Схема устройства и принцип действия центробежных насосов.

Насосы динамического действия состоят из двух основных элементов: корпуса и рабочего колеса. Корпус предназначен для формирования и подвода рабочей среды к рабочему колесу, сбора и отвода ее после его. Корпус центробежных машин изготавливают в виде спирали.

Рабочее колесо приводится во вращение от электродвигателя через вал. Рабочее колесо закрытого типа состоит из двух дисков (переднего и заднего) между которыми находятся лопасти, плавно изогнутые в сторону противоположную направлению вращения колеса. Внутренние поверхности лопастей образуют, так называемые, межлопастные каналы колеса, которые при пуске насоса в работу должны быть заполнены жидкостью.

Рис. 4 Схема устройства центробежного насоса.

1-лопасть рабочего колеса; 2-уплотнительное кольцо рабочего колеса; 3-подводящий патрубок; 4-передний диск; 5-рабочее колесо; 6-корпус; 7-задний диск; 8-сальниковое уплотнение; 9-вал; 10-диффузор.

При вращении рабочего колеса на каждый объем жидкости массой m, находящийся в межлопастном пространстве на расстоянии r от оси вала, будет действовать центробежная сила, определяемая выражением:

F_ц=mw²r, , (10)

где w - угловая скорость вала, рад/с.

Под действием этой силы жидкость начинает перемещаться от центра к периферии колеса, вследствие чего по условиям неразрывности потока в центре колеса создается разряжение, а на периферии - избыточное давление. Для обеспечения непрерывного движения жидкости необходимо обеспечить подвод перекачиваемой жидкости к рабочему колесу и отвод ее от него.

Жидкость подводят к колесу через отверстие в переднем диске его с помощью всасывающего патрубка и всасывающего трубопровода. Движение жидкости по всасывающему трубопроводу осуществляется вследствие разности давлений над свободной поверхностью жидкости и в центральной области насоса.

Для отвода жидкости в большинстве насосов корпус насоса имеет расширяющийся спиральный канал в виде улитки, в который поступает жидкость, выбрасываемая из рабочего колеса. Спиральный канал переходит в короткий диффузор, образующий напорный патрубок, соединяющийся с напорным трубопроводом.

Одна из особенностей центробежного насоса – невозможность пуска его в действие без предварительного залива перекачиваемой жидкостью, так как наличие зазора между уплотнительным кольцом рабочего колеса и корпусом не позволяет создавать необходимого разрежения и обеспечить поступление жидкости к рабочему колесу.

Анализ уравнения 10 показывает, что центробежная сила, следовательно, и напор, развиваемый насосом, тем больше, чем больше частота вращения и диаметр рабочего колеса.