泵设备知识 - 水环式真空泵

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水环式真空泵（简称水环泵）是一种粗真空泵，它所能获得的极限压力，对于单级泵为2.66～9.31kPa；对于双级泵为0.133～0.665kPa。水环泵也可用作压缩机，它属于低压的压缩机，其压力范围为（1～2）×105Pa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、医药和食品等工业及市政与农业等部门的许多工艺过程中，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，得到了广泛的应用，由于水环泵压缩气体的过程是等温的，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，水环泵的应用日益增大。
一、水环真空泵的典型结构
如下图所示，在泵体3，偏心地安装着一个带有若干个前弯叶片的开式叶轮1(小型泵采用径向叶片)，叶轮两侧紧贴着侧盖2。与泵体连成一体的侧盖上靠近叶轮轮毂处开有较大的吸入口4和稍小的排出口5，分别与吸入管和排出管相通。

二、工作原理
工作前泵内必须充以一定数量的工作水。
叶轮旋转时，水被带动旋转，形成一紧贴泵壳内壁的水环。水环内表面与叶轮轮毂表面及两侧盖端面之间形成一个月牙形的工作空间。该空间被叶轮的叶片分隔成若干个互不相通的腔室。叶片间的这些腔室的容积随叶轮的回转在不断地改变。
水环泵的工作过程可分为三个连续的阶段：
(1) 吸入过程——当叶间转过图中的左半转时，由于叶片外端与偏心的泵壳间的距离增加，叶间的液体就会被甩出，使叶间腔室的容积逐渐增大，于是，气体便通过侧面的吸入口被吸入。
(2) 压缩过程——当叶间转过吸入口开始进入图示右半转时，由于泵壳与叶片外端的距离逐渐缩小，叶轮外按圆周方向高速流动的液流便会挤入叶间。这样，在叶间尚未与排出口相通时，其中的气体便受到压缩。
(3) 排出过程——当叶间转到与排出口相通时，叶间腔室中的压力即会在瞬间与排出压力相平衡，并在叶轮随后的转动过程中，由于叶外的液体不断挤入叶间，从而将气体排出。

在水环泵中，辅助排气阀是一种特殊结构，一般采用橡皮球阀，它的作用是消除泵在运转过程中产生的过压缩与压缩不足的现象。这两种现象都会引起过多的功率消耗。因为水环泵没有直接的排气阀，而且排气压力始终是固定的，水环泵的压缩比决定于进气口的终止位置和排气口的起始位置，然而这两个位置是固定不变的，因而不适应吸入压力变化的需要。为了解决这个问题，一般在排气口下方设置橡皮球阀，以便当泵腔内过早达到排气压力时，球阀自动开启，气体排出，消除了过压缩现象。一般在设计水环泵时都以最低吸入压力来确定压缩比，以此来确定排气口的起始位置，这样就解决了压缩不足的现象。
三、特点
1.理论流量取决于叶轮的尺寸和转速；
2.压力比取决于叶轮的尺寸和转速；(排压与吸入压力之比）
3.造成的真空度随工作水温的增加而减小；
4.效率低；（只有30～50%）
5.工作过程接近等温过程，适合泵送易燃、易爆、在高温下易分解的气体；
6.无吸、排阀和内部密封部件，结构简单、维护方便、流量均匀、工作平稳、噪音小。

hsh_taotao

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