離心泵的主要過流部件有吸水室、葉輪和壓水室。吸水室位于葉輪的前面,其作用是把液體引向葉輪,有直錐形、彎管形和螺旋形三種形式。壓水室主要有螺旋形水室、導(dǎo)葉和空間導(dǎo)葉三種形式,另外還有一種環(huán)形壓水室,主要用于泥漿泵、污水泵等抽送懸浮的泵。 葉輪是泵的重要的工作元件,是過流部件的心臟。葉輪由蓋板和中間的葉片組成。
離心泵工作之前,先將泵內(nèi)充滿液體,然后起動離心泵,葉輪快速轉(zhuǎn)動,葉輪的葉片驅(qū)使液體轉(zhuǎn)動,液體轉(zhuǎn)動時依靠慣性向葉輪外緣流去,同時葉輪從吸入室吸進液體。在這一過程中,葉輪中的液體繞流葉片,在繞流運動中液體作用一升力于葉片,反過來葉片以一個與升力大小相等、方向相反的力作用于液體,這個力對液體作功,使液體得到能量而流出葉輪,這時液體的動能與壓能均增大。
壓水室位于葉輪外圍,其作用是將葉輪中流出的液體收集起來,并送往壓力管路或下一級葉輪的輸入口中。在將液體送住壓力管路或下一級葉輪前,消除液流的旋轉(zhuǎn)運動,把液流有這部分旋轉(zhuǎn)動能轉(zhuǎn)化成壓能。同時降低液流的流速,以減小壓力管路中的水力損失或適合下一級葉輪吸入口的要求。在螺旋形壓出室的未端,一般還裝上一個擴散段,用來進一步將液流的動能轉(zhuǎn)化為壓能。
當(dāng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)時,葉輪帶動葉片間的液體一道旋轉(zhuǎn),由于離心力的作用,液體從葉輪中心被甩向葉輪外緣(流速可增大至15~25m/s),動能也隨之增加。當(dāng)液體進入泵殼后,由于蝸殼形泵殼中的流道逐漸擴大,液體流速逐漸降低,一部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能,于是液體以較高的壓強沿排出口流出。與此同時,葉輪中心處由于液體被甩出而形成一定的真空,而液面處的壓強Pa比葉輪中心處要高,因此,吸入管路的液體在壓差作用下進入泵內(nèi)。葉輪不停旋轉(zhuǎn),液體也連續(xù)不斷的被吸入和壓出。
在開動水泵前,泵里灌滿了水,當(dāng)水泵轉(zhuǎn)動時,葉輪旋轉(zhuǎn),水在離心力的作用下被甩出去,獲得一定的速度。利用蝸殼后端的擴散管或?qū)~的截面逐漸擴大,將速度能轉(zhuǎn)換為壓力能,順著水管把水送出去,在離心泵內(nèi)充滿液體的情況下,葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力,葉輪槽道中的液體的離心力的作用下甩向外轉(zhuǎn)流進泵殼。葉輪中心原來被水占有的地方就變成真空,壓力降低,而泵吸入口液面有大氣壓力的作用,葉輪中心的壓力低于吸入管內(nèi)的壓力,液體就在這個壓力差的作用下由吸入管流入葉輪。液體在離心力的作用下,又被甩出去,并通過蝸殼、擴散管等的作用將其速度能轉(zhuǎn)換為壓力能把液體送出。這樣,連續(xù)不斷地把液體壓出去又吸上來,使液體增加能量,達到提升、輸送液體的作用。這就是離心泵的工作原理。