Электрификация промышленных предприятий потребовала внедрения группового и индивидуального электроприводов. Стали широко применяться гидравлические машины вращательного типа — лопастные центробежные насосы. Основными частями центробежного насоса являются: корпус насоса со всасывающим и нагнетательным патрубками. Внутри корпуса имеется рабочее колесо, жестко посаженное на вал. В корпусе вокруг рабочего колеса смонтирован направляющий аппарат.
Корпус насоса с патрубками служит для подвода жидкости к рабочему колесу и для отвода жидкости после воздействия на нее рабочего колеса в нагнетательный трубопровод. При вращении рабочее колесо своими лопастями непосредственно воздействует на жидкость, а также создает внутри насоса поле центробежных сил за счет энергии двигателя.
Обычно рабочее колесо центробежного насоса представляет собой два диска: один плоский со втулкой, а второй имеет вид широкого кольца . Между дисками смонтированы лопасти рабочего колеса, образующие расширяющиеся каналы. В центральной части колеса имеется втулка, при помощи которой оно монтируется на валу, Все перечисленные элементы рабочего колеса изготовляются в виде единой отливки либо при помощи сварки.
В пищевых производствах для перекачки различных суспензий и смесей жидкости с твердыми частицами часто применяют рабочие колеса полуоткрытого и открытого типа.
Рабочее колесо полуоткрытого типа не имеет покрывного диска, т. е. диска, представляющего собой широкое кольцо. В этом случае его роль выполняет специально приточенная крышка корпуса насоса. При отсутствии обоих дисков рабочее колесо называется открытым. В этом случае лопасти консольно выступают из втулки рабочего колеса.
Направляющий аппарат представляет собой два неподвижных кольцевых диска, между которыми смонтированы лопасти, направленные как бы противоположно направлению лопастей рабочего колеса.
Принцип работы центробежного насоса состоит в следующем. При пуске корпус насоса должен быть заполнен капельной жидкостью. При быстром вращении рабочего колеса его лопасти оказывают непосредственное силовое воздействие на частицы жидкости. Кроме того, создается поле центробежных сил в жидкости, находящейся в межлопастном пространстве рабочего колеса. Таким образом, жидкость, подвергаясь силовому воздействию лопастей рабочего колеса, с большой скоростью перемещается от центра к периферии, освобождая межлопастные каналы рабочего колеса. Поэтому в центральной части рабочего колеса давление снижается и под действием внешнего, чаще всего атмосферного давления, жидкость входит во всасывающий патрубок и вновь подводится к центральной части рабочего колеса.
Жидкость, выходящая из каналов рабочего колеса по его выходному диаметру, попадает в межлопастное пространство неподвижного направляющего аппарата. В направляющем аппарате жидкость, имеющая большую скорость, как бы тормозится и ее кинетическая энергия частично преобразуется в потенциальную энергию давления в благоприятных условиях течения через плавно изменяющиеся каналы. Если направляющий аппарат отсутствует, то преобразование кинетической энергии потока в потенциальную энергию давления происходит в спиральном корпусе насоса в условиях менее благоприятных.
Спиральная форма корпуса насоса и эксцентричное расположение в нем рабочего колеса обусловлены следующим. В корпусе насоса по направлению вращения рабочего колеса собирается все больший объем жидкости, выходящей из межлопастных каналов. Вся эта жидкость направляется к нагнетательному патрубку и отводится в нагнетательный трубопровод. Спиральная форма обеспечивает увеличение внутреннего объема корпуса насоса, примерно пропорциональное количеству жидкости, направляющейся к нагнетательному патрубку. Поэтому скорость жидкости, проходящей через корпус насоса, во всех сечениях примерно одинакова.
Очень часто нагнетательный патрубок насоса имеет вид диффузора. В этом случае преобразование кинетической энергии в потенциальную продолжается и при движении жидкости через нагнетательный патрубок. В принципе, при отсутствии специального направляющего аппарата, преобразование кинетической энергии, приобретенной жидкостью в рабочем колесе центробежного насоса, должно происходить именно в этом диффузоре.
