阿基米德螺旋泵

埃及尼罗河三角洲地区的农民用手摇动一个传统的（封闭式）螺旋泵来灌溉农田。图片：Waterencyclopedia.com

阿基米德螺旋泵可以手动操控并可以有效抽水。 GIF动画： Wolfram Demonstrations Project.

一位埃及农民用手转动阿基米德螺旋泵来灌溉农田。图片： 国家地理工作人员海伦和弗兰克斯莱德.

阿基米德螺旋泵（由一位希腊数学家命名）于公元前250年便已存在于世。然而，考古证据使很多人相信，在亚述（今伊拉克）或埃及存在阿基米德泵的早期雏形；阿基米德只是对早期设计做了改善。

根本上说，阿基米德螺旋泵是一个两端开口的圆柱体密封腔中的大的螺旋结构，运行时稍稍倾斜。当圆柱密封腔较低的一段被置于水中时，随着螺旋杆的转动，腔室和螺旋结构间的水会被向上推进。螺杆的连续转动会带动液体以螺旋形方式从一个密封腔压向另一个密封腔，最后挤出泵体。

阿基米德泵可用于将水抽取到1.5米（5英尺）以下的高度。在这种情况下，它可能是最有效的古老的方法，因为两个人在一小时内就可以抽取庞大的水量。几个世纪以来阿基米德螺旋泵被广泛的应用于农业灌溉和地面排水，通常由人或动物提供动力。除了结构简单这一特点，它还具有能够输送夹杂了泥土，沙子或沙砾的水的优点。

阿基米德螺旋泵分为两种：

• 开放式螺旋泵－－在液体槽中旋转。 它由一个附带螺旋叶片的扭矩管，一个低端浸在水中的轴承，一个向上延伸的推力轴承，一个齿轮减速器（通常由电动马达驱动），以及一个液体槽（螺杆在其中以恒定速度旋转）组成。限速范围在大泵20转／分钟，小泵75转／分钟，并且在螺旋泵顶端没有水溢出的情况下不可以超过限制速度。

• 密闭式螺旋泵－－螺旋杆与圆柱腔室同时旋转。除以下几点不同，封闭螺旋泵与开放式螺旋泵基本相似：

－由于螺旋叶片被焊接到外缸，所以不存在滑移（回流）。当螺旋泵停止转动，水会停留在叶片之间。低端轴承（安装在高水位上的可自动校准的滚轴装置）很容易接入。滚轴携带了大部分的径向载荷。
－由于不存在滑移，螺旋泵即使在低排量时也保持着非常高的效率。
－不需要厚重的混凝土结构。

现代应用

阿基米德螺旋泵在一些有限的应用中被使用至今（通常是电动），尺寸小至四分之一英寸，大则直径近四米（12英尺）。例如，大的螺旋泵或堤坝螺旋泵可以用于抽排暴雨径流，抽排水或污水等。

阿基米德螺旋泵，现在被称为螺旋输送机，如今同样被主要应用于输送干散物料。然而，在没有发电机泵或寻求低技术的抽水方案时，阿基米德螺旋泵是个不错的选择。

适宜条件

如今，用于抽水的阿基米德螺旋泵主要分布在埃及的尼罗河三角洲地区。

螺旋泵的一个主要优点是可以以可变的恒定速度泵送，因为输出量（设计容量内）是由贮槽水位控制的，并与进水流速相等。它的缺点包括端流的诱导，气味或挥发性物质的释放（如果用来排污水），以及较高的初始成本（如果使用金属部件，而不是木制）。但是，当与其它类型的泵比较成本时，应考虑整个系统的成本，包括全部的管道，潮湿或干燥的货井，过滤器，管件，阀门，变速控制，其它配件，以及运营和维护成本。需要注意的是，如果螺旋泵质量好并正确安装，这会免掉操作者很多麻烦。

建设，运营和维护

小型阿基米德螺旋泵模型有助于理解抽水设备的原理。农民通常用竹子或其它木材制造螺旋泵。也可以使用所在地区当地的（或便宜的）材料。下列设备都可以用来制作“开放式螺旋泵”。

材料

• 手柄
• PVC管
• 软管

安装

1. 测量水源到目的地的距离。取相应长度的PVC管。
2. 将手柄粘在PVC软管的顶端。手柄是可选的，但它有助于更快的抽水。手柄越长，越容易转动管道。
3. 将软管一端粘到有胶带的PVC管底部。使软管与PVC管重叠1英寸。不要吝啬封口胶带，以保证抽水时软管保持不动。
4. 将软管绕着PVC管拧成螺旋形。把软管粘到PVC管顶端。再一次允许有一到两英尺的重叠并切掉软管。这样转动PVC管时水会排除软管。

这种简易的螺旋泵可以被视为一连串绕中心轴的斜面。旋转PVC管时，相当于把水放到小型升降机里，从一个斜面到另一个斜面直到从顶端流出。使用螺旋输送器抽水要比垂直提水容易得多，就像沿着盘山道走会比直接向上攀爬更容易一样。

操作说明，视频和链接

阿基米德式螺旋抽水机 /
阿基米德螺旋泵

致谢

• [http://www.waterencyclopedia.com/Po-Re/Pumps-Traditional.html#b 泵，传统Waterencyclopedia.com.
• 萨塔巴亚提博士泵和泵站，第三类。 伊拉克－理工大学

翻译：刘帅 新南威尔士大学翻译硕士专业 Translated by Shuai Liu UNSW master of translation and interpreting