液環水環式真空泵工作原理圖解

  概述定義

液環式真空泵是指以液體作為工作介質從而持續獲得真空的機械設備。液環工作介質可以是真空油,也可以是清水,用油做工作介質時,真空度可達絕壓130Pa左右;用水做工作介質時,真空度只能達到絕壓3300Pa左右。但由于真空油容易受外部粉塵雜質或被抽介質的污染并且不易分離等缺點,實際生產中為了降低成本,大多都用水作為工作介質,用水作為工作介質的液環式真空泵又被稱為水環式真空泵。一般沒特別說明的情況下,液環式真空泵就是指水環式真空泵。不管是用介質油還是清水作為工作介質,工作原理都是一樣,下面詳細圖解:

  工作原理

真空泵的本質實際上就是用技術手段排除泵腔內的空氣從而在泵腔內產生一個真空區域,通過泵的持續轉動則可以持續獲取真空,液環式真空泵也不例外。具體工作過程和原理如下:


液環式水環真空泵結構原理圖
圖1:水環式真空泵、液環式真空泵的結構原理圖解

液環/水環式真空泵的葉輪被偏心地安裝在泵腔,起動前向泵腔內部注入一定的水作為工作介質,當葉輪旋轉時,介質水在離心力的作用而在泵體內壁形成一個封閉的水環,水環的下方內側與葉輪的輪轂相切為E點,當葉輪沿箭頭方向逆時針旋轉,設E點為起點,則葉輪的葉片從水環內逐漸分離,葉片間原本充滿水的空間隨著水的脫離,這個空間逐漸從零(原來有水,故我們可以理解成原來的空間為0了)逐漸擴大,空間擴大的過程實際上就是充滿水的空間甩水的過程,原來是充滿液體水的空間,水脫離后,該空間實際上就接近真空了,空間內的壓強降低,外部氣體就從分配板的吸氣孔被吸入,這個過程就完成了吸氣過程;吸氣完成后,水環的上部內側表面(F點)逐漸與葉輪的葉片外沿接觸,繼續旋轉的過程中,葉片又會逐漸插入水環中,在水的擠壓下,在吸氣環節吸入空氣的空間氣體壓力升高,運行到分配板的排氣孔位置時就被擠壓出去。如此葉輪每轉動一周,葉片間的空間吸排氣一次,高速旋轉中,葉輪葉片的多個空間不停地工作,液環式真空泵就連續不斷地完成抽吸過程。

  工作過程

如果你還是不能理解上面的文字,我們可以近似把一個運行周期分為三個階段:AB(初始化狀態)、DC(吸氣過程)和CA段(排氣過程)

AB段:AB段實際上可以理解為初始未運行階段,這個階段內葉輪的輪轂下部分都浸泡在工作液中,當啟動瞬間,會形成一個水環(下圖中紅色顆粒區域),水環的下面內側(即E點)剛好和葉輪輪轂下方外側相切,切點為E,這樣可以保證每個運轉周期內葉輪的每個葉片之間的間隙都有處于被介質水填充滿的機會,被水填充后的葉片運行到下一個DC段。

DC段:DC段實際上可以理解為將葉片之間的水甩出去的過程,當原有充滿水的空間被甩出水之后,這個區域就接近真空狀態了,葉片運行到分配板的吸氣孔位置時,剛好出于真空狀態,于是外部的空氣便被吸入,吸入的空氣處于葉輪間隙中,當葉片運行到最高位置到C位置時,葉片之間重新充入液體并且越來越多的液體充入,此時葉片旋轉到CA段。

CA段:在DC段吸入的空氣運行到CA段時,由于葉片之間充入的液體越來越多勢必會積壓吸入的空氣,此時剛好到了分配板的排氣孔位置,剛好可以進行排氣,當葉片完全浸入到液環時,完成全部排氣,進入下一個循環運行過程。

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