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液環真空泵工作原理-眾望真空設備

發布時間:2017-02-06 16:27:00    點擊:

水環真空泵(簡稱水環泵)是一種粗真空泵,它所能獲得的極限真空為2000~4000Pa,串聯大氣噴射器可達270~670Pa。水環泵也可用作壓縮機,稱為水環式壓縮機,是屬于低壓的壓縮機,其壓力范圍為1~2×105Pa表壓力。
   水環泵最初用作自吸水泵,而后逐漸用于石油、化工、機械、礦山、輕工、醫藥及食品等許多工業部門。在工業生產的許多工藝過程中,如真空過濾、真空引水、真空送料、真空蒸發、真空濃縮、真空回潮和真空脫氣等,水環泵得到廣泛的應用。由于真空應用技術的飛躍發展,水環泵在粗真空獲得方面一直被人們所重視。由于水環泵中氣體壓縮是等溫的,故可抽除易燃、易爆的氣體,此外還可抽除含塵、含水的氣體,因此,水環泵應用日益增多。
   水環式真空泵的工作液也可采用其他合適的液體,不管采用哪種工作液均統稱為液環式真空泵。水環式真空泵是液環式真空泵中最常見、應用最廣泛的一種泵。
  
水環泵也有其缺點:

  • 效率低,一般在30%左右,較好的可達50%。
  • 真空度低,這不僅是因為受到結構上的限制,更重要的是受工作液飽和蒸氣壓的限制。用水作工作液,極限壓強只能達到2000~4000Pa。用油作工作液,可達130Pa。
  總之,由于水環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,盡管它效率低,仍然得到了廣泛的應用。  液環真空泵的汽蝕現象

  液環真空泵在工作時,在一定溫度下,當低壓處的液體壓力低于在該溫度下的汽化壓力(即飽和蒸汽壓),液體開始汽化而產生氣泡,并隨液體進入高壓區時,氣泡破裂,周圍液體迅速填充原氣泡空穴,產生水力沖擊。這種氣泡的產生、發展和破裂現象就稱為汽蝕。
  在液環真空泵的工作過程中,吸入區域的絕對壓力與被抽系統的絕對壓力是一致的。也就是說,被抽系統的真空度越高,吸入區域的真空度也越高。
  液環真空泵需要用液體作為工作介質。每種液體在某一溫度下都有對應的飽和蒸汽壓。當吸入區域的絕對壓力越接近液體的飽和蒸汽壓時,液體越接近沸騰狀態。這時,在吸入區域的工作液表面會產生大量的汽泡,由于液體在工作腔內產生的工作液蒸汽會占據部分工作腔的空間,泵對外的吸氣能力會有所下降。當吸入區域的壓力達到工作液的飽和蒸汽壓時,可以認為工作腔內全部充滿了工作液蒸汽,此時泵對外的吸氣能力接近于0,而此時泵的汽蝕現象也最為嚴重。
  如果工作液是水,水溫越高,泵的抽氣性能下降越多。水溫對水環真空泵的抽氣速率的影響可參照本手冊72頁。
液環泵的汽蝕損壞和離心式水泵的汽蝕損壞原理是一樣的,都是在汽泡產生和破裂的部位,金屬表面出現點蝕現象,嚴重的會出現蜂窩狀損壞。如果真空泵葉輪在汽蝕部位有較大的殘余應力,還會引起應力釋放,產生裂紋。
  由于泵汽蝕時,氣泡在高壓區連續發生突然破裂,以及伴隨的強烈水擊,而產生噪聲和振動。可以聽到像爆豆似的劈劈啪啪的聲音。實測結果表明,汽蝕引起的振動頻率范圍為600~25000Hz,壓力達49MPa。
  如果上述氣泡在金屬表面上破裂,金屬表面將受到連續強烈的水擊,出現麻點,金屬晶粒松動并剝落而成蜂窩狀,甚至穿孔。汽蝕破壞除機械作用外,還伴隨有電解、化學腐蝕等多種復雜的作用。實際破壞情況表明,泵過流部件汽蝕破壞的部位,正是氣泡消失的地方。

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