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　　KNOLL離心泵結構與工作原理

　　圖2-1為單級單吸式KNOLL離心泵總體結構簡圖。從圖中可以看出，KNOLL離心泵包括蝸殼形的泵殼8和裝于泵軸7上旋轉的葉輪3，蝸形泵殼的吸液口與吸液管4相連接，排液口通過閥門2與排液管1相連接。

　　KNOLL離心泵的葉輪一般是由兩個圓形蓋板組成，蓋板之間有若干片彎曲的葉片，葉片之間的槽道為液體的流道，如圖2-2所示。葉輪前蓋板中心位置有一個圓孔，即葉輪的進液口，它裝在泵殼的吸液口內，與離心泵吸液管相通。

　　KNOLL離心泵在啟動之前，先用液體灌滿泵殼和吸液管道，然后啟動電機，使葉輪和液體作高速旋轉運動，液體受到離心力作用被甩出葉輪，經蝸形泵殼中的流道而進入離心泵的出口管道，再排入管網中。

　　與此同時，離心泵葉輪中心處由于液體被甩出而形成真空區，吸液池中的液體便在內外壓差作用下，沿吸液管連續進入葉輪吸液口，又受到高速轉動葉輪的作用，液體被甩出葉輪而匯入出口管道，如此循環，就實現了離心泵連續輸送液體的目的。

　　KNOLL離心泵的工作過程實際上是一個能量傳遞和轉化的過程，它把電動機高速旋轉的機械能轉化為被輸送液體的動能、位能和壓力能。在這個傳遞和轉化過程中，伴隨著許多能量損失，這種能量損失越大，離心泵的性能就越差，工作效率就越低。

　　離心泵的工作原理與后面講到的容積泵完全不同。容積泵是靠工作容積由大變小將液體強行排擠出去，而離心泵是靠離心力將液體從葉輪中拋出去。離心泵的流量和揚程之間有相互對應的關系，因此可以用安裝在泵出液管路上的閥門來調節流量。

　　但是對于容積泵，一般是不允許用這種方法來調節流量，關小排液管路上的閥門，不僅起不到調節流量的作用，反而會使泵因排壓過大而發生事故。但在離心泵工作過程中，即使完全關死排液管路上的閥門，在短時間內一般也不會引起事故。

　　KNOLL軸流泵的原理和結構

　　KNOLL軸流泵是一種低揚程、大流量的葉片式泵。圖2-62所示為軸流泵的一般結構，其過流部分由吸入管1.、葉輪2、導葉3、彎管4和排出管5組成。當軸流泵工作時，液體沿吸入管進入葉輪并獲得能量，然后通過導葉和彎管排出。軸流泵是利用葉片對繞流液體產生升力而輸出液體的。

　　根據葉輪上葉片的安置角度是否可調，KNOLL軸流泵分為固定葉片軸流泵和可調葉片軸流泵兩類。軸流泵的工作特點是流量大，單級揚程低。可用作熱電站中的循環水泵、油田用供水泵或化工行業的蒸發循環泵。

　　為了提高泵的揚程，KNOLL軸流泵可以做成多級。多級軸流泵可以用作油田鉆井泥漿泵，大大減輕泵重，顯著改善工作性能。此外，軸流渦輪無桿抽油機就是利用了多級軸流泵的工作原理開發的采油設備。

　　與離心泵相比，軸流泵優點是外形尺寸小、占地面積小、結構較簡單、重量輕、制造成本低及可調葉片式軸流泵擴大了高效工作區等;缺點是吸入高度小，由于低汽蝕性能，一般軸流泵的工作葉輪裝在被輸送液體的低液面以下，以便在葉輪進口處造成一定的灌注壓力。

　　KNOLL旋渦泵的結構和工作原理

　　KNOLL旋渦泵是一種小流量、高揚程的葉片泵。流量最小的旋渦泵輸送流量為0.05L/s，流量大的旋渦泵輸送流量可達12.5L/s。單級旋渦泵輸送清水揚程可達300m。

　　旋渦泵的結構主要包括葉輪(外緣上帶有徑向葉片的圓盤)、泵體、泵蓋以及由泵蓋、泵體和葉輪組成的環形流道，如圖2-66所示。

　　液體由吸入管進入流道，并經過旋轉的葉輪獲得能量，再被輸送到排出管。當旋渦泵的葉輪旋轉時，液體按葉輪的轉動方向沿環形流道流動。

　　進入葉輪葉片間的液體在葉片的推動下與葉輪一起運動，其圓周分速度可以認為與葉輪的圓周速度相等。此時液體質點產生的離心力大小與圓周速度的平方成正比。

　　由于葉片間的液體與環形流道內的液體的圓周速度不同，這樣就在軸面內形成了如圖2-67所示的環形運動。液體的環形流動的向量方向垂直于軸面，指向沿流道的圓周縱長方向，這一環形運動稱為縱向旋渦。

　　液體質點從葉輪葉片間流出后進入環形流道中，將一部分動量傳給流道中的液流，這樣就給液體一個順著葉輪旋轉方向的沖量。同時，有一部分能量較低的液體又進入葉輪。

　　在環形流道中的液體依靠縱向旋渦，每經過一次葉輪，就得到一次能量，這就是旋渦泵的揚程高于一般葉片泵的原因。縱向旋渦的存在是旋渦泵區別于其他類型葉片泵工作過程的一個重要特點。

　　除縱向旋渦外，在葉輪葉片的進口邊，由于液流的沖角很大，使液體產生脫流，脫離葉片表面和形成旋渦。這種旋渦的向量方向與葉片的進口邊是平行的，即與葉片徑向方向相平行，所以稱為徑向旋渦。

　　在一般旋渦泵中，當泵的工況為這種情形時，徑向旋渦傳遞能量作用小，可以忽略不計。縱向旋渦的大小直接與環形流道內液體的速度有關，也就是與流量有關。隨著流量的增加，縱向旋渦減小。

　　當環形流道內液體的速度接近于葉輪的圓周速度時，由于流道內和葉輪葉片間液體的離心力相同，不會產生縱向旋渦。

　　而當流量越小，則液體在葉輪內的圓周速度和在環形流道內的圓周速度相差越大，離心力相差也越大，縱向旋渦也隨之變大，壓頭也越高。圖2-68和圖2-69為旋渦泵性能曲線及其實例。由兩圖可見，流量減小時，壓頭就增加。

　　KNOLL旋渦泵和其他類型泵相比，KNOLL旋渦泵的優點是結構簡單，制造方便，體積小，重量輕，揚程高，比同尺寸、同轉速的KNOLL離心泵要高2~4倍，陡降式H-Q性能曲線，對系統中壓力波動不敏感，有自吸能力，或借助于簡單裝置來實現自吸，某些旋渦泵可實現氣液混輸。缺點是：效率較低，最高不超過50%，大多數在20%~40%;汽蝕性能較差，適合抽送純凈的液體介質，黏度不能太大。