水环真空泵工作原理演示及用途

水环真空泵（简称水环泵）是一种粗真空泵，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1~2×105Pa表压力。

水环真空泵适用于抽除气体和水蒸气，吸气压力可以达到33mbar绝压(97%真空度)。当用变压器油作为工作液时（称为油环真空泵 ），吸气压力可达到6.7mbar绝压(99.3%真空度），可以完全取代往复式真空泵。当水环真空泵在吸气压力接近极限真空下长期工作时，应联接气蚀保护管，以对水环真空泵进行保护并消除气蚀声。作为压缩机使用时，随着排气压力的升高会造成水环真空泵功率的加大，订货时应注明排气压力以选择适当的电机功率。

结构及特点说明
1、机泵同轴式直联设计，节省空间，易于安装。
2、采用机械密封作为标准配置，消除了泄露，维护简便。
3、运行平稳，噪音可低至62分贝。
4、独特的柔性排气口设计，不会产生过压缩，确保了水环真空泵在其性能范围内效率最佳。
5、水环真空泵全部设有气蚀保护管接口，如在极限压力下工作，开启气蚀保护管接口（或与分离器连接）可在最大限度保证吸气效果的情况下消除气蚀声，并对泵进行保护。
6、所有型号模型重铸，所有毛坯件均采用精密铸造（不锈钢及普通材质）。
7、所有零部件经数控车床精密加工，机械密封选用进口约翰克兰或大连伯格曼，以保障精度。
8、全部采用NTN或NSK进口轴承。
9、水环真空泵均可与罗茨泵组合成为罗茨机组使用，极限真空可达5Pa，还可搭配分离器，换热器组成闭式循环机组，一开一备，多开多备等形式，提高了系统安全可靠性。

水环泵最初用作自吸水泵，而后逐渐用于石油、化工、机械、矿山、轻工、医药及食品等许多工业部门。在工业生产的许多工艺过程中，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，水环泵应用日益增多。

水环真空泵工作原理图

如图：在泵体中装有适量的水作为工作液。当叶轮按图中顺时针方向旋转时，水被叶轮抛向四周，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。水环的下部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的上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入深度）。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和叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的下部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，此时气体被吸入，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，使气体被压缩；当小腔与排气口相通时，气体便被排出泵外。

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。

水环泵和其它类型的机械真空泵相比有如下优点：
结构简单，制造精度要求不高，容易加工。
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。
压缩气体基本上是等温的，即压缩气体过程温度变化很小。
由于泵腔内没有金属磨擦表面，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。
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：
效率低，一般在30%左右，较好的可达50%。
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。用水作工作液，极限压强只能达到2000~4000Pa。用油作工作液，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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