液环真空泵工作原理操作注意事项（液环真空泵结构及原理全解析）

液环真空泵是用液体作工作介质获得真空的一种真空泵，尽管效率较其他容积式真空泵低，但其结构紧凑、吸气均匀、运行可靠、维修方便，同时液环真空泵中气体是接近等温压缩，由于这些突出的特点，仍被广泛地应用。当用水作工作液时一般被称作水环真空泵，用其他液体（如甲醇、四氢呋喃、硫酸及醋酸等）作工作液通常被称为液环真空泵。

而水环真空泵属于液环真空泵的一个特例，工作原理都是一样的，只是水环真空泵在工业中应用较多，对水的物性比其他液体更了解一些，如果对液环真空的原理进行更深入地研究，特别是对液环工作液的热平衡进行分析，通过计算出工作液的平衡（排出）温度，根据该温度查出对应的饱和蒸汽压，对比计算蒸汽压所占入口压力的比值，分析这个比值就能发现真空泵是否能满足入口真空度的要求，如比值大于等于1，则真空泵液环的蒸汽分压都大于等于入口压力，此时肯定不能满足入口真空度的要求且没有有效的抽吸流量，如比值在0 ~ 1，表示能达到入口真空度的要求，但有效气量需用该比值进行修正，比值越大实际有效气量就越小修正越多。

液环式真空泵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。液环真空泵就是这种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。

我们以水环真空泵为例解释液环真空泵的工作原理：水环真空泵是一种粗真空泵，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1~2×105Pa表压力。

当叶轮按下图中顺时针方向旋转时，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，液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。

1.液环式真空泵的优点

● 结构简单，制造精度要求不高，容易加工。

● 结构紧凑，泵的转数较高，一般可与电动机直联，无须减速装置。故用小的结构尺寸，可以获得大的排气量，占地面积也小。

● 压缩气体基本上是等温的，即压缩气体过程温度变化很小。

● 由于泵腔内没有金属磨擦表面，无须对泵内进行润滑，而且磨损很小。转动件和固定件之间的密封可直接由水封来完成。

● 吸气均匀，工作平稳可靠，操作简单，维修方便。

2.液环式真空泵的缺点

● 效率低，一般在30%左右，较好的可达50%.

● 真空度低，这不仅是因为受到结构上的限制，更重要的是受工作液饱和蒸气压的限制。

液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。由于液环泵中气体压缩是等温的，故可以抽除易燃、易爆的气体。由于没有排气阀及摩擦表面，故可以抽除带尘埃的气体、可凝性气体和气水混合物。有了这些突出的特点，尽管它效率低，仍然得到了广泛的应用。

需要注意的是，在工程中选用液环真空泵时，对液环工作液的物性参数要有充分的了解，如工作液在各温度下的饱和蒸汽压、工作液的比重、工作液的比热、汽化潜热值、吸入气体的比热、所选用真空泵的工作液流量、泵在设计工况的轴功率、工作液的进口温度等参数；采用热平衡计算，计算出泵的工作液平衡（排出）温度，查出对应的工作液的饱和蒸汽压，将其与真空泵的入口压力进行比对，就能验证选型是否合理，同时计算工作液的饱和蒸汽压占入口压力的百分比和入口气体中原有工作液介质的蒸汽所占总气体的体积百分比，就可以对真空泵的吸气量进行修正，以便更好得应用于生产作业中。

本文章部分转自iVacuum真空聚焦、热电论坛及《液环真空泵在工业应用中的探讨》（作者黄汉华、 刘静）。

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