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水環真空泵全解體

2023-08-21

帶有多葉片的轉子偏心裝在泵殼內。當它旋轉時,把液體拋向泵殼并形成與泵殼同心的液環,液環同轉子葉片形成了容積周期變化的旋轉變容真空泵。當工作液體為水時,稱水環式真空泵。

變容式真空泵

水環真空泵就是這種靠偏置葉輪在泵腔內回轉運動使工作室容積周期性變化以實現抽氣的真空泵。它的工作室由旋轉液環和葉輪構成,其結構和工作原理與液環壓縮機相似。

水環真空泵工作原理

水環泵工作輪2在泵體1中旋轉時形成了水環3和工作室5,水環與工作輪構成了月牙形空間。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,構成了壓縮過程(相當于排氣室)。被抽氣體由進氣管8和進氣口4進入吸氣室。轉子進一步轉動,使氣體受壓縮,經過排氣口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,氣體經管管道9排到大氣中,水由水箱進入泵中,或經過管道11排到排水設備中。當工作液體為水時,稱水環式真空泵,水環真空泵是一種粗真空泵,它所能獲得的極限真空為2000~4000 Pa,串聯大氣噴射器可達270~670 Pa。

水環真空泵示意圖:

當葉輪按圖中順時針方向旋轉時,水被葉輪拋向四周,由于離心力的作用,水形成了一個決定于泵腔形狀的近似于等厚度的封閉圓環。水環的下部分內表面恰好與葉輪輪轂相切,水環的上部內表面剛好與葉片頂端接觸(實際上葉片在水環內有一定的插入深度)。此時葉輪輪轂與水環之間形成一個月牙形空間,而這一空間又被葉輪分成和葉片數目相等的若干個小腔。如果以葉輪的下部0°為起點,那么葉輪在旋轉前180°時小腔的容積由小變大,且與端面上的吸氣口相通,此時氣體被吸入,當吸氣終了時小腔則與吸氣口隔絕;當葉輪繼續旋轉時,小腔由大變小,使氣體被壓縮;當小腔與排氣口相通時,氣體便被排出泵外。水環真空泵(簡稱水環泵)是一種粗真空泵,它所能獲得的極限真空為2000~4000Pa,串聯大氣噴射器可達270~670Pa。水環泵也可用作壓縮機,稱為水環式壓縮機,是屬于低壓的壓縮機,其壓力范圍為1~2×105Pa表壓力。電機工程

水環泵最初用作自吸水泵,而后逐漸用于石油、化工、機械、礦山、輕工、醫藥及食品等許多工業部門。在工業生產的許多工藝過程中,如真空過濾、真空引水、真空送料、真空蒸發、真空濃縮、真空回潮和真空脫氣等,水環泵得到廣泛的應用。由于真空應用技術的飛躍發展,水環泵在粗真空獲得方面一直被人們所重視。由于水環泵中氣體壓縮是等溫的,故可抽除易燃、易爆的氣體,此外還可抽除含塵、含水的氣體,因此,水環泵應用日益增多。

如圖:在泵體中裝有適量的水作為工作液。當葉輪按圖中指示的方向順時針旋轉時,水被葉輪拋向四周,由于離心力的作用,水形成了一個決定于泵腔形狀的近似于等厚度的封閉圓環。水環的上部分內表面恰好與葉輪輪轂相切,水環的下部內表面剛好與葉片頂端接觸(實際上葉片在水環內有一定的插入深度)。此時葉輪輪轂與水環之間形成一個月牙形空間,而這一空間又被葉輪分成葉片數目相等的若干個小腔。如果以葉輪的上部0°為起點,那么葉輪在旋轉前180°時小腔的容積由小變大,且與端面上的吸氣口相通,此時氣體被吸入,當吸氣終了時小腔則與吸氣口隔絕;當葉輪繼續旋轉時,小腔由大變小,使氣體被壓縮;當小腔與排氣口相通時,氣體便被排出泵外。

綜上所述,水環泵是靠泵腔容積的變化來實現吸氣、壓縮和排氣的,因此它屬于變容式真空泵。  1水環式真空泵的優點1)結構簡單,制造精度要求不高,容易加工。2)結構緊湊,泵的轉數較高,一般可與電動機直聯,無須減速裝置。故用小的結構尺寸,可以獲得大的排氣量,占地面積也小。3)壓縮氣體基本上是等溫的,即壓縮氣體過程溫度變化很小。4)由于泵腔內沒有金屬磨擦表面,無須對泵內進行潤滑,而且磨損很小。轉動件和固定件之間的密封可直接由水封來完成。5)吸氣均勻,工作平穩可靠,操作簡單,維修方便。2水環式真空泵的缺點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構上的限制,更重要的是受工作液飽和蒸氣壓的限制。由于水環泵中氣體壓縮是等溫的,故可以抽除易燃、易爆的氣體。由于沒有排氣閥及摩擦表面,故可以抽除帶塵埃的氣體、可凝性氣體和氣水混合物。有了這些突出的特點,盡管它效率低,仍然得到了廣泛的應用。


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