離心泵（Centrifugal pump  ）它是一種利用旋轉(zhuǎn)葉輪提高流體速度的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力泵，是過(guò)程工程中最常用的流體輸送機(jī)械。其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、流量大且均勻，操作方便等，適合有腐蝕性的運(yùn)輸、含有懸浮固體和其他具有特殊性質(zhì)的液體。15世紀(jì)末，倫納德·達(dá)·芬奇(Leonardo da Vinci)帕潘在1705年提出了離心的概念(Oeris Papin)發(fā)明了第一臺(tái)適用于提升液體的泵，這就是離心泵的雛形1818年，馬薩諸塞州水泵廠開始制造離心泵。1831年的黑色·康奈克斯迪丘公司將第一臺(tái)立式半開式葉輪離心泵投入市場(chǎng)。從1851年到1875年，帶導(dǎo)葉的多級(jí)離心泵相繼發(fā)明，這使高揚(yáng)程離心泵的發(fā)展成為可能。1905年，蘇爾壽兄弟工廠開始批量生產(chǎn)帶串聯(lián)葉輪的高壓泵。20世紀(jì)初，離心泵與高速電機(jī)直接相連，這決定性地?cái)U(kuò)大了離心泵的應(yīng)用范圍。20世紀(jì)40年代出現(xiàn)了適應(yīng)高比轉(zhuǎn)速和極低揚(yáng)程的軸流泵和混流泵，使離心泵逐漸成為主導(dǎo)泵型。20世紀(jì)50年代，中國(guó)開始仿制蘇聯(lián)產(chǎn)品建造離心泵。

離心泵有多種類型，如根據(jù)泵軸上葉輪的數(shù)量或系列的單級(jí)泵和多級(jí)泵，根據(jù)吸入方式的單吸泵和雙吸泵，僅在葉輪一側(cè)具有吸入口的單吸泵，在兩側(cè)具有吸入口的雙吸泵，以及根據(jù)泵軸的安裝方向的臥式泵、立式泵和斜式泵根據(jù)是否需要充氣或排水分為普通離心泵和自吸離心泵。然而，雖然離心泵的類型很多，但其工作原理主要是通過(guò)葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力來(lái)驅(qū)動(dòng)流體的旋轉(zhuǎn)，從而完成流體的輸送，因此它們一般由泵殼組成、葉輪、軸、吸入室、壓出室、密封裝置、平衡裝置和聯(lián)軸器等。離心泵主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)石油化工航空航天工程船舶等領(lǐng)域今天，代表世界離心泵先進(jìn)技術(shù)水平的公司有ITT福斯KSB和嘉寶力諾。

雖然離心泵有各種類型，但它們的工作原理是相同的，因此主要部件的結(jié)構(gòu)和功能基本相同，主要部件是泵殼、葉輪、軸、吸入室、壓出室、密封裝置、平衡裝置和聯(lián)軸器等。

泵軸：泵軸用于支撐離心泵中的旋轉(zhuǎn)部件，其主要功能是將原動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和扭矩傳遞給葉輪并承受彎矩泵軸工作時(shí)所受的應(yīng)力多為變應(yīng)力，因此泵軸的失效多為疲勞，因此軸的材料應(yīng)具有足夠的疲勞強(qiáng)度和對(duì)應(yīng)力集中的低敏感性。軸的材料有很多種，比如碳鋼和合金鋼。

葉輪：葉輪是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳遞給排出液體的部件，對(duì)泵的工作性能有決定性的影響葉輪一般固定在車軸上，電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)。葉輪一般可分為閉式、有半開式葉輪和開式葉輪三種類型帶有前后蓋板的葉輪為閉式葉輪，帶有后蓋板的葉輪為半開式葉輪，帶有葉片和部分后蓋板的葉輪為開式葉輪。半開式葉輪和開式葉輪的鑄造比較方便，但由于工作中液體容易泄漏，多用于輸送固體顆?；蛘扯容^高的液體。此外，葉輪葉片的類型和形狀將直接影響離心泵的效率和性能。一般高揚(yáng)、低流量離心泵具有圓柱形葉片，而大量低揚(yáng)程離心泵具有扭曲的葉片；兩者之間具有中等比轉(zhuǎn)速離心的葉片形狀通常設(shè)計(jì)為葉輪入口處的扭曲形狀和出口處的圓柱形狀。因此，葉輪中葉片的基本形狀是圓形和扭曲的。所以才會(huì)有以上三種情況兩個(gè)葉片的基本形狀由葉輪中的流動(dòng)條件決定。

葉輪材料的選擇一般應(yīng)基于輸送液體的物理和化學(xué)性質(zhì)、液體中含有多少機(jī)械雜質(zhì)、設(shè)計(jì)機(jī)械強(qiáng)度的大小。一般中小型清水離心泵，由于輸送介質(zhì)比較干凈，溫度、壓力不高，所以它的葉輪往往是鑄鐵或鑄鋼的。制造時(shí)可以半鑄造，也可以在加工前整體精密鑄造。運(yùn)輸腐蝕性液體，如酸、堿、化工原料等離心泵應(yīng)由耐腐蝕材料制成。耐酸硅鐵可根據(jù)不同的離心泵選用、塑料、青鋼、陶瓷和不銹鋼等材料。對(duì)于一些抗汽蝕要求較高的離心泵，其葉輪通常采用含鉻不銹鋼藍(lán)色鋁金屬灰色等材質(zhì)。火電廠中一些在高溫高壓下工作的離心泵，如鍋爐給水泵，是用鉻鋼精密鑄造的。

泵殼：泵殼是離心泵的外殼，是泵體的主要部件它的作用是將葉輪密封在一定的空間內(nèi)，使液體可以由葉輪引入和排出，并將液體的大部分動(dòng)能有效地轉(zhuǎn)化為流體靜壓能。離心泵的泵殼大多做成蝸殼形，內(nèi)部有一個(gè)橫截面逐漸擴(kuò)大的蝸牛形流道葉輪在泵殼內(nèi)沿蝸殼通道逐漸擴(kuò)大的方向旋轉(zhuǎn)，高速甩出葉輪周圍的液體可逐漸降低流速，減少能量損失，使部分動(dòng)能有效轉(zhuǎn)化為靜壓能。為了減少液體進(jìn)入蝸殼時(shí)的碰撞，在葉輪和泵殼之間安裝了固定導(dǎo)輪這種導(dǎo)輪有許多逐漸轉(zhuǎn)向的通道，因此當(dāng)高速液體流動(dòng)時(shí)，它可以均勻而平緩地將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為流體靜力能，并將能量損失降至最低。離心泵殼體的材料不僅要考慮介質(zhì)對(duì)溢流部分的腐蝕和磨損，還應(yīng)具有作為壓力容器所必需的機(jī)械強(qiáng)度通常，離心泵殼體的材料是鑄鐵。

吸入室：離心泵的吸入管接頭與葉輪進(jìn)口之間的空間稱為吸入室。它是液體進(jìn)入離心泵的第一個(gè)部件。液體在進(jìn)入葉輪之前流過(guò)吸入室。液體從吸入管流入葉輪的過(guò)程中，速度會(huì)發(fā)生變化，特別是速度分布會(huì)進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)液體在葉輪中的運(yùn)動(dòng)。有必要在葉輪前設(shè)置一個(gè)吸入室來(lái)調(diào)節(jié)液體流速。吸入室的作用是以最小的流動(dòng)損失將液體平穩(wěn)地導(dǎo)入葉輪，要求液體流動(dòng)在葉輪入口處具有相對(duì)均勻的速度分布。因此，根據(jù)離心泵的類型容量和應(yīng)用場(chǎng)合，吸入室可分為錐形管吸入室、圓形吸入室和半螺旋形吸入室等。

離心泵

壓出室：擠壓腔是離心泵中的能量轉(zhuǎn)換裝置它的主要任務(wù)是以最小的水力損失收集從葉輪中流出的高速液體，將其引導(dǎo)至泵的出口或下一級(jí)，降低液體的流速，并將大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能，以防止排出管道的阻力損失過(guò)大。有兩種主要類型蝸殼和導(dǎo)輪。單級(jí)泵的擠壓腔一般為蝸殼式，多級(jí)泵為蝸殼式和導(dǎo)輪式。還有一種組合式，即多級(jí)泵的最后一級(jí)在導(dǎo)輪外增加一個(gè)蝸殼。

密封裝置：在泵軸伸出泵殼的地方，泵軸和泵殼之間有間隙，旋轉(zhuǎn)的泵軸和泵殼之間的密封稱為密封裝置。其作用是防止高壓液體沿軸向泄漏出去，防止外部空氣漏入泵內(nèi)。常用的軸封裝置主要有填料密封、機(jī)械密封浮環(huán)密封和迷宮密封等。

平衡裝置：由于離心泵溢流部分液體壓力分布不均勻?qū)е陆Y(jié)構(gòu)不對(duì)稱和制造偏差，離心泵轉(zhuǎn)子上出現(xiàn)不平衡力，因此在設(shè)計(jì)制造使用安裝和修理泵時(shí)必須考慮這些力、軸和軸承的影響，采取必要措施盡可能削弱和平衡這些力。為此目的而設(shè)計(jì)制造的裝置稱為離心泵平衡裝置。離心泵常用的平衡裝置主要有：平衡孔法雙吸葉輪法平衡盤法平衡盤法。根據(jù)離心泵類型的不同，平衡裝置的位置也不同。

聯(lián)軸器：聯(lián)軸器主要作用于軸之間的連接，使它們一起轉(zhuǎn)動(dòng)，傳遞扭矩。聯(lián)軸器的主要形式可分為固定式和移動(dòng)式。固定式要求兩個(gè)相連的軸嚴(yán)格對(duì)中，工作時(shí)不相對(duì)移動(dòng)?；顒?dòng)式允許兩軸有一定的安裝誤差，并能補(bǔ)償工作時(shí)可能發(fā)生的相對(duì)位移，如溫度升高時(shí)軸因膨脹而伸長(zhǎng)，軸承時(shí)軸的傾斜等?；顒?dòng)聯(lián)軸器可分為剛性和彈性兩種。其中彈性聯(lián)軸器具有吸收振動(dòng)的功能、緩和沖擊的能力。

工作時(shí)，離心泵葉輪內(nèi)的流體隨著葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生離心力，在離心力的作用下，流體從葉輪流出，經(jīng)過(guò)泵的水壓室、擴(kuò)散管從泵的出口流入泵的外部管道同時(shí)，由于葉輪中的流體被甩出，葉輪中間的吸入口造成低壓，因此泵入口處的流體在壓力的作用下進(jìn)入葉輪通過(guò)這種方式，當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，它不斷地吸入流體，同時(shí)給予流體能量，將其拋入水壓室并使其沿?cái)U(kuò)散管流出泵。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，離心泵的工作原理是利用葉輪在泵體內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力來(lái)輸送和提升液體。

蝸殼式離心泵：蝸殼離心泵是一種利用蝸殼將葉輪流出的水的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能的泵蝸殼泵殼像蝸牛殼，其特點(diǎn)是體積大、效率高，一般用于單級(jí)泵。蝸殼泵的液體流出葉輪后，會(huì)直接進(jìn)入蝸殼的流道，由于流道的截面由小變大，液體速度減慢，一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓。這種擠壓方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所以常用于單級(jí)離心泵或多級(jí)泵的末級(jí)。并且因?yàn)槲佇伪媒?jīng)常使用彎曲的葉片來(lái)減少泵中的湍流和循環(huán)，所以提高了泵的效率。此外，蝸殼離心泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠抽取含有適當(dāng)固體顆粒的液體。因此，主要用于輸送溫度不高于105℃的清水或物理化學(xué)性質(zhì)與水相似的液體。常用于自來(lái)水廠、泵站、電站、空調(diào)循環(huán)用水、采暖用熱水循環(huán)、工業(yè)供水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、船舶和其他運(yùn)輸液體的場(chǎng)合。日立集團(tuán)生產(chǎn)的OV 蝸殼離心泵等代表品牌。

導(dǎo)葉式離心泵：導(dǎo)葉離心泵是在葉輪周圍的泵殼上固定導(dǎo)葉，起導(dǎo)流作用同時(shí)，液體流經(jīng)導(dǎo)流葉片，一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能。導(dǎo)葉式尺寸小，效率低，一般用于多級(jí)泵。導(dǎo)葉離心泵的葉輪浸沒(méi)在水中，啟動(dòng)前無(wú)需加水或抽水，很容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行就汽蝕而言，導(dǎo)葉離心泵比臥式泵更有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槠淦g余量更大此外，導(dǎo)葉離心泵的安裝面積小，有利于基礎(chǔ)條件差，安裝場(chǎng)地狹窄。

密封技術(shù)

在離心泵中，當(dāng)泵軸穿過(guò)泵殼時(shí)，一定會(huì)有間隙如果不采取措施，泵中的液體將從間隙中漏出。如果從泵中泄漏出的液體是飽和水，它可能會(huì)形成蒸汽，如果從泵中泄漏出的液體是易燃的、爆炸性有毒液體，可能引起火災(zāi)、爆炸和中毒事故。如果泵軸和泵殼之間的間隙中的壓力是真空，大氣將從間隙中泄漏到泵中，這將降低泵的吸入性能。因此，有必要采用密封技術(shù)，在旋轉(zhuǎn)泵軸與靜止泵軸之間的間隙處設(shè)置密封裝置。應(yīng)用最廣泛的密封技術(shù)主要包括填料密封、機(jī)械密封浮環(huán)密封和迷宮密封等。

填料密封技術(shù)

填料密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，適用于非腐蝕性和弱腐蝕性介質(zhì)、密封要求不高、并允許定期維護(hù)混合設(shè)備。填料密封的工作原理是在壓蓋壓力的作用下，安裝在攪拌軸和填料箱體之間的填料對(duì)攪拌軸表面產(chǎn)生徑向壓緊力。由于填料中含有潤(rùn)滑劑，在攪拌軸上產(chǎn)生徑向壓緊力的同時(shí)形成一層很薄的液膜，既潤(rùn)滑了攪拌軸，又防止了設(shè)備內(nèi)流體的逸出或外界流體的滲透，從而達(dá)到密封的目的。

機(jī)械密封技術(shù)

機(jī)械密封是將旋轉(zhuǎn)軸的密封面由軸向改為徑向，通過(guò)動(dòng)環(huán)和靜環(huán)兩端面的相互接合而實(shí)現(xiàn)密封，并作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的裝置，也稱為端封。該機(jī)械密封泄漏率低密封性能可靠功耗低儀器壽命長(zhǎng)。工作原理是當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，動(dòng)環(huán)與靜環(huán)緊密接觸，通過(guò)彈簧對(duì)軸的壓力防止容器內(nèi)的介質(zhì)從接觸面泄漏。

浮動(dòng)環(huán)密封技術(shù)

浮動(dòng)環(huán)密封取決于軸(或軸套)動(dòng)環(huán)和動(dòng)環(huán)之間的空間產(chǎn)生巨大的液壓力實(shí)現(xiàn)密封。其原理是高壓密封液在浮環(huán)和軸之間形成液膜，產(chǎn)生節(jié)流降壓，防止高壓介質(zhì)泄漏到低壓。

抗氣蝕技術(shù)

空化是流體動(dòng)力學(xué)、材料科學(xué)和物理化學(xué)中的復(fù)雜現(xiàn)象。當(dāng)發(fā)生氣蝕時(shí)，泵體將損壞，并且還會(huì)產(chǎn)生噪音和振動(dòng)。情況嚴(yán)重時(shí)，流道橫截面會(huì)被許多氣泡堵塞，使葉輪獲得的能量減少，導(dǎo)致泵體不能正常工作。

防氣蝕技術(shù)是在工藝條件允許時(shí)改變泵的流速、揚(yáng)程、速度等操作參數(shù)，以避免氣蝕。同時(shí)，通過(guò)增加防氣蝕部件和采用半導(dǎo)體制冷片的高效制冷效果，可以有效降低離心泵進(jìn)液口的液體溫度以防止氣蝕，同時(shí)在半導(dǎo)體制冷片的制冷面上采用均勻分布的導(dǎo)溫柱可以有效提高冷卻效果。冷卻液體，設(shè)置誘導(dǎo)葉輪調(diào)節(jié)強(qiáng)流壓，可有效減少氣蝕現(xiàn)象另外，誘導(dǎo)葉輪和雙吸葉輪為一體式，結(jié)構(gòu)緊湊，懸臂比不會(huì)有太大影響過(guò)濾板設(shè)置在進(jìn)水口處，可以更好地保護(hù)泵葉片，設(shè)置密封圈和密封環(huán)可以更好地提高泵的密封性能。

石油化工：因?yàn)殡x心泵的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、流量均體積小、重量輕、可用于制造耐腐蝕材料，易于調(diào)節(jié)和控制因此，離心泵在石油化工生產(chǎn)中占有特殊的地位，是石油化工生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的泵。在化工作業(yè)中，離心泵是用來(lái)輸送液體的，也經(jīng)常用來(lái)輸送一些有毒有害的物質(zhì)。

航天：離心泵也廣泛應(yīng)用于飛機(jī)設(shè)備和地面物流系統(tǒng)飛機(jī)在必要時(shí)使用加油泵和注水泵，以保證飛機(jī)的正常運(yùn)行。在航天工程中，液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)作為運(yùn)載火箭的動(dòng)力，起著舉足輕重的作用，需要由渦輪泵推進(jìn)，渦輪泵主要由推進(jìn)劑離心泵組成、渦輪動(dòng)力源等。

供水：在供水領(lǐng)域，離心泵通常用于建筑物、農(nóng)業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)等提供了必要的水源此外，在排水方面，離心泵常被用來(lái)從管道或池塘中抽吸污水或廢水，然后通過(guò)泵體的旋轉(zhuǎn)將其排放到污水處理系統(tǒng)或其他處理設(shè)施中。

醫(yī)療：在醫(yī)療行業(yè)，離心泵通常用于體外肺支持 (ECMO)動(dòng)脈手術(shù)期間離心泵的機(jī)械支持心內(nèi)直視手術(shù)后心力衰竭的支持過(guò)度心臟移植作為心臟功能恢復(fù)期的過(guò)渡以及作為更復(fù)雜的輔助方法的過(guò)度等。在醫(yī)療行業(yè)，離心泵使用相對(duì)經(jīng)濟(jì)，操作簡(jiǎn)單，對(duì)血液傷害較小，在心臟直視手術(shù)后心力衰竭的治療中與其他復(fù)雜設(shè)備一樣有效。

船舶：因?yàn)殡x心機(jī)有一類是可以直接和電機(jī)連接的、流均、較小的車輪尺寸和重量以及在水中工作時(shí)足夠高的效率已廣泛應(yīng)用于船舶。主要用在濰坊、壓載、疏水、排水和衛(wèi)生系統(tǒng)。