水环真空泵的内部结构及其工作原理

水环式真空泵的工作液也可采用其他合适的液体，不管采用哪种工作液均统称为液环式真空泵。水环式真空泵是液环式真空泵中最常见、应用最广泛的一种泵。

液环式真空泵的应用范围：

一、2BV系列水环式真空泵的应用范围

2BV系列真空泵适于抽除气体和水蒸汽，吸气压力达到33mbar绝压（97%真空度），当真空泵在吸气压力低于80mbar的状态下长期工作时，应联接气蚀保护管以对泵进行保护，如配大气喷射器，吸气压力可达10mbar，喷射器可直接安装在真空泵上，作为压缩机用时，其压力最大至0.26MPa（绝压）。

水环真空泵及压缩机被广泛用于石油化工、制药、食品、制糖工业等领域，由于在工作过程中，气体的压缩过程是等温的，所以在压缩和抽吸易燃易爆气体时，不易发生危险，其应用更加广泛。机泵同轴式直联设计，节省空间，易于安装。采用机械密封作为标准配置，消除了泄露，维护简便。运行平稳，噪音可低至62分贝，统一的耐腐蚀设计，青铜叶轮提高了泵的耐腐蚀性，不锈钢材质则更适用于更为苛刻的应用，独特的柔性排气口设计，不会产生过压缩，确保了2BV在其性能范围内效率最佳。

二、2BE系列水环式真空泵的应用范围

2BE系列水环真空泵及压缩机是我公司在长期科研的基础上,结合国际先进技术,不断实践验证研制开发的高效节能的新型产品.能常用于抽吸不含固体颗粒、不溶于水、无腐蚀性气体，以便在封闭的容器中形成真空和压力。通过结构材料的改变，亦可用抽吸腐蚀性气体，腐蚀性液体。可广泛用于造纸、化工、石化、轻工、制药、食品、冶金、建材、电器、煤矿、造矿、化肥等行业。

2BE系列水环真空泵采用单级单作用的结构形成式，具有结构简单、维修方便、高效节能、运行可靠等优点，对关键部件泵轴、叶轮、分配板等优化了设计。无论是球铁叶轮还是冲压形成的焊接叶轮均经过良好的热处理，并在过盈热装前后，分别进行平衡及动平衡校验，运转更加平稳、抗冲击性更加优良，适用为排水量大，载荷冲击波动等恶劣工况。

2BE系列水环真空泵、自带气水分离器；设有多位置进排气口，泵盖上增设了排气阀检修盖窗，装配和维修更加方便。

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1~2×10Pa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。

液环真空泵是用液体作工作介质的粗抽泵其中,用水作工作介质的叫水环真空泵,其他还可用油、硫酸及醋酸等作工作介质。工业上水环真空泵应用居多。液环真空泵有单级、双级之分，以及单作用和双作用区别。单级和双级真空泵指其叶轮的级数；单/双作用指其叶轮/壳体的形式，单作用叶轮真空泵的叶轮旋转一周气体经历一次吸入/排出；双作用的真空泵其叶轮旋转一周经历两次气体的吸入与排出。

选用真空泵时，需要注意下列事项：

1、真空泵的工作压强应该满足真空设备的极限真空及工作压强要求。如：真空镀膜要求1×10-5mmHg的真空度，选用的真空泵的真空度至少要5×10-6mmHg。通常选择泵的真空度要高于真空设备真空度半个到一个数量级。

2、正确地选择真空泵的工作点。每种泵都有一定的工作压强范围，如：扩散泵为10-3~10-7mmHg，在这样宽压强范围内，泵的抽速随压强而变化，其稳定的工作压强范围为5×10-4~5×10-6mmHg。因而，泵的工作点应该选在这个范围之内，而不能让它在10-8mmHg下长期工作。又如钛升华泵可以在10-2mmHg下工作，但其工作压强应小于1×10-5mmHg为好。

3、真空泵在其工作压强下，应能排走真空设备工艺过程中产生的全部气体量。

4、正确地组合真空泵。由于真空泵有选择性抽气，因而，有时选用一种泵不能满足抽气要求，需要几种泵组合起来，互相补充才能满足抽气要求。如钛升华泵对氢有很高的抽速，但不能抽氦，而三极型溅射离子泵，（或二极型非对称阴极溅射离子泵）对氩有一定的抽速，两者组合起来，便会使真空装置得到较好的真空度。另外，有的真空泵不能在大气压下工作，需要预真空；有的真空泵出口压强低于大气压，需要前级泵，故都需要把泵组合起来使用。

5、真空设备对油污染的要求。若设备严格要求无油时，应该选各种无油泵，如：水环泵、分子筛吸附泵、溅射离子泵、低温泵等。如果要求不严格，可以选择有油泵，加上一些防油污染措施，如加冷阱、障板、挡油阱等，也能达到清洁真空要求。

6、了解被抽气体成分，气体中含不含可凝蒸气，有无颗粒灰尘，有无腐蚀性等。选择真空泵时，需要知道气体成分，针对被抽气体选择相应的泵。如果气体中含有蒸气、颗粒、及腐蚀性气体，应该考虑在泵的进气口管路上安装辅助设备，如冷凝器、除尘器等。

7、真空泵排出来的油蒸气对环境的影响如何。如果环境不允许有污染，可以选无油真空泵，或者把油蒸气排到室外。

8、真空泵工作时产生的振动对工艺过程及环境有无影响。若工艺过程不允许，应选择无振动的泵或者采取防振动措施。

9、真空泵的价格、运转及维修费用。

泵的类型主要由工作所需的气量、真空度或排气压力而定。泵工作时，需要注意以下两个方面：

1、尽可能要求在高效区内，也就是在临界真空度或临界排气压力的区域内运行。

2、应避免在最大真空度或最大排气压力附近运行。在此区域内运行，不仅效率极低，而且工作很不稳定，易产生振动和噪音。对于真空度较高的真空泵而言，在此区域之内运行，往往还会发生汽蚀现象，产生这种现象的明显标志是泵内有噪音和振动。汽蚀会导致泵体、叶轮等零件的损坏，以致泵无法工作。

根据以上原则，当泵所需的真空度或气体压力不高时，可优先在单级泵中选取。如果真空度或排气压力较高，单级泵往往不能满足，或者，要求泵在较高真空度情况下仍有较大气量，即要求性能曲线在较高真空度时较平坦，可选用两级泵。如果真空度要求在－710mmHg以上，可选用水环－大气泵或水环－罗茨真空机组作为抽真空装置。

如果只作真空泵用，则选用单作用泵比较好。因为单作用泵的构造简单，容易制造和维护，且在高真空情况下抗汽蚀性好。

如果仅作较大气量的压缩机使用，则选用双作用的泵比较合适。因为双作用泵的气量大，体积小，重量轻，径向力能得到自动平衡，轴不容易产生疲劳断裂，泵的使用寿命较长。

选择真空泵：

初步选定了泵的类型之后，对于真空泵，还要根据系统所需的气量来选用泵的型号。

水环真空泵机组操作规程

一、 水环真空泵的开泵操作规程

1初始状态确认

泵处于无工艺介质状态，确认联轴器安装完毕，确认防护罩安装好，泵的机、电、仪确认完毕，泵盘车均匀灵活，泵的入口过滤器清扫干净并安装好，确认冷却水引至泵前，确认润滑脂合格，确认轴承箱润滑脂已加注，确认泵的出入口阀关闭，确认泵的电动机开关处于关或停止状态，确认泵的电动机断电。

2水环真空泵开泵准备

1）确认泵入口处的真空表、出口汽水分离器上的压力表已安装好，投用真空表、压力表，投用汽水分离器上的气动自动补水和排水阀、液位计，关闭汽水分离器罐底放空阀；联系电工和钳工，确认电机转向与机泵转向一致，确认所用工具（扳手、听诊器、抹布、油壶）齐全，确认机泵静电接地完好，确认机泵地脚螺栓无松动，投用冷却器的循环冷却水，确认回水畅通。

缓慢打开泵出口阀打开1/3阀位，盘车，检查法兰有无泄漏。

2）机组注水

该泵属于封闭式循环系统，该系统的补充水由汽水分离器的水通过冷却后重新注入泵体；开泵前打开汽水分离器注水阀向泵体内注水，当泵底部三个放水丝堵见水后，拧上放水丝堵并关闭汽水分离器注水阀，停止向泵体内注水，使泵内的水刚好高于放水丝堵的位置。

3 水环真空泵开泵：

1）确认泵电机已送电，具备开机条件，联系相关岗位操作员，确认泵不转，盘车均匀灵活，打开泵入口阀打开1/3阀位，启动电动机，启动电机后立即将汽水分离器上的注水阀打开，使得泵体与汽水分离器内的水达到平衡状态；

若出现下列情况立即停泵:

异常泄漏，异常振动，异常声音，异味，火花，烟气，电流持续不下。

2）调节泵进出口阀,确认泵入口真空度在要求范围之内，出口流量正常，电动机电流在正常范围内，调整泵流量,联系相关岗位操作员,确认泵进出口压力稳定.

注意：

水环真空泵严禁无液体空转，以免损坏零件；严禁泵体内满水启动；水环真空泵启动后，在出口阀未开的情况下，严禁长时间运行。

3）启动后确认和调整：

确认泵流量、压力正常且稳定，确认泵的振动正常，确认轴承箱外部温度不大于70℃，确认无泄漏，确认冷却水温度、压力正常，确认电动机的电流正常，确认电动机振动声音正常。

二、水环真空泵停泵操作规程

1停泵

通知相关岗位和班长，关闭汽水分离器上的注水阀，停电机，关泵出入口阀，确认泵出入口阀全关。

2 隔离、排空

关闭泵入口阀，关闭泵出口阀，关闭汽水分离器补水阀，确认泵出入口阀关闭。打开汽水分离器排空阀，打开泵防空丝堵，确认泵内介质排干净。

水环真空泵的日常检查与维护

一、泵及辅助系统

1）检查泵有无异常振动、杂音

2）检查轴承温度是否正常

3）检查填料密封泄漏是否符合要求

4）检查冷却水是否正常

5）检查静密封点是否泄漏

6）如果泵内液体中有杂质，停泵后，打开泵底放空冲洗。

7) 定期打开侧盖上的观察孔，检查泵内情况。

8）填料按要求安装。

9）润滑脂每运行2000小时后更换润滑脂。

二、工艺系统

1）检查泵出口压力是否正常稳定

2）检查管线是否存在震动严重现象

三、其它

1）备用泵按规定盘车

挤奶机系由真空泵和挤奶器两大部分组成。前者主要包括真空泵、电动机、真空罐、真空调节器、真空压力表等；后者由挤奶桶、搏动器(或脉动器)、集乳器、挤奶杯和一些导管及橡皮管所组成。每套挤奶机包括8～10副挤奶器，足供100～120头母牛挤奶之用。新式的管道式挤奶机，没有挤奶桶，乳汁由挤奶杯通过挤乳器，由管道直接流人贮奶罐，与外界完全隔绝；且能根据乳流自动调节挤奶杯的真空压力，挤净后可自动脱落，不致“放空车”。贮奶罐由不锈钢制成，罐为夹层，内有蛇形管，通以氟里昂20号等冷冻剂，罐内有电动搅拌器2个，可使牛奶温度迅速降到2～3℃。

挤奶机有二节拍和三节拍式2种。我国在20世纪50年代初期，各地多采用三节拍式，现则多采用二节拍式。其工作原理如图所示：

1．二节拍式

所谓二节拍，就是挤奶机在开动时，在一次搏动中产生2个节拍。第一节拍是吸吮节拍，这时在乳头室和壁间室内都是真空，橡皮套处在正常状态。由于乳头内的乳头管和乳头室之间的压力差，使乳头括约肌开放，牛奶被吸入乳头室，然后由此流入奶桶(或贮物罐)。

第二节拍是压挤节拍，这时乳头室仍处于真空状态，而在壁间室内却进入了空气，这时橡皮套由于两室之间的压力差而被压缩，括约肌关闭，牛奶停止流出。压挤节拍的目的是用压挤的方法来按摩乳头，以恢复在吸吮节拍时被阻抑的乳头上的血液流通。

二节拍挤奶机的脉动频率一般为48～60次／min。在一个脉动时间内，吸吮节拍和压挤节拍的比例是1：1，也可调为2：8或3：7或4：6的。用二节拍挤奶机挤奶时，乳头下面始终是真空，使乳嘴(即乳杯)会逐渐碰到乳头和乳房，在挤了3～4min之后，虽然牛奶还没有挤净，但是由于乳头和乳房的沟通受到阻塞，因而停止了排乳，容易产生牛奶不易挤尽的缺点。但由于没有休息节拍，所以挤奶的速度比三节拍式快。

二节拍挤奶机当内套管里和内套管外壳之间都是真空时，奶就会从乳头管被吸出来，当挤奶杯内套管里真空，而内套管与外壳之间不是真空时，乳头停止排乳而呈休息状态。正常工作时，内套管是保持真空的，而内套管与外壳之间由于受脉动器的控制，时而真空，时而充有空气。

2．三节拍式 三节拍式挤奶机除了吸吮和压挤2个节拍以外，还增加了第3个节拍，即休息节拍。这就易于消除二节拍式挤奶机所产生的缺点。但挤奶的速度较慢。在一次脉动中3个节拍所占的时间大致是：吸吮节拍45％，压挤节拍15％，休息节拍40％。

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。

在泵体中装有适量的水或其他液体作为工作液。当叶轮按图中顺时针方向旋转时,水/液体被叶轮抛向四周,由于离心力的作用,形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。液环的下部分内表面恰好与叶轮轮毂相切,液环的上部内表面刚好与叶片顶端接触。此时叶轮轮毂与液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。

液环真空泵

靠偏置叶轮在泵腔内回转运动使工作室容积周期性变化以实现抽气的真空泵。它的工作室由旋转液环和叶轮构成，其结构和工作原理与液环压缩机相似。工作时吸气口接被抽真空容器。泵腔内如充的是水则称为水环真空泵水环真空泵结构简单,制造容易,工作可靠,使用方便，耐久性强，可抽除腐蚀性、含尘气体和气水混合物。被抽气体温度以0~40℃为宜。循环水不应含有杂质。水环真空泵的抽气速率范围为0.25～500米(/小时；极限压力：单极泵为8×10(～2×10(帕,双级泵为2×10(～1×10(帕。水环真空泵主要用于真空蒸馏、真空干燥和水泵引水等方面。 液环真空泵有单级、双级之分，以及单作用和双作用区别。单级和双级真空泵指其叶轮的级数；单/双作用指其叶轮/壳体的形式，单作用叶轮真空泵的叶轮旋转一周气体经历一次吸入/排出；双作用的真空泵其叶轮旋转一周经历两次气体的吸入与排出。

水环式真空泵常见故障排除方法：

一、真空泵度不够

可能原因：电机供电不足导致转速不够；供水量不足；叶轮与分配板之间的间隙过大；机械密封破损导致漏水漏气；叶轮磨损过多；循环水排不出。

排除方法：检查供电电压是否在电机额定的电压范围内；加大供水量（必须控制在正确的范围内，否则会导致电机超载发热）；调小叶轮与分配板的间隙（一般在0.15—0.20mm）；更换机械密封；更换叶轮；检查出水口的管路。

二、启动不了或者启动了噪音大

可能原因：电机供电电压不足；电机缺相运行；泵长时间没用导致锈蚀；泵内吸入杂物；叶轮拖分配板。

排除方法：检查供电电压是否过低；检查电机接线是否都牢靠；如果泵长时间没用导致锈蚀的可以加点除锈剂或者打开泵盖人为去除锈迹；打开泵盖去除杂物；调节叶轮与分配板的距离。

三、电机过热

可能原因：供水量过大导致电机超载；电机缺相；排气孔堵塞；叶轮拖动其他部件。

排除方法：减少供水量至正常范围（参照泵的使用说明书之供液量）；检查接线是否牢固；检查排气口；打开泵盖调节叶轮与其他部件的间隙。

四，流量不足

可能原因：管路漏气漏液；阻力损失增加；

排除方法：检查连接处机械密封；检查管路及止回阀等有无故障。

水环式真空泵定期维护：

（1）在正常的工作中要注意检查轴承的工作和润滑情况，其温度（轴承和外圆处）比环境温度一般高出15℃～20℃为宜，最高不允许超过30℃～35℃，即轴承架外圆处实际温度不应超过55℃～60℃；正常工作的轴承每年应加油3～4次，每年至少清洗轴承一次，并将润滑油全部更换。

（2）在正常工作中还要定期压紧填料，如果填料因磨损而不能保证所需要的密封性能时，应更换新填料。如果采用机械密封，发现泄漏现象，应检查机械密封的动静环是否已损坏或是辅助密封老化，如出现上述情况，均需要更换新零件。

（3）在出现特殊声音时，可拆下两端盖上的压板，查看叶轮两端面是否与分配器研伤，还可检查排气阀板是否正常。

水环式真空泵选型标准：

1、水环泵的真空度要求单位。

2、水环泵抽速要求。

3、水环泵使用条件。

4、水环泵所配电机功率。

5、水环泵电压要求。

6、水环泵材质要求。