，对系统中压力波动不敏感，有自吸能力，或借助于（yú）简单装置来实现自（zì）吸，某些旋涡泵可实现气液混输。缺点是：效率较低，最高不超过50%，大多数在20%~40%;汽蚀性能较差，适合抽送纯净的液体介质，黏度不能太大。