離心泵是靠一個或幾個葉輪旋轉時產生的離心力來完成介質輸送的,這可以從日常生活現象來說明。例如,雨天打傘外出時,急速轉動傘柄,傘面上的水滴就會沿傘的四周飛濺出去,傘面越大或旋轉得越快,水滴飛濺得越遠。又如,用一根繩子拉著石塊做圓周運動,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。離心泵就是根據這個原理設計的。
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的離心泵稱為離心泵裝置。離心泵的工作過程,實際上就是一個能量傳遞和轉換的過程,如圖1所示。離心泵啟動前,泵殼內首先應灌滿被輸送的液體,這個過程稱為“灌泵”。啟動后,原動機通過泵軸帶動葉輪旋轉,葉輪中的液體在葉片的驅動下與葉輪一起轉動,因而產生離心力。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入蝸殼。在蝸殼中,液體由于流道的逐漸擴大而減速,將部分動能轉變為靜壓能,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,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生了壓差。在壓差的作用下,吸液灌中的液體經吸入管路及泵的吸入室壓入葉輪中。就這樣,葉輪在旋轉過程中,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,液體就會不斷地被吸入和排出,離心泵就是這樣進行工作的。
必須注意的是:離心泵啟動之前,必須在泵內和吸入管路中灌滿所輸送的液體或用真空泵抽出泵內空氣。因為空氣的密度比液體密度小得多,產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,這種現象稱為“氣縛現象”,表示離心泵無自吸能力。另外,離心泵在運轉過程中,也必須防止外界空氣進入泵內。
在圖1中,離心泵吸入管路上的底閥是單向閥,泵在啟動前此閥關閉,保證泵體及吸入管路內能灌滿液體。啟動后此閥開啟,液體便可以連續流入泵內。底閥下部裝有濾網,可防止雜物進入泵內堵塞流道。