水循環(huán)真空泵的工作原理動(dòng)態(tài)演示(動(dòng)畫)
水循環(huán)真空泵(簡(jiǎn)稱水環(huán)泵)是一種粗真空泵,它所能獲得的極限真空為2000~4000Pa,串聯(lián)大氣噴射器可達(dá)270~670Pa。水環(huán)泵也可用作壓縮機(jī),稱為水環(huán)式壓縮機(jī),是屬于低壓的壓縮機(jī),其壓力范圍為1~2×105Pa表壓力。
如圖:在泵體中裝有適量的水作為工作液。當(dāng)葉輪按圖中順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí),水被葉輪拋向四周,由于離心力的作用,水形成了一個(gè)決定于泵腔形狀的近似于等厚度的封閉圓環(huán)。水環(huán)的下部分內(nèi)表面恰好與葉輪輪轂相切,水環(huán)的上部?jī)?nèi)表面剛好與葉片頂端接觸(實(shí)際上葉片在水環(huán)內(nèi)有一定的插入深度)。此時(shí)葉輪輪轂與水環(huán)之間形成一個(gè)月牙形空間,而這一空間又被葉輪分成和葉片數(shù)目相等的若干個(gè)小腔。如果以葉輪的下部0°為起點(diǎn),那么葉輪在旋轉(zhuǎn)前180°時(shí)小腔的容積由小變大,且與端面上的吸氣口相通,此時(shí)氣體被吸入,當(dāng)吸氣終了時(shí)小腔則與吸氣口隔絕;當(dāng)葉輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí),小腔由大變小,使氣體被壓縮;當(dāng)小腔與排氣口相通時(shí),氣體便被排出泵外。
綜上所述,水環(huán)泵是靠泵腔容積的變化來實(shí)現(xiàn)吸氣、壓縮和排氣的,因此它屬于變?nèi)菔秸婵毡谩?/font>
水環(huán)泵和其它類型的機(jī)械真空泵相比有如下優(yōu)點(diǎn):
- 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造精度要求不高,容易加工。
- 結(jié)構(gòu)緊湊,泵的轉(zhuǎn)數(shù)較高,一般可與電動(dòng)機(jī)直聯(lián),無須減速裝置。故用小的結(jié)構(gòu)尺寸,可以獲得大的排氣量,占地面積也小。
- 壓縮氣體基本上是等溫的,即壓縮氣體過程溫度變化很小。
- 由于泵腔內(nèi)沒有金屬磨擦表面,無須對(duì)泵內(nèi)進(jìn)行潤滑,而且磨損很小。轉(zhuǎn)動(dòng)件和固定件之間的密封可直接由水封來完成。
- 吸氣均勻,工作平穩(wěn)可靠,操作簡(jiǎn)單,維修方便。
水環(huán)泵也有其缺點(diǎn):
- 效率低,一般在30%左右,較好的可達(dá)50%。
- 真空度低,這不僅是因?yàn)槭艿浇Y(jié)構(gòu)上的限制,更重要的是受工作液飽和蒸氣壓的限制。用水作工作液,極限壓強(qiáng)只能達(dá)到2000~4000Pa。用油作工作液,可達(dá)130Pa。
總之,由于水環(huán)泵中氣體壓縮是等溫的,故可以抽除易燃、易爆的氣體。由于沒有排氣閥及摩擦表面,故可以抽除帶塵埃的氣體、可凝性氣體和氣水混合物。有了這些突出的特點(diǎn),盡管它效率低,仍然得到了廣泛的應(yīng)用。
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