液(水)环式真空泵:工作原理、优缺点及汽蚀现象
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一、液(水)环泵工作原理
液环真空泵(简称水环泵)是一种粗真空泵,其工作原理如下: 在泵体中装有适量的水作为工作液。当叶轮按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。此时,叶轮轮毂与水环内界面之间形成一个月牙形空间,而这一空间又被叶轮叶片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。
二、液(水)环泵优缺点
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。
- 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。
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。
三、液(水)环泵汽蚀现象
液环真空泵在工作时,在一定温度下,当低压处的液体压力低于在该温度下的汽化压力(即饱和蒸汽压),液体开始汽化而产生气泡,并随液体进入高压区时,气泡破裂,周围液体迅速填充原气泡空穴,产生水力冲击。这种气泡的产生、发展和破裂现象就称为汽蚀。
四、液(水)环泵汽蚀预防措施及消除方法
- 降低工作液的温度。
- 使真空泵运行在安全区域,提高选型的准确性。
- 安装汽蚀保护管路或单向阀。
- 配大气喷射器。
- 采用具有更低的饱和蒸汽压的液体作为工作液。
- 泵的叶轮、圆盘采用防汽蚀能力较强的材质。
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