迅达真空泵丨水环真空泵的选型技术

迅达真空泵厂根据工艺过程的需要，选用水环（液环）式真空泵作为主泵，就应该进一步了解其工作原理，结构特点，主要技术指标，使用与维护方法等相关内容，以便合理地选择适合工艺过程要求的型号。
迅达真空泵分析水环泵的工作原理及特点
水环式真空泵（简称水环泵）是广东真空泵的一种，它所能获得的极限真空为2000～ 4000Pa,串联大气喷射器可达270～670Pa。水环泵也可用作压缩机，称为水环式压缩机，是属于低压的压缩机，其压力范围为1*10^5~2*10^5Pa表压力。
水环泵初用作自吸水泵，而后逐渐用于石油、化工、机械、矿山、轻工、医药及食品等工业领域。在工业生产的许多工艺过程，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中，水环泵得到广泛的应用。由于真空应用技术的飞跃发展，水环泵在粗真空获得方面一直被人们所重视。由于水环泵中气体压缩是等温的，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，水环泵的应用日益增多。
1、水环泵的工作原理
由图亿可见，水环泵是由泵体1，偏心安装的叶轮2及端盖5 (开设有吸气口、排气 口）等儿部分组成。
图一 (a)是一台单作用水环泵的工作原理图。在泵体中装有适的水作为工作液。当叶轮按图中指示的方向旋转时，水被叶轮拋向四周，由于离心力的作用，水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的上部内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的下部内表面刚好与叶片顶端接触（实际上叶片在水环内有一定的插人深度）。此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成与叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的上部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（即端盖）上的吸气口相通，此时气体被吸入（应注意吸气口的终止位置应保证小腔容积为大），当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝；当叶轮继续旋转时，小腔由大变小，气体便被压缩；当小腔与排气口相通时，气体便被排出泵外。
图一(b)是一台双作用水环泵的工作原理图。它的泵腔相对于叶轮做成双偏心，近似于椭圆形，叶轮转动时其水环内表面与轮毂形成两个上下对称的月牙形空间，其端面上开设两个吸气口与两个排气口，因此转子旋转一周每个小腔吸气、排气各两次。
综上所述，水环泵是靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气的，因此它属于变容式真空泵。
值得注意的是：水环泵的吸气口终止位置和排气口起始位置决定着泵的压缩比。因为吸气口终止位置决定着吸气小腔吸入气体的体积；而排气口起始的位置决定着排气时压缩了的气体的体积。对已经确定了结构尺寸的水环泵，就可以求出其压缩比。同样，给定压缩比， 也可以确定出吸气口终止位置和排气口起始位置。
在水环泵中，水环压缩气体的能景是这样传递的：水被叶轮带动之后形成水环，这时叶轮把能量传递给水使之动能增加，水才具有一定的速度在泵腔内回转。就单作用水环泵来、说，在吸入侧（前180°时），埋在叶轮内的水被叶轮加速，当水从叶轮腔内被甩出之后，水具有与叶片端点切线速度相近的速度；在前半周，由于吸入气体压强恒定，其各点速度相等。在后半周，气体被压缩，当水环重新进入叶轮腔时速度下降，其动能有一部分转变成势能（压力能），以抵抗气体膨胀压力。而在空载不压缩气体时，后半周水的动能便会推动叶轮加速回转。
2、水环泵的特点
水环泵与其他类型的机械真空泵相比有如下优点。
(1)结构简单，制造精度要求不高，容易加工。
(2)结构紧凑，泵的转数较高，一般可与电动机直联，无须减速装置，故用小的结构尺 寸，可以获得大的排气量，占地面积也小。
(3)压缩气体基本上是等温的，即压缩气体过程温度变化很小。
(4)泵腔内没有金属摩擦表面，无须对泵内进行润滑，而且磨损很小。转动件和固定件之间的密封可直接由水封来完成。
(5)吸气均匀，工作平稳可靠，操作简单，维修方便。
水环泵也有其缺点：
(1)效率低，一般在30%左右，较好的可达50%。
(2)真空度低，这不仅是因为受到结构上的限制，更重要的是受工作液饱和蒸气压的限 制。用水做工作液，极限压强只能达到2000～4000Pa。用油做工作液，可达130Pa。
总之，由于水环泵中气体压缩是等温的，故可以抽除易燃、易爆的气体。由于没有排气阀及摩擦表面，故可以抽除带尘埃的气体、可凝性气体和气水混合物。有了这些突出的特点，尽管它效率低，仍然得到了广泛的应用。
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