水环式真空泵的作业原理阐明

  水环泵开始用作自吸水泵，然后逐步用于石油、化工、机械、矿山、轻工、医药及食物等许多工业部分。在工业生产的许多工艺进程中，如真空过滤、真空引水、真空送料、真空蒸发、真空浓缩、真空回潮和真空脱气等，水环泵得到遍及的使用。由于真空使用技术的飞跃发展，水环泵在粗真空取得方面一向被人们所注重。由于水环泵中气体紧缩是等温的，故可抽除易燃、易爆的气体，此外还可抽除含尘、含水的气体，因此，水环泵使用日益增多。

  如图为水环泵的作业原理示意图，水环泵是由叶轮、泵体、吸排气盘、水在泵体内壁构成的水环、吸气口、排气口、辅佐排气阀等组成的。

  叶轮被偏疼的安装在泵体中，当叶轮按图示方向旋转时，进入水环泵泵体的水被叶轮抛向四周，由于离心力的效果，水构成了一个与泵腔形状类似的等厚度的关闭的水环。水环的上部内外表刚好与叶轮轮毂相切（如Ⅰ-Ⅰ断面），水环的下部内外表刚好与叶片顶端触摸（实践上，叶片在水环内有必定的刺进深度）。此刻，叶轮轮毂与水环之间构成了一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分红与叶片数目持平的若干个小腔。假如以叶轮的上部0°为起点，那么叶轮在旋转前180°时，小腔的容积逐步由小变大（即从断面Ⅰ-Ⅰ到Ⅱ-Ⅱ），压强不断的下降，且与吸排气盘上的吸气口相通，当小腔空间内的压强低于被抽容器内的压强，依据气体压强平衡的原理，被抽的气体不断地被抽进小腔，此刻正处于吸气进程。当吸气完结时与吸气口阻隔，从Ⅱ-Ⅱ到Ⅲ-Ⅲ断面，小腔的容积正逐步减小，压力不断地增大，此刻正处于紧缩进程，当紧缩的气体提早到达排气压力时，从辅佐排气阀提早排气。从断面Ⅲ-Ⅲ到Ⅰ-Ⅰ，而与排气口相通的小腔的容积进一步地减小压强进一步的升高，当气体的压强大于排气压强时，被紧缩的气体从排气口被排出，在泵的接连工作进程中，不断地进行着吸气、紧缩、排气进程，从而到达接连抽气的意图。

  总归，由于水环泵中气体紧缩是等温的，故可以抽除易燃、易爆的气体。由于没排气阀及冲突外表，故可以抽除带尘土的气体、可凝性气体和气水混合物。有了这些杰出的特色，尽管它功率低，依然得到了广泛的使用。

  水环式真空泵（简称水环泵）是一种粗真空泵，它所能取得的极限压力，关于单级泵为2.66～9.31kPa；关于双级泵为0.133～0.665kPa。水环泵也可用作紧缩机，它归于低压的紧缩机，其压力规模为（1～2）X105Pa表压力（在特定的条件下）。水环泵在石油、化工、机械、矿山、轻工、造纸、动力、冶金、医药和食物等工业及市政与农业等部分的许多工艺进程中，如真空过滤、真空送料、真空脱气、真空蒸发、真空浓缩和真空回潮等，得到了广泛的使用，由于水环泵紧缩气体的进程是等温的，故可抽除易燃、易爆的气体，此外还可抽除含尘，含水的气体，因此，水环泵的使用日益增大。

  综上所述，水环泵是靠泵腔容积的改变来完结吸气、紧缩和排气的，因此它归于变容式真空泵。

  结构紧凑，泵的转数较高，一般可与电动机直联，无须减速设备。故用小的结构尺度，可以得到排气量，占地面积也小。

  由于泵腔内没有金属磨擦外表，无须对泵内进行光滑，并且磨损很小。滚动件和固定件之间的密封可直接由水封来完结。

  真空度低，这不仅是由于遭到结构上的约束，更重要的是受作业液饱满蒸气压的约束。用水作作业液，极限压强只能到达2000~4000Pa。用油作作业液，可达130Pa。

  如图：在泵体中装有适量的水作为作业液。当叶轮按图中指示的方向顺时针旋转时，水被叶轮抛向四周，由于离心力的效果，水构成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的关闭圆环。水环的上部本分外表刚好与叶轮轮毂相切，水环的下部内外表刚好与叶片顶端触摸（实践上叶片在水环内有必定的刺进深度）。此刻叶轮轮毂与水环之间构成一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分红叶片数目持平的若干个小腔。假如以叶轮的上部0°为起点，那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大，且与端面上的吸气口相通，此刻气体被吸入，当吸气终了时小腔则与吸气口阻隔；当叶轮持续旋转时，小腔由大变小，使气体被紧缩；当小腔与排气口相通时，气体便被排出泵外。

  在水环泵中，辅佐排气阀是一种特别结构，一般都会选用橡皮球阀，它的效果是消除泵在工作进程中发生的过紧缩与紧缩缺乏的现象。这两种现象都会引起过多的功率耗费。由于水环泵没有直接的排气阀，并且排气压力始终是固定的，水环泵的紧缩比决定于进气口的停止方位和排气口的开始方位，但是这两个方位是固定不变的，因此不适应吸入压力改变的需求。未处理这个问题，一般在排气口下方设置橡皮球阀，以便利泵腔内过早到达排气压力时，球阀主动敞开，气体排出，消除了过紧缩现象。一般在规划水环泵时都以最低吸入压力来确认紧缩比，以此来确认排气口的开始方位，这样就处理了紧缩缺乏的现象。