一、液環(huán)式真空泵的工作原理

（一）概念

液環(huán)式真空泵采用帶有多葉片的轉(zhuǎn)子安裝在泵殼內(nèi)，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)將液體拋向泵殼并形成液環(huán)，液環(huán)和轉(zhuǎn)子葉片形成容積周期變化的旋轉(zhuǎn)變?nèi)菡婵毡?。水環(huán)泵是液環(huán)式真空泵中最常見的一種。

解釋：

液環(huán)的形成：旋轉(zhuǎn)離心力；

工作腔形成：轉(zhuǎn)子+液環(huán)+泵端蓋；

抽氣原理：利用若干個(gè)、體積變化的工作腔的容積變化來實(shí)現(xiàn)抽氣作用；

也可以作為壓縮機(jī)來使用。

（二）實(shí)際工作過程

葉輪2和泵殼1形成水環(huán)3和工作腔5；

工作腔容積有小變大，由大變小，構(gòu)成壓縮過程被抽氣體由入口4和進(jìn)氣管8進(jìn)入；

被抽氣體由排氣口6和排氣管7排出；

排出的氣體和水經(jīng)排氣管7進(jìn)入水箱10，水被回收；

排出的氣體經(jīng)管道9排入大氣。

（三）能量傳輸過程

液體被葉輪帶動(dòng)后，獲得動(dòng)能并形成緊貼于泵腔的液環(huán)；

液環(huán)在泵腔內(nèi)回轉(zhuǎn)，在吸氣側(cè)不斷被加速，并吸入氣體在向排氣側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，液體經(jīng)歷了加速~減速的過程，動(dòng)能經(jīng)歷了增加~降低，勢能則降低~增加；

在排氣側(cè)，氣體被壓縮，而液體增加的勢能則被傳遞給氣體，以抵抗氣體膨脹壓力；

壓縮的氣體在排氣側(cè)排出；

液環(huán)剩余的能量將會(huì)推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)。

二、液環(huán)真空泵的基本類型及優(yōu)缺點(diǎn)

（一）型號及基本參數(shù)

（二）基本類型

1.（按照葉輪個(gè)數(shù)分類）

單級泵：泵中只有一個(gè)葉輪，為液環(huán)泵最常見的形式；

兩級泵：利用心軸將兩個(gè)單級泵串聯(lián)而成 (非泵管道的串聯(lián))。

比較:

兩級泵的極限真空度高；

在較低壓力下，兩級泵仍具有較大抽速；

兩級泵更適合較高真空條件下的需要。

2.按照吸、排氣狀態(tài)分類

液環(huán)真空泵：泵的進(jìn)口為真空狀態(tài)，出口為大氣壓力。該類泵主要用于粗低真空獲得，化工行業(yè)的脫酸、脫氣等。

液環(huán)壓縮機(jī)：泵進(jìn)口為大氣壓力狀態(tài)，出口高于大氣壓力。主要用于化工行業(yè)介質(zhì)的輸送。

介于真空泵和壓縮機(jī)之間：?介于真空泵和壓縮機(jī)二者之間的液環(huán)泵。進(jìn)口為真空狀態(tài)，出口為壓縮狀態(tài)，用于煤礦瓦斯氣體抽除和火爐煤氣的抽送。

3.?按照作用方式分類

單作用：?葉輪與泵體呈單偏心結(jié)構(gòu)，葉輪旋轉(zhuǎn)一次進(jìn)行一次吸、排氣。(該方式結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，吸、排氣口面積大，壓縮段較長，可以獲得較高效率及極限真空，且不易產(chǎn)生渦流和氣蝕。但葉輪轉(zhuǎn)子受力不均勻。)

雙作用:?葉輪與泵體呈雙偏心結(jié)構(gòu)，葉輪旋轉(zhuǎn)一次進(jìn)行兩次吸、排氣。

（三）優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

結(jié)構(gòu)簡單，制造精度要求不高，容易加工；

結(jié)構(gòu)緊湊，可以和驅(qū)動(dòng)電機(jī)直聯(lián)；

接近等溫壓縮過程，抽排過程中，氣體溫度變化小，因此可以處理易燃、易爆氣體；

泵腔內(nèi)無金屬摩擦表面，無需潤滑，因此可抽排含有灰塵、可凝性氣體或氣水混合物；

吸氣均勻，工作平穩(wěn)可靠，操作簡單，維修方便

缺點(diǎn)：

功耗大，效率低;極限壓力高；葉輪圓周速度不高，結(jié)構(gòu)尺寸大。

三、液環(huán)真空泵的結(jié)構(gòu)

（一）典型結(jié)構(gòu)

1.泵腔

液環(huán)真空泵一般由殼腔、端蓋、葉輪、氣體分配器、軸承體和軸承壓蓋、進(jìn)/放水管路和軸封部分組成。

泵腔為兩個(gè)偏心半圓腔構(gòu)成的近似橢圓體。中間根據(jù)是單級還是雙級設(shè)置有隔板 (兩級也可以體現(xiàn)在葉輪隔板上)。

吸、排氣口可以設(shè)置在泵腔殼體上，但該設(shè)置會(huì)將泵腔變?yōu)橐讚p件，所以一般不采用。

2.葉輪

葉輪是液環(huán)泵中唯一的動(dòng)部件，l中間有隔板將葉輪分為兩部分，每部分的中心有圓柱形的空腔，該腔體和氣體分配器配合。

3.側(cè)蓋和氣體分配器

氣體分配器安裝在側(cè)蓋和泵殼之間，氣體分配器和泵殼、側(cè)蓋之間有裝配面，且與葉輪存在著磨擦配合面，因此制造精度要求較高。側(cè)蓋根據(jù)單/雙作用、單/雙級的區(qū)別具有不同結(jié)構(gòu)。

側(cè)蓋位于泵殼兩側(cè)，各有一個(gè)吸氣口和排氣口，吸氣通道和排氣通道和氣體分配器連接。

4.進(jìn)、放水管路和軸承及軸承壓蓋

進(jìn)水管路完成兩部分的供水，即填料密封供水和水環(huán)供水。相應(yīng)的設(shè)置有放水管路。

軸承有兩個(gè)固定在位于側(cè)蓋上的軸承座中，采用潤滑脂潤滑并設(shè)有軸承壓蓋。

5.軸封

液環(huán)真空泵采用的軸封結(jié)構(gòu)可以采用兩類結(jié)構(gòu)，填料函密封和機(jī)械密封。前者較為常見，后者可根據(jù)用戶需要進(jìn)行改裝。

（1）填料函密封

（2）機(jī)械密封

（二）水環(huán)—大氣噴射機(jī)組

對于水環(huán)泵，即使采用雙級水環(huán)泵極限真空度的提高也只是在一定的范圍之內(nèi)，這是因?yàn)槭艿剿娘柡驼羝麎旱南拗疲h(huán)泵的理論極限壓力就是水的飽和蒸汽壓。

如果考慮氣體返流等因素的影響，實(shí)際上水環(huán)泵的極限壓力顯著比該水溫上的飽和蒸汽壓力為高。

為了提高前級泵的極限真空度，可以將水環(huán)泵與大氣泵組合使用。

水環(huán)-大氣噴射機(jī)組可以有效的降低水環(huán)泵的極限壓力，而且壓力較低條件下抽速明顯增加。

（三）液環(huán)真空泵的工作參數(shù)

四、液環(huán)泵的主要參數(shù)計(jì)算及選型

（一）主要參數(shù)計(jì)算

工況條件包括:?抽速要求，吸入壓力、排氣壓力、被抽介質(zhì)種類成分、液環(huán)液體種類、工作溫度。

（二）選型

1.明確用戶需求；

2.盡量在高效區(qū)工作，避免在臨界真空度或排氣壓力區(qū)域工作；

3.避免在最大真空度/排氣壓力范圍工作；

4.作為真空泵，盡量選擇單作用泵；

5.可考慮通過連接大氣噴射泵來擴(kuò)大液環(huán)泵使用范圍；

6.作為壓縮機(jī)，選擇雙作用泵較合適。

五、液環(huán)泵的使用、維護(hù)注意事項(xiàng)

液環(huán)泵在很多領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，特別是礦產(chǎn)(煤礦等)、化工(氧堿、化肥、造紙、制藥等)、冶金、輕工等領(lǐng)域(用于真空過濾、送料、脫氣、蒸發(fā)、濃縮、回潮等場合)。

主要應(yīng)用趨勢有大型化、成套要求高以及在較高真空條件下保持較大抽氣量，這給相關(guān)的生產(chǎn)、銷售企業(yè)帶來了嚴(yán)格的要求。

使用、維護(hù)注意事項(xiàng)

1.徹底理解并執(zhí)行使用說明書的要求；

2.安裝合理；

3.工作條件和泵的最佳工作范圍吻合；

4.保持液環(huán)泵泵液工作溫度正常 必要時(shí)設(shè)查合理的冷卻裝置) ；

5.保持泵液濃度正常；

6.在水蒸氣較多的工作條件下，盡量避免使用油液環(huán)泵；

7.一般不使用三級或多級液環(huán)泵，必要條件下，液環(huán)泵和大氣泵、水噴射泵或羅茨泵組成串聯(lián)機(jī)組使用。

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