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離心泵的分類及工作原理
閱讀：2275 發(fā)布時間：2013-10-24
泵是一種流體機械。它把原動機的機械能轉(zhuǎn)化為被輸送流體的能量，使流體獲得動能或勢能。由于泵在國民經(jīng)濟各部門中應(yīng)用很廣，品種系列繁多，對它的分類方法也各不相同。按其作用原理可分為以下三類：
?。?）葉片式：葉片式泵有葉輪，葉輪上均布置有葉片。它對流體的壓送是靠裝有葉片的葉輪高速旋轉(zhuǎn)完成的。葉片式泵有離心式、軸流式、混流式之分。
?。?）容積式：它對流體的壓送是靠泵體工作室容積的改變來完成的。一般使工作室容積改變的方式有往復(fù)運動和回轉(zhuǎn)運動兩種。往復(fù)式泵主要有活塞式、柱塞式等類型；回轉(zhuǎn)式泵主要有齒輪泵和螺桿泵等類型。
?。?）其他類型：這類型是指除葉片式和容積式以外的特殊類型。屬于這一類的主要有螺旋泵、射流泵（又稱水射器）、水錘泵、水輪泵以及氣升泵（又稱空氣揚水機）等。其中除螺旋泵是利用螺旋推進原理來提高液體的位能以外，上述各種水泵的特點都是利用高速液流或氣流的動能或動量來輸送液體的。在給水排水工程中，結(jié)合具體條件應(yīng)用這類特殊水泵來輸送水或藥劑（混凝劑、消毒藥劑等）時，常常能起到良好的效果。
上述各種類型泵的使用范圍是很不相同的。圖3-1為常用的幾種類型泵的總型譜圖，可作為選擇泵時的參考。由圖可見，目前定型生產(chǎn)的各類葉片式水泵的使用范圍是相當(dāng)廣泛的，而其中離心泵、軸流泵、混流泵和往復(fù)泵等的使用范圍各具有不同的性能。往復(fù)泵的使用范圍側(cè)重于高揚程、小流量。軸流泵和混流泵的使用范圍側(cè)重于低揚程、大流量。而離心泵的使用范圍則介于兩者之間，工作區(qū)間zui廣，產(chǎn)品的品種、系列和規(guī)格也zui多。
以城市給水工程來說，一般水廠的揚程在20~100m之間，單泵流量的使用范圍一般在50~10000m³/h之間。要滿足這樣的工作區(qū)間，由總型譜圖可以看出，使用離心泵裝置是十分合適的。即使某些大型水廠，也可以在泵站中采取多臺離心泵并聯(lián)的工作方式來滿足供水量的要求。從排水工程來看，城市污水、雨水泵站的特點是大流量、低揚程，揚程一般在2~12m之間，流量可以超過10000m³/h，這樣的工作范圍，一般采用軸流泵比較合適。
圖3-1常用幾種水泵的總型譜圖
綜上所述，可以認為：在城鎮(zhèn)及工業(yè)企業(yè)的給水排水工程中，大量、普遍使用的水泵是離心式和軸流式兩種。
目前，水泵發(fā)展的總趨向可歸結(jié)為：
?。?）大容量化、高揚程化。泵容量增加后，可減少設(shè)備并降低建造費用，節(jié)約能源。便于管理和采用自動化，同時還可提高機組的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)和運行可靠性。
國產(chǎn)300MW機組配套兩臺鍋爐給水泵，每臺的驅(qū)動功率為5500kw。國外1300MW機組只用一臺給水泵，其驅(qū)動功率5000kw；1800MW機組給水泵的功率為55000kw；甚至還有驅(qū)動功率高達75000kw的給水泵。給水泵的出口壓力也從超高壓13.7~15.7MPa，亞臨界壓力17.7~20MPa，發(fā)展到超臨界壓力25.6~29.4MPa。日前，國外正準(zhǔn)備發(fā)展下一代超臨界機組，其給水泵出口壓力將高達50MPa以上。
（2）高速化。20世紀(jì)60年代，由于汽濁和材料問題，泵的轉(zhuǎn)速一般僅為3000r/min，近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，泵的轉(zhuǎn)速越來越高。對泵而言，提高轉(zhuǎn)速可提高泵的單級揚程。因此，在總揚程相同時，可減少泵的級數(shù)，縮短泵軸的長度，減小體積，減輕重量、節(jié)約原材料和制造成本。如美國660MW機組的給水泵，當(dāng)轉(zhuǎn)速從3000r/min提高到7500r/min時，單級揚程可達1143m，級數(shù)從5級減少到2級，重量減輕了3/4。由此可見，轉(zhuǎn)速提高后所帶來的經(jīng)濟效益是十分顯著的。
?。?）率。泵為通用機械產(chǎn)品，其耗電量是可觀的。為此，提高泵效率對節(jié)約能源具有十分重要的意義。我國早在20世紀(jì)70年代就開始對效率低的泵，如離心泵、軸流泵效率低于60%的產(chǎn)品進行技術(shù)改造、更新，使改進后的給水泵效率達到79%左右。80年代我國又分別引進了德國KSB（凱士比）公司、英國WEIR（韋爾）公司和法國SUIZER（蘇爾壽）公司的技術(shù)，生產(chǎn)了第三代高壓鍋爐給水泵，其效率均在82%以上。
值得注意的是：1995年，全國泵的運行狀況調(diào)查結(jié)果表明，我國離心泵的實際運行效率比發(fā)達國家低10%~30%。為此，除提高泵自身的效率外，還需要提高其在系統(tǒng)中的運行效率。
?。?）高可靠性。由于泵向大容量、高轉(zhuǎn)速方向發(fā)展，因此對可靠性的要求越來越高。因為只追求率而忽略可靠性，則在運行中的能量節(jié)省費用遠遠抵消不了由于泵事故停機所造成的經(jīng)濟損失。為此，在提率的同時，可靠性應(yīng)放在首要地位。
泵的可靠性從設(shè)計、制造到安裝運行等方面都應(yīng)加以保證。
?。?）低噪聲。噪聲污染如同空氣污染、水污染一樣，對人們健康是有害的。
目前，許多國家對噪聲控制的機理，噪聲檢測技術(shù)，以及對噪聲限制標(biāo)準(zhǔn)等方面都作了大量的研究，并形成了一門新興的學(xué)科。
?。?）自動化。隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，現(xiàn)在在300MW以上機組已全部實現(xiàn)了計算機網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測控制的DCS（DistributedControlSystem），即分散式計算機控制系統(tǒng)或簡稱集散控制系統(tǒng)。國外已經(jīng)把火電廠電氣部分監(jiān)測控制均納入DSC系統(tǒng)，從而實現(xiàn)整個火電廠的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)監(jiān)測控制和管理，成為自動化的火電廠。在DCS系統(tǒng)中，泵已不再是單級控制，而是網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測控制。能夠?qū)崿F(xiàn)泵的自動啟停，在線實現(xiàn)流量、壓力、溫度等參數(shù)的實時監(jiān)測、顯示與控制，以及在線故障自動診斷、自動連鎖與保護。
離心泵的工作原理與基本構(gòu)造
在水力學(xué)中我們知道，當(dāng)一個敞口圓筒繞中心軸作等角速旋轉(zhuǎn)時，圓筒內(nèi)的水面便呈拋物線上升的旋轉(zhuǎn)凹面，如圖3-2所示。圓筒半徑越大，轉(zhuǎn)得越快時，液體沿圓筒壁上升的高度就越大。離心泵就是基于這一原理來工作的（見圖3-2），所不同的是離心泵的葉輪、泵殼都是經(jīng)過專門的水力計算和設(shè)計來完成的。
圖3-3是給水排水工程中常用的單級單吸式離心泵的基本構(gòu)造。水泵包括蝸殼形的泵殼1，和裝于泵軸2上旋轉(zhuǎn)的葉輪3。蝸殼形泵殼的吸水口與水泵的吸水管4相連接，出水口與水泵的壓水管5相連接。水泵的葉輪一般是由兩個圓形蓋板所組成，蓋板之間有若干片彎曲的葉片，葉片之間的槽道為過水的葉槽，如圖3-4所示。葉輪的前蓋板上有一個大圓孔，這就是葉輪的進水口，它裝在泵殼的吸水口內(nèi)，與水泵吸水管路相連通。離心泵在啟動之前，應(yīng)先用水灌滿泵殼和吸水管道，然后，驅(qū)動電機，使葉輪和水作高速旋轉(zhuǎn)運動，此時，水受到離心力作用被甩出葉輪，經(jīng)蝸形泵殼中的流道而流入水泵的壓力管道，由壓水管道而灌入管網(wǎng)中去。在這同時，水泵葉輪中心由于水被甩出而形成真空，吸水池中的水便在大氣壓力作用下，沿吸水管而*地流入葉輪吸水口，又受到高速轉(zhuǎn)動葉輪的作用，被甩出葉輪而輸入壓水管道。這樣，就形成了離心泵的連續(xù)輸水。
由上所述可知，離心泵的工作過程，實際上是一個能量的傳遞和轉(zhuǎn)化的過程，它把電動機高速旋轉(zhuǎn)的機械能轉(zhuǎn)化為被抽升液體的動能和勢能。在這個傳遞和轉(zhuǎn)化過程中，就伴隨著有許多能量損失，這種能量損失越大，該離心泵的性能就越差，工作效率就越低。
下面通過兩種具有代表性的離心泵結(jié)構(gòu)來介紹離心泵的總體構(gòu)造。
1）單級單吸懸臂泵
這種泵的結(jié)構(gòu)特點從其名稱上即可知道，單級指這種泵只有一個葉輪，單吸指水流只能從葉輪的一面進入，即只有一個吸入口。所謂懸臂指的是泵軸的支承軸承裝在泵軸的一端，泵軸的另一端裝葉輪，狀似懸臂。單級單吸懸臂泵一般為臥式。我國設(shè)計生產(chǎn)的單級單吸懸臂泵類型主要有：BA型、B型、IS型等。B型泵是BA型泵的改進型，B型泵目前在我國的使用量較大，而IS型泵是20世紀(jì)80年代初根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計制造的，將用來取代B型和BA型泵，下面分別介紹B型泵和IS型泵的基本結(jié)構(gòu)。
圖3-5為B型單級單吸橫軸懸臂泵結(jié)構(gòu)。這種泵在國內(nèi)生產(chǎn)較早，它的葉輪由葉輪螺母、止動墊圈和鍵固定在泵軸的右端，泵軸的左端通過聯(lián)軸器與動力機軸相連，在泵軸穿出泵殼處設(shè)有軸封，以防止泵內(nèi)液體泄漏，這類泵的軸封一般采用填料式密封。泵軸用兩個單列向心球軸承支承。從圖中可以看出，該泵的泵腳與托架鑄為一體，泵體懸臂安裝在托架上，故該泵屬于托架式懸臂泵。這種泵的優(yōu)點是：泵體相對于托架可以有不同的安裝位置，以便根據(jù)實際需要，使泵出口朝上、朝下、朝前或朝后。但檢修這種泵時，必須將吸入管路和壓出管路與泵體分離，比較麻煩。此外，這種泵的全部重量主要靠托架承受，托架較笨重，故國內(nèi)近年來生產(chǎn)的單級單吸離心泵已不太使用托架式懸臂結(jié)構(gòu)。
B型泵共有17種型號，39種規(guī)格，6種口徑（zui大進口直徑200mm），適用范圍為：揚程10~100m，流量45~360m³/h。
圖3-6為IS型單級單吸橫軸懸臂泵結(jié)構(gòu)。該泵的大致結(jié)構(gòu)與B型泵差不多，所不同的是將托架式改為懸架式，即泵腳與泵體鑄為一體，軸承置于懸架內(nèi)。同時將各部件的厚度均相應(yīng)減薄，減小了泵的重量，整臺泵的重量主要由泵體承受，支架僅起輔助支承作用。此外，增設(shè)了加長聯(lián)軸器（即在泵軸和電機軸端法蘭間加一段兩端帶聯(lián)軸器的短軸）。
由于IS泵的泵蓋位于泵體右端（見圖3-6中6），且結(jié)構(gòu)上采用懸架式，加上增設(shè)了加長聯(lián)軸器，故只要卸下連接泵體和泵蓋的螺栓，葉輪、泵蓋和懸架等零部件就可以一起從泵體內(nèi)拆出。這樣，檢修時就不需拆卸吸入管路和壓出管路，也不需移動泵體和動力機，只需拆下加長聯(lián)軸器的中間連接件，即可拆出泵轉(zhuǎn)子部件。其不足之處是機組長度增加，強度有所降低。
與B型泵相比，IS型泵的效率約高2%~4%；IS泵的零部件標(biāo)準(zhǔn)化、通用化程度較高；IS泵的適用范圍較大，共有29個品種，51規(guī)格；進水口徑為50~200m，揚程為5~125m，流量可達6.3~400m³/h。
單級單吸離心泵由于流量小，揚程高，多用于地勢較高而水源不足的丘陵地區(qū)。
在單級單吸離心泵中，還有一種直聯(lián)式系，其結(jié)構(gòu)特點是泵與動力機同軸或加一連接軸（見圖3-7）。由于這種泵采用直聯(lián)式，使得泵結(jié)構(gòu)簡單緊湊，外形尺寸小，質(zhì)量小，拆裝方便，適用于工作場地經(jīng)常更換的情況。
2）單級雙吸泵
單級雙吸泵具有一個葉輪，兩個吸入口。這種泵一般采用雙支承結(jié)構(gòu)，即支承轉(zhuǎn)子的軸承位于葉輪兩側(cè)，且靠近軸的兩端。圖3-8所示的S型泵全稱為單級雙吸橫軸雙支承泵。雙吸式葉輪葉輪靠鍵、軸套和軸套螺母固定在軸上形成轉(zhuǎn)子，是一個單獨裝配的部件。裝配時，可用軸套螺母調(diào)整葉輪在軸上的軸向位置。泵轉(zhuǎn)子用位于泵體兩端的軸承體內(nèi)的兩個軸承實現(xiàn)雙支承。因在聯(lián)軸器處有徑向力作用在泵軸上時，遠離聯(lián)軸器的左端軸承所受的徑向載荷較小，故應(yīng)將它的軸承外圍進行軸向緊固，以便讓它承受轉(zhuǎn)子的軸向力。
S型泵是側(cè)向吸入和壓出的，泵的吸入口和壓出口與泵體鑄為一體，并采用水平中開式泵殼，即泵殼沿通過軸心線的水平面剖成上部分的泵蓋和下部分的泵體，螺旋形壓水室和兩個半螺旋形吸水室由泵體和泵蓋對合構(gòu)成。這種結(jié)構(gòu)，檢修時只要揭開泵蓋即可，無需拆卸進、出水管路和動力機，非常方便。泵蓋的頂部設(shè)有安裝抽氣管用的螺孔，泵殼下部設(shè)有放水用的螺孔。在葉輪吸入口的兩側(cè)都設(shè)置軸封。該軸封也為填料式密封，由填料套、填料、填料環(huán)和填料壓蓋等組成，軸封所用的水封壓力水是通過泵蓋中開面上開出的凹槽，從壓水室引到填料環(huán)的。有的中開式雙吸泵要通過專設(shè)的水封管將水封壓力水送入填料環(huán)。
與懸臂泵相比較，雙支承泵雖因泵軸穿過葉輪進口而使水力性能稍受影響，且泵零件較多，泵體形狀較復(fù)雜，使工藝性較差，但雙支承泵泵軸的剛度比懸臂泵好得多；此外，對雙吸泵來講，采用雙支承結(jié)構(gòu)可使葉輪兩側(cè)吸入口處形狀對稱，有利于軸向力的平衡，故為了提高泵運轉(zhuǎn)可靠性，尺寸較大的雙吸泵均采用雙支承結(jié)構(gòu)。
目前國內(nèi)生產(chǎn)的單級雙吸泵型號有：SH型、SA型、S型。其中SH型用的較多，口徑有150~800mm，揚程10~140m，流量0.35~1.5m³/s。SA型為SH型的改進型，共有13個品種，45種規(guī)格，口徑150~800mm。S型為20世紀(jì)80年代研制，用于替代SH型和SA型的產(chǎn)品，共41種規(guī)格，目前只有部分規(guī)格投產(chǎn)。S型泵與SH型、SA型泵相比，在結(jié)構(gòu)上和性能上均有所改進和提高。如取消外設(shè)水封管，改用水封槽；泵殼厚度減薄，減小質(zhì)量；節(jié)省材料，提高吸程和效率等。
?。?）葉片式：葉片式泵有葉輪，葉輪上均布置有葉片。它對流體的壓送是靠裝有葉片的葉輪高速旋轉(zhuǎn)完成的。葉片式泵有離心式、軸流式、混流式之分。
?。?）容積式：它對流體的壓送是靠泵體工作室容積的改變來完成的。一般使工作室容積改變的方式有往復(fù)運動和回轉(zhuǎn)運動兩種。往復(fù)式泵主要有活塞式、柱塞式等類型；回轉(zhuǎn)式泵主要有齒輪泵和螺桿泵等類型。
?。?）其他類型：這類型是指除葉片式和容積式以外的特殊類型。屬于這一類的主要有螺旋泵、射流泵（又稱水射器）、水錘泵、水輪泵以及氣升泵（又稱空氣揚水機）等。其中除螺旋泵是利用螺旋推進原理來提高液體的位能以外，上述各種水泵的特點都是利用高速液流或氣流的動能或動量來輸送液體的。在給水排水工程中，結(jié)合具體條件應(yīng)用這類特殊水泵來輸送水或藥劑（混凝劑、消毒藥劑等）時，常常能起到良好的效果。
上述各種類型泵的使用范圍是很不相同的。圖3-1為常用的幾種類型泵的總型譜圖，可作為選擇泵時的參考。由圖可見，目前定型生產(chǎn)的各類葉片式水泵的使用范圍是相當(dāng)廣泛的，而其中離心泵、軸流泵、混流泵和往復(fù)泵等的使用范圍各具有不同的性能。往復(fù)泵的使用范圍側(cè)重于高揚程、小流量。軸流泵和混流泵的使用范圍側(cè)重于低揚程、大流量。而離心泵的使用范圍則介于兩者之間，工作區(qū)間zui廣，產(chǎn)品的品種、系列和規(guī)格也zui多。
以城市給水工程來說，一般水廠的揚程在20~100m之間，單泵流量的使用范圍一般在50~10000m³/h之間。要滿足這樣的工作區(qū)間，由總型譜圖可以看出，使用離心泵裝置是十分合適的。即使某些大型水廠，也可以在泵站中采取多臺離心泵并聯(lián)的工作方式來滿足供水量的要求。從排水工程來看，城市污水、雨水泵站的特點是大流量、低揚程，揚程一般在2~12m之間，流量可以超過10000m³/h，這樣的工作范圍，一般采用軸流泵比較合適。
圖3-1常用幾種水泵的總型譜圖
綜上所述，可以認為：在城鎮(zhèn)及工業(yè)企業(yè)的給水排水工程中，大量、普遍使用的水泵是離心式和軸流式兩種。
目前，水泵發(fā)展的總趨向可歸結(jié)為：
?。?）大容量化、高揚程化。泵容量增加后，可減少設(shè)備并降低建造費用，節(jié)約能源。便于管理和采用自動化，同時還可提高機組的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)和運行可靠性。
國產(chǎn)300MW機組配套兩臺鍋爐給水泵，每臺的驅(qū)動功率為5500kw。國外1300MW機組只用一臺給水泵，其驅(qū)動功率5000kw；1800MW機組給水泵的功率為55000kw；甚至還有驅(qū)動功率高達75000kw的給水泵。給水泵的出口壓力也從超高壓13.7~15.7MPa，亞臨界壓力17.7~20MPa，發(fā)展到超臨界壓力25.6~29.4MPa。日前，國外正準(zhǔn)備發(fā)展下一代超臨界機組，其給水泵出口壓力將高達50MPa以上。
（2）高速化。20世紀(jì)60年代，由于汽濁和材料問題，泵的轉(zhuǎn)速一般僅為3000r/min，近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，泵的轉(zhuǎn)速越來越高。對泵而言，提高轉(zhuǎn)速可提高泵的單級揚程。因此，在總揚程相同時，可減少泵的級數(shù)，縮短泵軸的長度，減小體積，減輕重量、節(jié)約原材料和制造成本。如美國660MW機組的給水泵，當(dāng)轉(zhuǎn)速從3000r/min提高到7500r/min時，單級揚程可達1143m，級數(shù)從5級減少到2級，重量減輕了3/4。由此可見，轉(zhuǎn)速提高后所帶來的經(jīng)濟效益是十分顯著的。
?。?）率。泵為通用機械產(chǎn)品，其耗電量是可觀的。為此，提高泵效率對節(jié)約能源具有十分重要的意義。我國早在20世紀(jì)70年代就開始對效率低的泵，如離心泵、軸流泵效率低于60%的產(chǎn)品進行技術(shù)改造、更新，使改進后的給水泵效率達到79%左右。80年代我國又分別引進了德國KSB（凱士比）公司、英國WEIR（韋爾）公司和法國SUIZER（蘇爾壽）公司的技術(shù)，生產(chǎn)了第三代高壓鍋爐給水泵，其效率均在82%以上。
值得注意的是：1995年，全國泵的運行狀況調(diào)查結(jié)果表明，我國離心泵的實際運行效率比發(fā)達國家低10%~30%。為此，除提高泵自身的效率外，還需要提高其在系統(tǒng)中的運行效率。
?。?）高可靠性。由于泵向大容量、高轉(zhuǎn)速方向發(fā)展，因此對可靠性的要求越來越高。因為只追求率而忽略可靠性，則在運行中的能量節(jié)省費用遠遠抵消不了由于泵事故停機所造成的經(jīng)濟損失。為此，在提率的同時，可靠性應(yīng)放在首要地位。
泵的可靠性從設(shè)計、制造到安裝運行等方面都應(yīng)加以保證。
?。?）低噪聲。噪聲污染如同空氣污染、水污染一樣，對人們健康是有害的。
目前，許多國家對噪聲控制的機理，噪聲檢測技術(shù)，以及對噪聲限制標(biāo)準(zhǔn)等方面都作了大量的研究，并形成了一門新興的學(xué)科。
?。?）自動化。隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，現(xiàn)在在300MW以上機組已全部實現(xiàn)了計算機網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測控制的DCS（DistributedControlSystem），即分散式計算機控制系統(tǒng)或簡稱集散控制系統(tǒng)。國外已經(jīng)把火電廠電氣部分監(jiān)測控制均納入DSC系統(tǒng)，從而實現(xiàn)整個火電廠的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)監(jiān)測控制和管理，成為自動化的火電廠。在DCS系統(tǒng)中，泵已不再是單級控制，而是網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測控制。能夠?qū)崿F(xiàn)泵的自動啟停，在線實現(xiàn)流量、壓力、溫度等參數(shù)的實時監(jiān)測、顯示與控制，以及在線故障自動診斷、自動連鎖與保護。
離心泵的工作原理與基本構(gòu)造
在水力學(xué)中我們知道，當(dāng)一個敞口圓筒繞中心軸作等角速旋轉(zhuǎn)時，圓筒內(nèi)的水面便呈拋物線上升的旋轉(zhuǎn)凹面，如圖3-2所示。圓筒半徑越大，轉(zhuǎn)得越快時，液體沿圓筒壁上升的高度就越大。離心泵就是基于這一原理來工作的（見圖3-2），所不同的是離心泵的葉輪、泵殼都是經(jīng)過專門的水力計算和設(shè)計來完成的。
圖3-3是給水排水工程中常用的單級單吸式離心泵的基本構(gòu)造。水泵包括蝸殼形的泵殼1，和裝于泵軸2上旋轉(zhuǎn)的葉輪3。蝸殼形泵殼的吸水口與水泵的吸水管4相連接，出水口與水泵的壓水管5相連接。水泵的葉輪一般是由兩個圓形蓋板所組成，蓋板之間有若干片彎曲的葉片，葉片之間的槽道為過水的葉槽，如圖3-4所示。葉輪的前蓋板上有一個大圓孔，這就是葉輪的進水口，它裝在泵殼的吸水口內(nèi)，與水泵吸水管路相連通。離心泵在啟動之前，應(yīng)先用水灌滿泵殼和吸水管道，然后，驅(qū)動電機，使葉輪和水作高速旋轉(zhuǎn)運動，此時，水受到離心力作用被甩出葉輪，經(jīng)蝸形泵殼中的流道而流入水泵的壓力管道，由壓水管道而灌入管網(wǎng)中去。在這同時，水泵葉輪中心由于水被甩出而形成真空，吸水池中的水便在大氣壓力作用下，沿吸水管而*地流入葉輪吸水口，又受到高速轉(zhuǎn)動葉輪的作用，被甩出葉輪而輸入壓水管道。這樣，就形成了離心泵的連續(xù)輸水。
由上所述可知，離心泵的工作過程，實際上是一個能量的傳遞和轉(zhuǎn)化的過程，它把電動機高速旋轉(zhuǎn)的機械能轉(zhuǎn)化為被抽升液體的動能和勢能。在這個傳遞和轉(zhuǎn)化過程中，就伴隨著有許多能量損失，這種能量損失越大，該離心泵的性能就越差，工作效率就越低。
下面通過兩種具有代表性的離心泵結(jié)構(gòu)來介紹離心泵的總體構(gòu)造。
1）單級單吸懸臂泵
這種泵的結(jié)構(gòu)特點從其名稱上即可知道，單級指這種泵只有一個葉輪，單吸指水流只能從葉輪的一面進入，即只有一個吸入口。所謂懸臂指的是泵軸的支承軸承裝在泵軸的一端，泵軸的另一端裝葉輪，狀似懸臂。單級單吸懸臂泵一般為臥式。我國設(shè)計生產(chǎn)的單級單吸懸臂泵類型主要有：BA型、B型、IS型等。B型泵是BA型泵的改進型，B型泵目前在我國的使用量較大，而IS型泵是20世紀(jì)80年代初根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計制造的，將用來取代B型和BA型泵，下面分別介紹B型泵和IS型泵的基本結(jié)構(gòu)。
圖3-5為B型單級單吸橫軸懸臂泵結(jié)構(gòu)。這種泵在國內(nèi)生產(chǎn)較早，它的葉輪由葉輪螺母、止動墊圈和鍵固定在泵軸的右端，泵軸的左端通過聯(lián)軸器與動力機軸相連，在泵軸穿出泵殼處設(shè)有軸封，以防止泵內(nèi)液體泄漏，這類泵的軸封一般采用填料式密封。泵軸用兩個單列向心球軸承支承。從圖中可以看出，該泵的泵腳與托架鑄為一體，泵體懸臂安裝在托架上，故該泵屬于托架式懸臂泵。這種泵的優(yōu)點是：泵體相對于托架可以有不同的安裝位置，以便根據(jù)實際需要，使泵出口朝上、朝下、朝前或朝后。但檢修這種泵時，必須將吸入管路和壓出管路與泵體分離，比較麻煩。此外，這種泵的全部重量主要靠托架承受，托架較笨重，故國內(nèi)近年來生產(chǎn)的單級單吸離心泵已不太使用托架式懸臂結(jié)構(gòu)。
B型泵共有17種型號，39種規(guī)格，6種口徑（zui大進口直徑200mm），適用范圍為：揚程10~100m，流量45~360m³/h。
圖3-6為IS型單級單吸橫軸懸臂泵結(jié)構(gòu)。該泵的大致結(jié)構(gòu)與B型泵差不多，所不同的是將托架式改為懸架式，即泵腳與泵體鑄為一體，軸承置于懸架內(nèi)。同時將各部件的厚度均相應(yīng)減薄，減小了泵的重量，整臺泵的重量主要由泵體承受，支架僅起輔助支承作用。此外，增設(shè)了加長聯(lián)軸器（即在泵軸和電機軸端法蘭間加一段兩端帶聯(lián)軸器的短軸）。
由于IS泵的泵蓋位于泵體右端（見圖3-6中6），且結(jié)構(gòu)上采用懸架式，加上增設(shè)了加長聯(lián)軸器，故只要卸下連接泵體和泵蓋的螺栓，葉輪、泵蓋和懸架等零部件就可以一起從泵體內(nèi)拆出。這樣，檢修時就不需拆卸吸入管路和壓出管路，也不需移動泵體和動力機，只需拆下加長聯(lián)軸器的中間連接件，即可拆出泵轉(zhuǎn)子部件。其不足之處是機組長度增加，強度有所降低。
與B型泵相比，IS型泵的效率約高2%~4%；IS泵的零部件標(biāo)準(zhǔn)化、通用化程度較高；IS泵的適用范圍較大，共有29個品種，51規(guī)格；進水口徑為50~200m，揚程為5~125m，流量可達6.3~400m³/h。
單級單吸離心泵由于流量小，揚程高，多用于地勢較高而水源不足的丘陵地區(qū)。
在單級單吸離心泵中，還有一種直聯(lián)式系，其結(jié)構(gòu)特點是泵與動力機同軸或加一連接軸（見圖3-7）。由于這種泵采用直聯(lián)式，使得泵結(jié)構(gòu)簡單緊湊，外形尺寸小，質(zhì)量小，拆裝方便，適用于工作場地經(jīng)常更換的情況。
2）單級雙吸泵
單級雙吸泵具有一個葉輪，兩個吸入口。這種泵一般采用雙支承結(jié)構(gòu)，即支承轉(zhuǎn)子的軸承位于葉輪兩側(cè)，且靠近軸的兩端。圖3-8所示的S型泵全稱為單級雙吸橫軸雙支承泵。雙吸式葉輪葉輪靠鍵、軸套和軸套螺母固定在軸上形成轉(zhuǎn)子，是一個單獨裝配的部件。裝配時，可用軸套螺母調(diào)整葉輪在軸上的軸向位置。泵轉(zhuǎn)子用位于泵體兩端的軸承體內(nèi)的兩個軸承實現(xiàn)雙支承。因在聯(lián)軸器處有徑向力作用在泵軸上時，遠離聯(lián)軸器的左端軸承所受的徑向載荷較小，故應(yīng)將它的軸承外圍進行軸向緊固，以便讓它承受轉(zhuǎn)子的軸向力。
S型泵是側(cè)向吸入和壓出的，泵的吸入口和壓出口與泵體鑄為一體，并采用水平中開式泵殼，即泵殼沿通過軸心線的水平面剖成上部分的泵蓋和下部分的泵體，螺旋形壓水室和兩個半螺旋形吸水室由泵體和泵蓋對合構(gòu)成。這種結(jié)構(gòu)，檢修時只要揭開泵蓋即可，無需拆卸進、出水管路和動力機，非常方便。泵蓋的頂部設(shè)有安裝抽氣管用的螺孔，泵殼下部設(shè)有放水用的螺孔。在葉輪吸入口的兩側(cè)都設(shè)置軸封。該軸封也為填料式密封，由填料套、填料、填料環(huán)和填料壓蓋等組成，軸封所用的水封壓力水是通過泵蓋中開面上開出的凹槽，從壓水室引到填料環(huán)的。有的中開式雙吸泵要通過專設(shè)的水封管將水封壓力水送入填料環(huán)。
與懸臂泵相比較，雙支承泵雖因泵軸穿過葉輪進口而使水力性能稍受影響，且泵零件較多，泵體形狀較復(fù)雜，使工藝性較差，但雙支承泵泵軸的剛度比懸臂泵好得多；此外，對雙吸泵來講，采用雙支承結(jié)構(gòu)可使葉輪兩側(cè)吸入口處形狀對稱，有利于軸向力的平衡，故為了提高泵運轉(zhuǎn)可靠性，尺寸較大的雙吸泵均采用雙支承結(jié)構(gòu)。
目前國內(nèi)生產(chǎn)的單級雙吸泵型號有：SH型、SA型、S型。其中SH型用的較多，口徑有150~800mm，揚程10~140m，流量0.35~1.5m³/s。SA型為SH型的改進型，共有13個品種，45種規(guī)格，口徑150~800mm。S型為20世紀(jì)80年代研制，用于替代SH型和SA型的產(chǎn)品，共41種規(guī)格，目前只有部分規(guī)格投產(chǎn)。S型泵與SH型、SA型泵相比，在結(jié)構(gòu)上和性能上均有所改進和提高。如取消外設(shè)水封管，改用水封槽；泵殼厚度減薄，減小質(zhì)量；節(jié)省材料，提高吸程和效率等。