[科普中國]-阿基米德螺旋泵

阿基米德螺旋泵，是古希臘數(shù)學(xué)家、科學(xué)家阿基米德在埃及時，發(fā)明的一種螺旋水泵。這是歷史上最早的水泵，其原理仍為現(xiàn)代螺桿泵所利用。

簡介歷史學(xué)家狄奧多羅斯（Diodorus Siculus，公元前1世紀(jì)）記載阿基米德在埃及時，發(fā)明一種螺旋水泵，被埃及人廣泛使用。

這種揚(yáng)水機(jī)是為了將水從大船的船艙中排出而發(fā)明的。揚(yáng)水機(jī)可以利用螺旋把搬運(yùn)到高處,在埃及得到了廣泛的應(yīng)用，是現(xiàn)代螺旋泵的前身1。

工作原理阿基米德螺旋泵工作原理是當(dāng)電動機(jī)帶動泵軸轉(zhuǎn)動時，螺桿一方面繞本身的軸線旋轉(zhuǎn)，另一方面它又沿襯套內(nèi)表面滾動，于是形成泵的密封腔室。螺桿每轉(zhuǎn)一周，密封腔內(nèi)的液體向前推進(jìn)一個螺距，隨著螺桿的連續(xù)轉(zhuǎn)動，液體螺旋形方式從一個密封腔壓向另一個密封腔，最后擠出泵體。螺桿泵是一種新型的輸送液體的機(jī)械，具有結(jié)構(gòu)簡單、工作安全可靠，使用維修方便、出液連續(xù)均勻、壓力穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。

來歷古希臘時期的阿基米德是有史以來最早的水泵發(fā)明者．阿基米德出生于公元前287年的希臘敘拉古城．當(dāng)時的敘拉古經(jīng)濟(jì)空前繁榮，科學(xué)研究之風(fēng)甚濃，城里的許多人對哲學(xué)、幾何學(xué)等頗有研究。他們喜歡辯論，把這當(dāng)做學(xué)習(xí)的機(jī)會，阿基米德從小生活在這種氛圍之中，養(yǎng)成了喜歡思索、喜歡學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣。

當(dāng)時處于尼羅河河口的亞歷山大城，是地中海東部政治、經(jīng)濟(jì)、文化的中心，那里聚集了許多第一流的科學(xué)家．好學(xué)的阿基米德也來到亞歷山大城，在這里學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、天文學(xué)和力學(xué)。一個星期天，阿基米德和同學(xué)們一起乘木船，在尼羅河上緩緩地行駛，兩岸旖旎的風(fēng)光讓他目不暇接。忽然，他看到一群人在用木桶拎水，便問道：“他們干嘛要拎水？”

“河床地勢低，農(nóng)田地勢高，農(nóng)民只好拎水澆地了?！币晃划?dāng)?shù)氐耐瑢W(xué)告訴他．“這樣拎水的效率太低了，澆一丘田不知要拎多少桶?！卑⒒椎滦闹挟a(chǎn)生了對農(nóng)民的同情心。那位同學(xué)不以為然地說：“祖祖輩輩，人們都是這樣做的。你有什么好辦法？”

回去后，阿基米德的眼前總是閃現(xiàn)出農(nóng)民拎水時吃力的樣子?！翱刹豢梢宰屗咛幜髂?”阿基米德開始思考這一問題。漸漸地，在阿基米德的腦海中產(chǎn)生了一個設(shè)想：“做一個大螺旋，把它放在一個圓筒里．這樣，螺旋轉(zhuǎn)起來后，水不就可以沿著螺旋溝帶到高處去了嗎？”

阿基米德立即根據(jù)這一設(shè)想，畫出了一張草圖。他拿著這張草圖去找木匠，請求師傅幫他做一個用于泵水的工具。經(jīng)阿基米德的指點(diǎn)，木匠制出了一個怪玩意兒。阿基米德將這個東西搬到河邊，并把它的一頭放進(jìn)河水里，然后輕輕地?fù)u動手柄?！肮緡！?，只見河水在搖動手柄的同時，從怪東西的頂端不斷地涌出來。水，果然往高處流了。

前來圍觀的農(nóng)民，被這神奇的東西迷住了。他們紛紛贊揚(yáng)阿基米德為農(nóng)民做了一件大好事。不久，這種螺旋水泵在尼羅河流域，乃至更廣大的范圍流傳開了。人們把這種水泵稱為阿基米德螺旋泵。一些現(xiàn)代工廠仍然使用這種阿基米德螺旋泵來移動流質(zhì)和粉物。

現(xiàn)代應(yīng)用在現(xiàn)代工廠應(yīng)用中叫做螺旋輸送機(jī)。

螺旋輸送機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單，制做成本低，密封性強(qiáng)、操 作安全方便等優(yōu)點(diǎn)，中間可多點(diǎn)裝、卸料。廣泛用于化工、 建材、冶金、糧食等部門，在傾角β

螺旋機(jī)廣泛應(yīng)用于各行業(yè)，如建材、化工、電力、冶金、煤礦炭、糧食等行業(yè)，適用于水平或傾斜輸送粉狀、粒狀和小塊狀物料，如煤礦、灰、渣、水泥、糧食等，物料溫度小于200℃。螺旋機(jī)不適于輸送易變質(zhì)的、粘性大的、易結(jié)塊的物料。在混凝土攪拌站中,螺旋輸送機(jī)的作用得到了最大的體現(xiàn).

由驅(qū)動裝置封閉槽箱和螺旋組成借螺旋轉(zhuǎn)動將槽箱內(nèi)的煤推移輸出。

螺旋輸送機(jī)的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單、橫截面尺寸小、密封性好、工作可靠、制造成本低，便于中間裝料和卸料，輸送方向可逆向，也可同時向相反兩個方向輸送。輸送過程中還可對物料進(jìn)行攪拌、混合、加熱和冷卻等作業(yè)。通過裝卸閘門可調(diào)節(jié)物料流量。但不宜輸送易變質(zhì)的、粘性大的、易結(jié)塊的及大塊的物料。輸送過程中物料易破碎，螺旋及料槽易磨損。單位功率較大。使用中要保持料槽的密封性及螺旋與料槽間有適當(dāng)?shù)拈g隙。

垂直螺旋輸送機(jī)適用于短距離垂直輸送?？蓮澢菪斔蜋C(jī)的螺旋由撓性軸和合成橡膠葉片組成，易彎曲，可根據(jù)現(xiàn)場或工藝要求任意布置，進(jìn)行空間輸送。螺旋輸送機(jī)葉片有現(xiàn)拉式和整拉失，現(xiàn)拉式可做成任意厚度與規(guī)格尺寸，整拉式不宜制作非標(biāo)準(zhǔn)螺旋1。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

石季英 - 副教授 - 天津大學(xué)