離心泵是靠一個(gè)或幾個(gè)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力來完成介質(zhì)輸送的,這可以從日常生活現(xiàn)象來說明。例如,雨天打傘外出時(shí),急速轉(zhuǎn)動傘柄,傘面上的水滴就會沿傘的四周飛濺出去,傘面越大或旋轉(zhuǎn)得越快,水滴飛濺得越遠(yuǎn)。又如,用一根繩子拉著石塊做圓周運(yùn)動,如果速度太快,繩子就會斷開,石塊將會飛出,這就是所謂的離心力。離心泵就是根據(jù)這個(gè)原理設(shè)計(jì)的。
為使離心泵正常工作,必須配備一定的管路和管件,這種配備有一定管路系統(tǒng)的離心泵稱為離心泵裝置。離心泵的工作過程,實(shí)際上就是一個(gè)能量傳遞和轉(zhuǎn)換的過程,如圖1所示。離心泵啟動前,泵殼內(nèi)首先應(yīng)灌滿被輸送的液體,這個(gè)過程稱為“灌泵”。啟動后,原動機(jī)通過泵軸帶動葉輪旋轉(zhuǎn),葉輪中的液體在葉片的驅(qū)動下與葉輪一起轉(zhuǎn)動,因而產(chǎn)生離心力。在離心力作用下,液體沿葉片流道被甩向葉輪出口并獲得能量,以高速離開葉輪出口進(jìn)入蝸殼。在蝸殼中,液體由于流道的逐漸擴(kuò)大而減速,將部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能,最后以較高的壓力流入排出管道,送至需要場所。
圖1 離心泵工作原理示意圖
在液體被甩向葉輪出口的同時(shí),在葉輪入口中心處形成一定的真空,從而在吸液罐和葉輪入口中心處的液體之間產(chǎn)生了壓差。在壓差的作用下,吸液灌中的液體經(jīng)吸入管路及泵的吸入室壓入葉輪中。就這樣,葉輪在旋轉(zhuǎn)過程中,一面不斷地吸入液體,一面又不斷地給吸入的液體以一定的能量。只要葉輪不斷地旋轉(zhuǎn),液體就會不斷地被吸入和排出,離心泵就是這樣進(jìn)行工作的。
必須注意的是:離心泵啟動之前,必須在泵內(nèi)和吸入管路中灌滿所輸送的液體或用真空泵抽出泵內(nèi)空氣。因?yàn)榭諝獾拿芏缺纫后w密度小得多,產(chǎn)生的離心力不足以將空氣排出,葉輪入口中心處不能形成足夠的真空,離心泵沒有抽吸液體的能力,這種現(xiàn)象稱為“氣縛現(xiàn)象”,表示離心泵無自吸能力。另外,離心泵在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,也必須防止外界空氣進(jìn)入泵內(nèi)。
在圖1中,離心泵吸入管路上的底閥是單向閥,泵在啟動前此閥關(guān)閉,保證泵體及吸入管路內(nèi)能灌滿液體。啟動后此閥開啟,液體便可以連續(xù)流入泵內(nèi)。底閥下部裝有濾網(wǎng),可防止雜物進(jìn)入泵內(nèi)堵塞流道。