水环式真空泵的工作原理

水环真空泵内装有带固定叶片的偏心转子，是将水（液体）抛向定子壁，水（液体）形成与定子同心的液环，液环与转子叶片一起构成可变容积的一种旋转变容积真空泵。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，与真空泵组成机组真空度可达1~600Pa。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。

水环真空泵工作原理：

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。

在泵体中装有适量的水作为工作液。当叶轮按图中指示的方向顺时针旋转时，水被叶轮抛向四周，由于离心力的作用，水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的上部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的下部内表面刚好与叶片顶端接触（实际上叶片在水环内有一定的插入深度）。此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的上部0°为起点，那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大，且与端面上的吸气口相通，此时气体被吸入，当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝；当叶轮继续旋转时，小腔由大变小，使气体被压缩；当小腔与排气口相通时，气体便被排出泵外。

综上所述，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。

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。

水环式真空泵的工作原理

水环泵工作轮2在泵体1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。

图 水环泵的工作原理图

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。

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。

在泵体中装有适量的水作为工作液。当

叶轮顺时针方向旋转时，水被叶轮抛向四周，由于离心力

的作用，水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的

封闭圆环。水环的下部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水

环的上部内表面刚好与叶片顶端接触（实际上叶片在水环

内有一定的插入深度）。此时叶轮轮毂与水环之间形成一

个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成和叶片数目相等

的若干个小腔。如果以叶轮的下部0°为起点，那么叶轮在

旋转前180°时小腔的容积由小变大，且与端面上的吸气

口相通，此时气体被吸入，当吸气终了时小腔则与吸气口

隔绝；当叶轮继续旋转时，小腔由大变小，使气体被压

缩；当小腔与排气口相通时，气体便被排出泵外。综上所

述，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。

罗茨泵在泵腔内，

有二个“8”字形的转子相互中真空泵需要前级泵。罗茨泵

的极限真空除取决于泵本身结构和制造精度外，还取决于

前级泵的极限真空。为了提高泵的极限真空度，可将罗茨

泵串联使用。

罗茨泵的工作原理与罗茨鼓风机相

似。由于转子的不断旋转，被抽气体从进气口吸入到转子

与泵壳之间的空间v0内，再经排气口排出。由于吸气后

v0空间是全封闭状态，所以，在泵腔内气体没有压缩和

膨胀。但当转子顶部转过排气口边缘，v0空间与排气侧

相通时，由于排气侧气体压强较高，则有一部分气体返冲

到空间中去，使气体压强突然增高。当转子继续转动时，

气体排出泵外。