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水环式真空泵

水环式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
的转子偏心装在泵壳内。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
水环泵。
水环泵主要用于粗真空、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。
单级水环泵的极限压力可达8～2×103Pa，双级水环泵的极限压力可达
1×102Pa，排气量为0.25～500m3/h。
1.工作原理
水环泵工作轮2在泵体l中旋转时形成了水环3和工作室5。水环与工作轮
构成了月牙形空间。右边半个月牙形的容积由小变大，形成吸气室。左边的半个
月牙形的容积由大变小，构成了压缩过程(相当于排气室)。被抽气体由进气管8
和进气口4进入吸气室。转子进一步转动，使气体受压缩，经过排气口6和排气
管7排出。排出的气体和水滴由排气管道7进入水箱10，此时气体由水中分离
出来，气体经管管道9排到大气中，水由水箱进入泵中，或经过管道11排到排
水设备中。
水环泵的压缩比由泵的吸气口终了位置和排气口开始位置所决定。因为吸气
口终止位置决定着吸气腔吸入气体的体积；而排气口开始的位置决定着排气时压
缩了的气体的体积。对已经确定了结构尺寸的水环泵，可以求出其压缩比。
2．泵的基本类型与特点
水环泵按不同结构可分成如下几种类型：
(1)单级单作用水环泵单级是指只有一个叶轮，单作用是指叶轮每旋转一
周，吸气、排气各进行一次。这种泵的极限真空较高，但抽速和效率较低。
(2)单级双作用水环泵单级是指只有一个叶轮，双作用是指叶轮每旋转一
周，吸气、排气各进行二次。在相同的抽速条件下，双作用水环泵比单作用水环

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泵大大减少尺寸和重量。由于工作腔对称分布于泵轮毂两侧，改善了作用在转子
上的载荷。此种泵的抽速较大，效率也较高，但极限真空较低。
(3)双级水环泵双级水环泵大多是单作用泵串联而成。实质上是两个单级单
作用的水环泵的叶轮共用一根心轴联接而成。它的主要特点是在较高真空度下，
仍然具有较大的抽速，而且工作状况稳定。
(4)大气水环泵大气水环泵实际是大气喷射器串联水环泵的机组。水环泵
前面串联大气泵是为了提高极限真空，扩大泵的使用范围。
水环泵和其它类型的机械真空泵相比有以下优点：
(1)结构简单，制造精度要求不高，容易加工。操作简单，维修方便。
(2)结构紧凑，泵一般与电动机直联，转数较高。用较小的结构尺寸，可以
获得较大的排气量。
(3)泵腔内没有金属摩擦表面，无须对泵内进行润滑。转动件和固定件之间
密封可直接由水封来完成。
(4)泵腔内压缩气体过程温度变化很小，可认为是等温压缩，故可以抽除易
燃、易爆的气体。
(5)由于没有排气阀及摩擦表面，故可以抽除带尘埃的气体、可凝性气体及
气水混合物。
水环泵也有其缺点：
(1)效率低，一般在30％左右，较好的可达50％。
(2)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。
总的说来，由于水环泵具有等温压缩和用水作封液，可以抽除易燃、易爆及
腐蚀性气体，还可以抽除含有灰尘和水分的气体等突出优点，所以得到了广泛的
应用。

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公式表

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