水環(huán)真空泵的工作原理

水環(huán)真空泵(簡(jiǎn)稱水環(huán)泵)是一種較粗真空泵，它所能獲得的極限真空為2000~4000Pa，串聯(lián)大氣噴射器可達(dá)270~670Pa。水環(huán)泵也可用作緊縮機(jī)，稱為水環(huán)式緊縮機(jī)，是歸于低壓的緊縮機(jī)，其壓力范圍為1~2×105Pa表壓力。

水環(huán)泵開(kāi)端用作自吸水泵，然后逐步用于石油、冶金、機(jī)械、礦山、輕工、醫(yī)藥及食物等許多工業(yè)部門(mén)。在工業(yè)生產(chǎn)的許多技能進(jìn)程中，如真空過(guò)濾、真空引水、真空送料、真空蒸發(fā)、真空濃縮、真空回潮和真空脫氣等，水環(huán)泵得到廣泛的運(yùn)用。因?yàn)檎婵者\(yùn)用技能的飛躍開(kāi)展，水環(huán)泵在粗真空獲得方面一貫被人們所重視。因?yàn)樗h(huán)泵中氣體緊縮是等溫的，故可抽除易燃、易爆的氣體，此外還可抽除含塵、含水的氣體，因而，水環(huán)泵工業(yè)應(yīng)用很多。

水環(huán)式真空泵的作業(yè)液也可選用其他適合的液體，不管選用哪種作業(yè)液均統(tǒng)稱為液環(huán)式真空泵。水環(huán)式真空泵是液環(huán)式真空泵中最多見(jiàn)、運(yùn)用最廣泛的一種泵。

水環(huán)泵和其它類(lèi)型的機(jī)械真空泵比較有如下優(yōu)點(diǎn)：

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)略，制作精度需求不高，粗略加工即可。

構(gòu)造緊湊，泵的轉(zhuǎn)數(shù)較高，可與電動(dòng)機(jī)直聯(lián)，不需要減速設(shè)備。故通常采用小的構(gòu)造尺度，能夠獲得大的排氣量，占地面積也小，節(jié)約場(chǎng)地空間。

緊縮氣體基本上是等溫的，即緊縮氣體進(jìn)程溫度改變很小。

因?yàn)楸们粌?nèi)沒(méi)有金屬磨擦外表，無(wú)須對(duì)泵內(nèi)進(jìn)行潤(rùn)滑，并且磨損很小。滾動(dòng)件和固定件之間的密封可直接由水封來(lái)進(jìn)行。

吸氣穩(wěn)定，作業(yè)平穩(wěn)可靠，操作簡(jiǎn)略，修理方便。

水環(huán)泵是由葉輪、泵體、吸排氣盤(pán)、水在泵體內(nèi)壁構(gòu)成的水環(huán)、吸氣口、排氣口、輔助排氣閥等組成的。葉輪被偏心的裝置在泵體中，當(dāng)葉輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)入水環(huán)泵泵體的水被葉輪拋向周?chē)捎谙蛐牧Φ淖饔茫畼?gòu)成了一個(gè)與泵腔外形類(lèi)似的等厚度的封鎖的水環(huán)。水環(huán)的上部?jī)?nèi)外表恰恰與葉輪輪轂相切(如Ⅰ-Ⅰ斷面)，水環(huán)的下部?jī)?nèi)外表剛好與葉片頂端接觸(實(shí)踐上，葉片在水環(huán)內(nèi)有一定的插入深度)。此時(shí)，葉輪輪轂與水環(huán)之間構(gòu)成了一個(gè)月牙形空間，而這一空間又被葉輪分紅與葉片數(shù)目相等的若干個(gè)小腔。假如以葉輪的上部0°為起點(diǎn)，那么葉輪在旋轉(zhuǎn)前180°時(shí)，小腔的容積逐步由小變大(即從斷面Ⅰ-Ⅰ到Ⅱ-Ⅱ)，壓強(qiáng)不時(shí)的降低，且與吸排氣盤(pán)上的吸氣口相通，當(dāng)小腔空間內(nèi)的壓強(qiáng)低于被抽容器內(nèi)的壓強(qiáng)，依據(jù)氣體壓強(qiáng)均衡的原理，被抽的氣體不時(shí)地被抽進(jìn)小腔，此時(shí)正處于吸氣過(guò)程。當(dāng)吸氣完成時(shí)與吸氣口隔絕，從Ⅱ-Ⅱ到Ⅲ-Ⅲ斷面，小腔的容積正逐步減小，壓力不時(shí)地增大，此時(shí)正處于緊縮過(guò)程，當(dāng)緊縮的氣體提早到達(dá)排氣壓力時(shí)，從輔助排氣閥提早排氣。從斷面Ⅲ-Ⅲ到ⅠⅠ，而與排氣口相通的小腔的容積進(jìn)一步地減小壓強(qiáng)進(jìn)一步的升高，當(dāng)氣體的壓強(qiáng)大于排氣壓強(qiáng)時(shí)，被緊縮的氣體從排氣口被排出，在泵的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，不時(shí)地停止著吸氣、緊縮、排氣過(guò)程，從而到達(dá)連續(xù)抽氣的目的。在水環(huán)泵中，輔助排氣閥是一種特殊構(gòu)造，普通采用橡皮球閥，它的作用是消弭泵在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)緊縮與緊縮缺乏的現(xiàn)象。這兩種現(xiàn)象都會(huì)惹起過(guò)多的功率耗費(fèi)。由于水環(huán)泵沒(méi)有直接的排氣閥，而且排氣壓力一直是固定的，水環(huán)泵的緊縮比決議于進(jìn)氣口的終止位置和排氣口的起始位置，但是這兩個(gè)位置是固定不變的，因此不順應(yīng)吸入壓力變化的需求。為理解決這個(gè)問(wèn)題，普通在排氣口下方設(shè)置橡皮球閥，以便當(dāng)泵腔內(nèi)過(guò)早到達(dá)排氣壓力時(shí)，球閥自動(dòng)開(kāi)啟，氣體排出，消弭了過(guò)緊縮現(xiàn)象。普通在設(shè)計(jì)水環(huán)泵時(shí)都以最低吸入壓力來(lái)肯定緊縮比，以此來(lái)肯定排氣口的起始位置，這樣就處理了緊縮缺乏的現(xiàn)象。