水环真空泵的工作原理及优缺点
水环真空泵的工作原理及优缺点
水环真空泵是液环式真空泵中最常见的一种。液环式真空泵是带有多叶片的转子心装在泵壳内。当它旋转时，把液体抛向泵壳并形成与泵壳同心的液环，液环同转子叶片形成了容积周期变化的旋转变容真空泵。当工作液体为水时，称水环真空泵。
水环真空泵主要用于粗真空、抽气量大的工艺过程中。在化工、石油、轻工、医药及食品工业中得到了广泛地应用，如真空过滤、真空送料、真空浓缩、真空脱气等。
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。
如上图所示，叶轮 1，偏心地装在泵体 2 内，起动前，向泵内注入一定高度的水，因此当叶轮旋转时，水受离心力的作用而在泵体壁上形成一旋转水环 3，水环上部内表面与轮毂相切，沿箭头方向旋转，在前半转的过程中，水环内表面逐渐与轮毂脱离，因此在叶轮叶片间形成真空状态的空间并逐渐扩大，这样就在吸气口吸入空气，在后半转的过程中，水环的内表面逐渐与轮毂靠近，叶片间的空间容积逐渐缩小，叶片间的空气因此被压缩而排出。如此，叶轮每转动一周，叶片间的空间容积改变一次，每个叶片间的水好像活塞一样往复一次，泵就连续不断地抽吸和排出气体。
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。