水環(huán)式真空泵的工作原理與基本類型與特點

2020-05-03 真空技術(shù)網(wǎng) 真空技術(shù)網(wǎng)整理

  水環(huán)式真空泵是液環(huán)式真空泵中最常見的一種。液環(huán)式真空泵是帶有多葉片的轉(zhuǎn)子偏心裝在泵殼內(nèi)。當(dāng)它旋轉(zhuǎn)時,把液體拋向泵殼并形成與泵殼同心的液環(huán),液環(huán)同轉(zhuǎn)子葉片形成了容積周期變化的旋轉(zhuǎn)變?nèi)菡婵毡。?dāng)工作液體為水時,稱水環(huán)泵

  水環(huán)泵主要用于粗真空、抽氣量大的工藝過程中。在化工、石油、輕工、醫(yī)藥及食品工業(yè)中得到了廣泛地應(yīng)用,如真空過濾、真空送料、真空濃縮、真空脫氣等。

  單級水環(huán)泵的極限壓力可達8~2×103Pa,雙級水環(huán)泵的極限壓力可達1×102Pa,排氣量為0.25~500m3/h。

一、水環(huán)式真空泵的工作原理

  水環(huán)泵工作輪2在泵體1中旋轉(zhuǎn)時形成了水環(huán)3和工作室5。水環(huán)與工作輪構(gòu)成了月牙形空間。右邊半個月牙形的容積由小變大,形成吸氣室。左邊的半個月牙形的容積由大變小,構(gòu)成了壓縮過程(相當(dāng)于排氣室)。被抽氣體由進氣管8和進氣口4進入吸氣室。轉(zhuǎn)子進一步轉(zhuǎn)動,使氣體受壓縮,經(jīng)過排氣口6和排氣管7排出。排出的氣體和水滴由排氣管道7進入水箱10,此時氣體由水中分離出來,氣體經(jīng)管管道9排到大氣中,水由水箱進入泵中,或經(jīng)過管道11排到排水設(shè)備中。

水環(huán)式真空泵的工作原理圖

圖 水環(huán)泵的工作原理圖

  水環(huán)泵的壓縮比由泵的吸氣口終了位置和排氣口開始位置所決定。因為吸氣口終止位置決定著吸氣腔吸入氣體的體積;而排氣口開始的位置決定著排氣時壓縮了的氣體的體積。對已經(jīng)確定了結(jié)構(gòu)尺寸的水環(huán)泵,可以求出其壓縮比。

二、水環(huán)式真空泵的基本類型與特點

  水環(huán)泵按不同結(jié)構(gòu)可分成如下幾種類型:

  1、單級單作用水環(huán)泵:單級是指只有一個葉輪,單作用是指葉輪每旋轉(zhuǎn)一周,吸氣、排氣各進行一次。這種泵的極限真空較高,但抽速和效率較低。

  2、單級雙作用水環(huán)泵:單級是指只有一個葉輪,雙作用是指葉輪每旋轉(zhuǎn)一周,吸氣、排氣各進行二次。在相同的抽速條件下,雙作用水環(huán)泵比單作用水環(huán)泵大大減少尺寸和重量。由于工作腔對稱分布于泵輪轂兩側(cè),改善了作用在轉(zhuǎn)子上的載荷。此種泵的抽速較大,效率也較高,但極限真空較低。

  3、雙級水環(huán)泵:雙級水環(huán)泵大多是單作用泵串聯(lián)而成。實質(zhì)上是兩個單級單作用的水環(huán)泵的葉輪共用一根心軸聯(lián)接而成。它的主要特點是在較高真空度下,仍然具有較大的抽速,而且工作狀況穩(wěn)定。

  4、大氣水環(huán)泵:大氣水環(huán)泵實際是大氣噴射器串聯(lián)水環(huán)泵的機組。水環(huán)泵前面串聯(lián)大氣泵是為了提高極限真空,擴大泵的使用范圍。

水環(huán)泵和其它類型的機械真空泵相比有以下優(yōu)點:

  1、結(jié)構(gòu)簡單,制造精度要求不高,容易加工。操作簡單,維修方便。

  2、結(jié)構(gòu)緊湊,泵一般與電動機直聯(lián),轉(zhuǎn)數(shù)較高。用較小的結(jié)構(gòu)尺寸,可以獲得較大的排氣量。

  3、泵腔內(nèi)沒有金屬摩擦表面,無須對泵內(nèi)進行潤滑。轉(zhuǎn)動件和固定件之間密封可直接由水封來完成。

  4、泵腔內(nèi)壓縮氣體過程溫度變化很小,可認為是等溫壓縮,故可以抽除易燃、易爆的氣體。

  5、由于沒有排氣閥及摩擦表面,故可以抽除帶塵埃的氣體、可凝性氣體及氣水混合物。

水環(huán)泵也有其缺點:

  1、效率低,一般在30%左右,較好的可達50%。

  2、真空度低。這不僅是因為受到結(jié)構(gòu)上的限制,更重要的是受工作液飽和蒸氣壓的限制。

  總的說來,由于水環(huán)泵具有等溫壓縮和用水作封液,可以抽除易燃、易爆及腐蝕性氣體,還可以抽除含有灰塵和水分的氣體等突出優(yōu)點,所以得到了廣泛的應(yīng)用。

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