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水環真空泵概述

發布時間:2018-07-11 16:43:38 來源:admin
(1)水環真空泵介紹
水環真空泵是内部裝有帶固定葉片的偏心轉子,将水或其他液體抛向定子壁,并與定子形成同心的液環,轉子葉片與液環一起構成可變容積的一種旋轉變容積真空泵。
 
水環真空泵是一種粗真空泵,它能達到的極限真空約為2000~4000Pa[5],與羅茨真空泵組成機組時極限真空可達到1~600Pa。水環真空泵也可用作壓縮機,稱為水環式壓縮機,是低壓壓縮機的一種,其壓力範圍為1~2×105Pa(表壓)。
 
水環真空泵壓縮氣體的過程近似為等溫過程。正因如此,水環真空泵可以用來抽吸或壓縮易燃、易爆的氣體,并能适應排水量大,載荷沖擊波動等惡劣的工況;在造紙、石化、化肥、煤炭、冶金、建材、電器、制藥、醫療、環保、印刷、紡織、塑料、包裝、海運等行業都得到了廣泛的應用;在真空消毒、真空蒸餾、真空濃縮、真空蒸發、真空脫氣和真空回潮等工藝過程中也發揮着重要的作用。由于真空應用技術的飛速發展,水環真空泵在粗真空獲得方面受到人們越來越多的重視。
 
(2)水環真空泵的工作原理
水環真空泵工作時,電機帶動葉輪旋轉,使得工作腔内的水在離心力的作用下形成水環。理想狀态下,所形成的水環在上側剛好與葉輪輪毂相切,在下側剛好與葉片頂端相接觸,這樣水環的内表面與葉輪輪毂之間就形成了一個月牙形的空間,這一空間又被葉輪葉片分成大小不等且互不相通的若幹個基元容積。當電機驅動葉輪旋轉時,吸氣側基元容積的體積由小變大,壓力逐漸降低,氣體從吸氣口被吸入;在排氣側,基元容積的體積由大變小,氣體被壓縮,壓力逐漸增大;當氣體被壓縮到一定程度并與排氣口相通時,氣體就會被排出,同時夾帶出一部分水。為了補償水的流失,水環真空泵在工作時需要不斷的補充工作水,因此水環的形狀基本保持不變,而且還能及時吸收壓縮氣體所産生的熱量,所以壓縮氣體的過程也可以看作是一個等溫過程。
 
綜上所述,水環真空泵吸氣、壓縮和排氣這三個過程是靠泵腔内基元容積的變化來實現的,因此它屬于變容積式真空泵。
 
(3)水環真空泵的結構組成
水環真空泵的主要結構包括泵體、葉輪、圓盤、軸承體、軸承壓蓋、氣體分配器、進水口、放水口、吸氣口、排氣口和軸封部分等。殼體分為前殼體和後殼體兩部分;吸、排氣口均在圓盤上。水環真空泵的葉輪葉片為前彎型,可以使工作液體獲得較大的動能,有利于水環的形成。
 
水環真空泵工作時,水以一定的壓力進入泵腔,形成水環。同時水還在氣體的夾帶作用下不斷地從排氣口排出。經過氣液分離器分離後,氣體排出,水可經冷卻後循環使用。
 
(4)水環真空泵的特點
水環真空泵和其他類型的真空泵相比有以下優點:
 
①結構簡單,對制造精度的要求較低,加工方式簡便。
 
②結構緊湊,泵的轉速較高,一般可在無減速裝置的情況下與電動機直聯,用較小的結構尺寸,也可以獲得較大的排氣量,占地面積也小。
 
③壓縮氣體的過程基本上是等溫的,即壓縮氣體的過程溫度變化很小。
 
④由于泵腔内沒有金屬磨擦表面,磨損很小,因此無須進行潤滑,轉動件和固定件之間的密封可直接用水封來完成,對環境沒有污染。
 
⑤吸氣均勻,操作簡單,維修方便,工作平穩可靠。
 
水環真空泵也有其缺點:
 
①效率低,一般在35%左右,較好的可達45%~50%。
 
②所能達到的極限真空較低。這主要是由于水環真空泵的結構和工作液體的飽和蒸氣壓等因素所造成的。用水作工作液體時,極限真空隻能達到2000~4000Pa,而用油作工作液體時,極限壓強可以達到130Pa。
 
總而言之,由于水環真空泵中氣體壓縮過程近似是等溫的,故可以抽除易燃、易爆的氣體。同時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。
 
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