容積水泵工作類型介紹

水泵是借動力設(shè)備和傳動裝置或利用自然能源將水由低處升至高處的水力機(jī)械。廣泛應(yīng)用于農(nóng)田灌溉、排水以及農(nóng)牧業(yè)、工礦企業(yè)、城鎮(zhèn)供水、排水等方面。用于農(nóng)田排灌、農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)過程中的水泵稱農(nóng)用水泵，是農(nóng)田排灌機(jī)械的主要組成部分之一。

水泵類型

根據(jù)不同的工作原理可分為容積水泵、葉片泵等類型。

容積泵是利用其工作室容積的變化來傳遞能量，主要有活塞泵、柱塞泵、齒輪泵、隔膜泵、螺桿泵等類型。

葉片泵是利用回轉(zhuǎn)葉片與水的相互作用來傳遞能量，有離心泵、軸流泵和混流泵等類型。潛水電泵的泵體部分是葉片泵。其他類型的水泵有射流泵、水錘泵、內(nèi)燃水泵等，分別利用射流水錘和燃料爆燃的原理進(jìn)行工作。水輪泵則是水輪機(jī)與葉片泵的結(jié)合。上述各類水泵中以下列各式較具代表性。

手動隔膜泵

用于低揚(yáng)程、小流量的提水作業(yè)，由泵體、進(jìn)出水管、進(jìn)出水閥門、隔膜和推拉桿等組成。泵體可由一個或兩個泵腔組成。具有兩個泵腔的隔膜泵，其隔膜設(shè)置在泵體的中央，或兩個隔膜分別裝在分隔的兩個泵腔外側(cè)。工作時由兩人用手操縱與隔膜相連的推拉桿，推動隔膜作壓進(jìn)和張開的往復(fù)運(yùn)動，使兩個泵腔的容積交替擴(kuò)大和縮小。當(dāng)泵腔擴(kuò)大時，壓力減小，進(jìn)水閥開啟出水閥關(guān)閉，水從進(jìn)水管流入泵腔；當(dāng)泵腔縮小時，壓力加大，進(jìn)水閥關(guān)閉，出水閥開啟，泵腔內(nèi)的水從排水管流出，兩個泵腔交替吸水和排水，每小時可提水10～20噸。

拉桿式活塞泵

由畜力原動機(jī)、風(fēng)力機(jī)或內(nèi)燃機(jī)等驅(qū)動，常在放牧場上從井中提水時使用。由泵缸、活塞、進(jìn)出水管、進(jìn)出水閥門、拉桿和傳動裝置等組成?；钊窟B接在它上面的拉桿帶動，在泵缸內(nèi)作上下往復(fù)運(yùn)動。當(dāng)活塞向上運(yùn)動時，進(jìn)水閥開啟，進(jìn)水管中的水進(jìn)入泵缸,同時出水閥關(guān)閉,活塞上面的水被帶動向上提升；當(dāng)活塞向下運(yùn)動時，進(jìn)水閥關(guān)閉，出水閥開啟，泵缸內(nèi)的水由出水閥升到活塞上面，如此反復(fù)進(jìn)水和提升，使水不斷從排水管排出。

軸流泵

由泵殼、葉輪和轉(zhuǎn)軸等機(jī)件構(gòu)成。也稱螺槳泵。葉輪上有螺旋槳狀的葉片若干，當(dāng)葉輪隨轉(zhuǎn)軸一起被動力機(jī)械驅(qū)動旋轉(zhuǎn)時，各葉片將水推向一端，同時又在另一端從水源吸取水，使水產(chǎn)生沿著平行于轉(zhuǎn)軸方向的連續(xù)流動，達(dá)到不斷輸送水流的目的。水流壓力因葉輪轉(zhuǎn)動作用而提高。由葉輪出來的旋轉(zhuǎn)水流通過固定導(dǎo)葉后，消除了旋轉(zhuǎn)分速度，并由于擴(kuò)散作用而使其部分動能轉(zhuǎn)換成壓力能,推動泵殼內(nèi)的水流沿軸向上升,由出水管流出。軸流泵多用于揚(yáng)程低而流量大的場合，揚(yáng)程范圍1～25米左右；流量2.7～60.0米3/秒，效率可達(dá)85～90.5％。安裝方式有立式、臥式和斜式3種,其中以立式軸流泵應(yīng)用較多(圖2)。大型軸流泵葉輪輪轂上的旋槳葉片的安裝角度可以調(diào)節(jié)，或借液壓傳動的轉(zhuǎn)軸在運(yùn)行中隨時間調(diào)節(jié)，以適應(yīng)揚(yáng)程及流量變化的要求，獲得較高的生產(chǎn)率，故稱可調(diào)式軸流泵。

貫流泵是臥式軸流泵的一種。由電動機(jī)、減速裝置和水泵組成一整體，裝設(shè)在水下堤壩內(nèi)部的機(jī)坑內(nèi)，其進(jìn)出水流道位于一條直線上，近似直圓筒形，水力損失少，提水效率高，且結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、檢修方便，泵站工程簡單。圬工泵是一種低揚(yáng)程軸流泵，除葉輪及其外圍的泵殼用金屬材料制成以外，進(jìn)水流道和出水流道均采用磚石或混凝土結(jié)構(gòu)，其揚(yáng)程在2米以下,流量大、結(jié)構(gòu)簡單、造價低、效率高。適用于低洼地區(qū)的排澇和灌溉。

混流泵

構(gòu)造和工作原理兼有離心泵和軸流泵兩種類型的特點的一種水泵。葉輪被動力機(jī)械帶動旋轉(zhuǎn)時，葉片一方面推動著水體，同時又驅(qū)使水體旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心作用。水體在葉片的推力和離心力的作用下產(chǎn)生流動和提高壓力。水流由軸向流入葉輪后沿葉片斜向流出，常用于輸送排量較大而壓力中等的場合。通常有蝸殼式和導(dǎo)葉式兩種類型。蝸殼式混流泵的結(jié)構(gòu)同離心泵相似，利用蝸殼形流道將水流通過葉輪后獲得的動能轉(zhuǎn)換為壓力能，一般中、小型混流泵多采用蝸殼式結(jié)構(gòu)。導(dǎo)葉式混流泵也稱斜流泵，其結(jié)構(gòu)與軸流泵相似，具有徑向尺寸較小，結(jié)構(gòu)簡單輕便等特點。大型混流泵以導(dǎo)葉式居多，其葉片的安裝角度一般也能調(diào)節(jié)?；炝鞅玫膿P(yáng)程范圍一般為3～10.5米，起動功率較低，能適應(yīng)水位的變化,流量為0.1～50米3/秒；效率可達(dá)64～86％。20世紀(jì)70年代以來，大型混流泵的發(fā)展速度較快，在許多場合有取代大型軸流泵的趨勢。

長軸深井泵

多數(shù)是一個立式單吸離心泵，其葉輪裝在井中動水位以下，動力機(jī)設(shè)置在井上，通過傳動長軸驅(qū)動葉輪在導(dǎo)流殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)，水流沿導(dǎo)流殼與葉輪之間的流道，經(jīng)輸水管向上提升到地面。揚(yáng)程高時可采用多個葉輪串聯(lián)的多級離心泵。由于傳動長軸的制造和安裝精度要求較高，效率隨井深的增加而顯著降低，因而一般只用于不超過100米的深井。

潛水電泵

泵體葉輪和驅(qū)動葉輪的電機(jī)都潛入水中工作的一種水泵，有深井用和作業(yè)面用兩種。深井用潛水電泵通過伸入井中的電纜向電機(jī)供電，免去了傳動長軸，因而結(jié)構(gòu)緊湊,重量輕,安裝、使用和轉(zhuǎn)移方便，在有電源地區(qū)有取代長軸深井泵的趨勢，但對含沙量大的水井和無電源地區(qū)不適用。潛水電泵用的電動機(jī)有干式（電機(jī)全部密封）、半干式（電機(jī)的定子密封，而轉(zhuǎn)子在水中運(yùn)轉(zhuǎn)）、充油式（電機(jī)內(nèi)部充油以防水分侵入繞組）和濕式(電機(jī)內(nèi)部充水，定子和轉(zhuǎn)子都在水中運(yùn)轉(zhuǎn))等類型。前3種都需要密封且制造安裝精度要求較高,因而農(nóng)用深井潛水電泵通常采用濕式電動機(jī)，其定子繞組采用耐水絕緣導(dǎo)線或在定子繞組端部及槽內(nèi)澆注合成樹脂，水進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部影響不大,密封結(jié)構(gòu)可大大簡化,只要求防砂。有的深井潛水電泵揚(yáng)程高達(dá)1400米，最大流量達(dá)1.4米3／秒。

射流式深井泵

通常是由射流泵和離心泵配以相應(yīng)套管組成。用于從30米以內(nèi)的深井中提水。射流泵的工作原理是使壓力通過噴嘴噴射到喉管的入口處，由于射流的橫向紊動擴(kuò)散作用，帶走吸水管內(nèi)的空氣，使管內(nèi)形成真空，井水被吸入并與射流水在喉管內(nèi)混合，進(jìn)行能量交換。在喉管的出口處二者的流速趨近一致，再通過擴(kuò)散管將大部分動能轉(zhuǎn)換為壓力能，使水壓進(jìn)一步提高，最后從排水管排出。

射流式深井泵有兩種組合類型：①將射流泵同離心泵并聯(lián)，離心泵通過管路將壓力水送入射流泵，射流泵將這部分水與被吸水一同向上提升，從而使小流量的高壓水轉(zhuǎn)換成大流量的低壓水，主要用于地面灌溉和渠道清淤等；②將射流泵和離心泵串并聯(lián)，使射流泵給離心泵加壓，提高其吸程，而將離心泵的出水量分出一部分提供給射流泵,其余部分送入壓水池或壓力管路,其出水壓力較高，主要用于噴灌設(shè)備和農(nóng)牧業(yè)供水。同潛水電泵和長軸深井泵相比，射流式深井泵具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、制造方便、成本低等特點；但效率較低，相同工況下的電耗較高。

螺桿泵

依靠螺桿轉(zhuǎn)動時泵腔容積的變化吸入和輸送水體的一種容積泵。有單螺桿、雙螺桿和多螺桿等類型。在農(nóng)業(yè)中使用的是單螺桿泵，其泵腔由鋼制螺桿和固定安裝在泵殼內(nèi)的橡膠套管組成。具有單螺距的螺桿在具有雙螺距內(nèi)螺旋的套管內(nèi)轉(zhuǎn)動，兩者間形成的空腔由吸入端移動到出口端，從而形成連續(xù)的水流。由于其結(jié)構(gòu)簡單、體積小、拆裝容易、工作可靠，自吸性能好，多用于移動式噴灌系統(tǒng)。

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