（1）水环真空泵介绍

水环真空泵是内部装有带固定叶片的偏心转子，将水或其他液体抛向定子壁，并与定子形成同心的液环，转子叶片与液环一起构成可变容积的一种旋转变容积真空泵。

 

水环真空泵是一种粗真空泵，它能达到的极限真空约为2000~4000Pa[5]，与罗茨真空泵组成机组时极限真空可达到1~600Pa。水环真空泵也可用作压缩机，称为水环式压缩机，是低压压缩机的一种，其压力范围为1~2×105Pa（表压）。

 

水环真空泵压缩气体的过程近似为等温过程。正因如此，水环真空泵可以用来抽吸或压缩易燃、易爆的气体，并能适应排水量大，载荷冲击波动等恶劣的工况；在造纸、石化、化肥、煤炭、冶金、建材、电器、制药、医疗、环保、印刷、纺织、塑料、包装、海运等行业都得到了广泛的应用；在真空消毒、真空蒸馏、真空浓缩、真空蒸发、真空脱气和真空回潮等工艺过程中也发挥着重要的作用。由于真空应用技术的飞速发展，水环真空泵在粗真空获得方面受到人们越来越多的重视。

 

（2）水环真空泵的工作原理

水环真空泵工作时，电机带动叶轮旋转，使得工作腔内的水在离心力的作用下形成水环。理想状态下，所形成的水环在上侧刚好与叶轮轮毂相切，在下侧刚好与叶片顶端相接触，这样水环的内表面与叶轮轮毂之间就形成了一个月牙形的空间，这一空间又被叶轮叶片分成大小不等且互不相通的若干个基元容积。当电机驱动叶轮旋转时，吸气侧基元容积的体积由小变大，压力逐渐降低，气体从吸气口被吸入；在排气侧，基元容积的体积由大变小，气体被压缩，压力逐渐增大；当气体被压缩到一定程度并与排气口相通时，气体就会被排出，同时夹带出一部分水。为了补偿水的流失，水环真空泵在工作时需要不断的补充工作水，因此水环的形状基本保持不变，而且还能及时吸收压缩气体所产生的热量，所以压缩气体的过程也可以看作是一个等温过程。

 

综上所述，水环真空泵吸气、压缩和排气这三个过程是靠泵腔内基元容积的变化来实现的，因此它属于变容积式真空泵。

 

（3）水环真空泵的结构组成

水环真空泵的主要结构包括泵体、叶轮、圆盘、轴承体、轴承压盖、气体分配器、进水口、放水口、吸气口、排气口和轴封部分等。壳体分为前壳体和后壳体两部分；吸、排气口均在圆盘上。水环真空泵的叶轮叶片为前弯型，可以使工作液体获得较大的动能，有利于水环的形成。

 

水环真空泵工作时，水以一定的压力进入泵腔，形成水环。同时水还在气体的夹带作用下不断地从排气口排出。经过气液分离器分离后，气体排出，水可经冷却后循环使用。

 

（4）水环真空泵的特点

水环真空泵和其他类型的真空泵相比有以下优点：

 

①结构简单，对制造精度的要求较低，加工方式简便。

 

②结构紧凑，泵的转速较高，一般可在无减速装置的情况下与电动机直联，用较小的结构尺寸，也可以获得较大的排气量，占地面积也小。

 

③压缩气体的过程基本上是等温的，即压缩气体的过程温度变化很小。

 

④由于泵腔内没有金属磨擦表面，磨损很小，因此无须进行润滑，转动件和固定件之间的密封可直接用水封来完成，对环境没有污染。

 

⑤吸气均匀，操作简单，维修方便，工作平稳可靠。

 

水环真空泵也有其缺点：

 

①效率低，一般在35%左右，较好的可达45%~50%。

 

②所能达到的极限真空较低。这主要是由于水环真空泵的结构和工作液体的饱和蒸气压等因素所造成的。用水作工作液体时，极限真空只能达到2000~4000Pa，而用油作工作液体时，极限压强可以达到130Pa。

 

总而言之，由于水环真空泵中气体压缩过程近似是等温的，故可以抽除易燃、易爆的气体。同时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。