螺杆泵

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了解一下原理

上个世纪八九十年代,在广大的农村和一些偏远的小城镇,自来水还远远没有普及。为了满足日常生活用水的需要,有的家庭会架设管道将山泉引入家里,有的会到附近的水井里挑水喝,有的则直接在自家院落找人安装一个活塞式抽水机。由于结构简单、成本低廉、使用方便等特点,这种简便抽水机的使用非常广泛。

抽水机主要利用大气压原理来抽水,由一根进水管和机体组成。进水管的长度约6~8米,需要将其捶打至地下,接触到地下水源。在进水管的顶部,安装一个圆筒形机体。机体由一个套筒和一个活塞组成,活塞可以在套筒内上下滑动且与筒壁贴合紧密。在机体底部和进水管接触的地方有个只能向上打开的活页B,在活塞上有另一个只能向上打开的活页A。

抽水前,将活塞推到最底端,此时在空气压力下,活页B关闭,活页A向上打开,套筒内的空气被排出。此时,向套筒内倒入一些水(起到密封作用),接着提起活塞。此时,活页A关闭,套筒内空气变稀薄,压强减小,进水管内的水位在气压差的作用下开始上升。随着活塞上下往复运动,活页A、B有规律的张合,地下水最终被抽出地面。

除了这种手动式抽水机,使用更广泛的是电动抽水机,而离心式抽水机最为普遍。顾名思义,离心式抽水机主要依靠叶轮快速旋转产生的离心力,将叶轮流道里的水甩向四周并压入涡壳,使叶轮入口处接近于真空,水在外界大气压力下沿吸水管被吸入补充这个空间,继而又被甩向四周。如此循环往复,从而实现抽水的目的。水沿离心泵的流经方向是沿叶轮的轴向吸入,垂直于轴向流出,即进出水流方向互成90°。

电动抽水机的种类非常多,除了离心泵,还包括齿轮泵、螺杆泵、双动往复泵、活塞泵、气动膜隔泵等众多类型。

齿轮泵齿轮相互分开形成低压,水被吸入并沿壳壁送到另一侧。另一侧两齿轮互相合拢,形成高压将水排出。

螺杆泵通过螺杆旋转,液体被拦截在啮合室内沿杆轴方向推进,进而被挤向中央排出。

双动往复泵的活塞右移时,左下吸水,右上排水。活塞左移时,右下吸液,左上排液,从而实现抽水目的。

活塞泵借由活塞在缸体内的上下往复运动,使缸内容积反复变化,以吸入和排出水。

气动隔膜泵的实质是往复泵,工作时为了使活柱不与腐蚀性料液直接接触,所以刻意将气缸腔体与液料用隔膜分开。

通过上述各类型水泵的介绍,大家肯定对水泵的运作原理有了清晰的认识。现在,科学奶爸给大家分享一个由 Delta Hack 带来的制作视频,利用最简单的材料制作一个迷你水泵,并将其用于实际生活中,带给人们便利。