01液环真空泵工作原理
如图所示，在泵体中装有适量的水（或其它液体介质）作为工作液。
水环真空泵内装有带固定叶片的偏心转子，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。
液环与转子叶片一起构成可变容积的一种旋转变容积真空泵。
水环上部的内表面与轮壳相切，水环下半部的内表面则与轮壳形成了一个气室，这个气室的容积在右半部是递增的。
在前半圈中随着轮壳与水环间容积的增加而形成真空，因此空气通过抽水管及真空泵泵壳端盖上月牙形的进气口被吸入真空泵内。
在后半圈中，随着轮壳与水环间容积的减少而空气被压缩，经过泵壳端盖上另一个月牙形排气口被排出。叶轮不断地旋转，水环式真空泵就能把空气抽走。
02液环真空泵的优点
液环真空泵和其它类型的机械真空泵相比有如下优点：
1）结构简单，制造精度要求不高，容易加工。
2）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，占地面积小。
3）压缩气体基本上是等温的，即压缩气体过程温度变化很小。
4）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。
5）吸气均匀，工作平稳可靠，操作简单，维修方便。
03液环真空泵的缺点
1）效率低，一般在30%左右，较好的可达50%。
2）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。
用水作工作液，极限压强只能达到2~8kPa。如用油作工作液，可达130Pa。
3）对抽气介质洁净度要求高，因液环泵的转子端面与泵盖的间隙较小，转子的轴向串量小于0.4mm。
如有杂质将会将叶轮卡住，液环真空泵超电流停泵，甚至液环真空泵无法正常盘车。
总之，由于水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。
04液环真空泵应用
液环真空泵最初用作自吸水泵的灌泵，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。
在炼油生产的许多工艺过程中，如常减压装置的减压塔顶抽真空系统、润滑油加氢装置及沸腾床渣油加氢装置的减压塔顶抽真空系统等，液环真空泵得到广泛的应用。
单纯的液环真空泵获得的真空度较低，目前国内一般单级液环泵极限压力的设计值通常在2～8kPa，不能满足减压塔顶抽真空系统的真空度要求，而单纯的蒸汽喷射真空泵通过多级串联能达到较高的真空度，但蒸汽耗量大，如果蒸汽供应不足，对系统影响很大。
因此，采用一级蒸汽喷射泵+二级蒸汽喷射泵并联液环真空泵组合抽真空工艺既可获得要求的真空度，又能使蒸汽的耗量大大减少，是目前减压塔顶最应用最成熟的工艺。
液环泵也可用作压缩机，称为液环式压缩机，是属于低压的压缩机，其压力范围一般为100~200×10³Pa（G）压力。
由于真空应用技术的飞跃发展，液环泵在粗真空获得方面一直被人们所重视。
由于液（水）环泵中气体压缩是等温的，故可抽除易燃、易爆的气体，此外还可抽除含尘、含水的气体，因此，液环泵应用日益增多。
液环式真空泵的工作液也可采用其他合适的液体，不管采用哪种工作液均统称为液环式真空泵。液环式真空泵是真空泵中最常见、应用最广泛的一种泵。
05液环真空泵的汽蚀
1）气蚀产生原理
液环真空泵需要用液体作为作业的介质。工作液体在某一温度下有对应的饱和蒸汽压。
当吸气区域的真空压力越接近工作液体的饱和蒸汽压时，该区域的液环内表面会气化产生大批的气泡。
当吸入区域的压力达成工作液的饱和蒸汽压时就会达到沸腾状，吸气腔内则全部充满了工作液的蒸汽，此时泵对外的吸气能力接近于零，而此时泵的汽蚀现象也是最严重的。
在泵发生气蚀时，气泡在低压区陆续产生。随着叶轮的转动，夹在相邻两个叶片之间的气泡进入到压缩与排出区域时，又会骤然破裂。
气泡破裂形成的空穴使得周围的液体高速流向空穴内而形成局部高频的水锤。
伴随剧烈的水击就会产生噪声和振动，以至于可以听到像爆豆似的劈劈啪啪的动静。
2）气蚀的危害
假设上述气泡在金属表面上破裂，金属表面将遭到连续剧烈的水击后出现麻点，金属晶粒松动并掉落而成蜂窝状，甚至穿孔。
水环真空泵的气蚀损坏和离心式水泵的气蚀损坏原理是一样的，都是在气泡发生和破裂的部位，金属表面出现点蚀现象，严重的会出现蜂窝状损坏。
如果真空泵叶轮在气蚀部位有较大的残余压力，还会致使叶轮发生裂纹。
气蚀损坏除机械效果外，还伴随有电解、化学腐蚀等多种效果。实际损坏情况表明，泵过流部件气蚀损坏的部位恰是气泡破裂的部位。
3）消除方法及预防
液环真空泵在气蚀状态下长时间工作，会造成泵的噪声、振动变大，乃至对泵造成损坏，因而应尽量防止水环真空泵在气蚀状态下工作，可经过以下措施来防止气蚀的发生:
▪降低工作液的温度
在液环真空泵工作压力点为固定值的前提下，降低工作液的温度后作业液的饱和蒸气压会随着温度的降低而降低，当工作液的饱和蒸气压低于泵的工作压力一定程度时就可以达到避免气蚀的效果。
▪降低吸入气体温度
如果吸入气体温度过高，气体在与泵内液体接触时，压缩热以及气体本身的热量都会传递到液体中，从而使液环温度升高，也就是使泵腔内液体的饱和蒸汽压升高。
相反，降低吸入气体温度可以降低液环温度，从而降低泵腔内液体的饱和蒸汽压。
同理，当吸入的气体是饱和蒸汽时要比是吸入干空气时要更容易产生气蚀。
▪保持充足的供液量
工作液作为液环真空泵的工作介质，同时也能带走泵内气体压缩产生的热量起到冷却作用。
充足的工作液供液量可以降低工作液的温升，较低的液环温度就有较低的饱和蒸气压，就能避开气蚀产生的条件。
所以当设计工作液为闭环的机组时为保障充足的供液量，工作液管道的长度不能太长、尺寸不能太小，选择冷却器的管阻也不能太大。工作液管道堵塞时也要及时疏通清洗。
▪提高选型的准确性
使真空泵运行在安全区域在选型阶段，确定真空泵吸入压力及进水的温度时应避开真空泵能轻易产生气蚀的范围，即防止真空泵在临界温度或临界吸入真空压力以内的区域运行，尽量避免气蚀的产生。
▪安装气蚀保护管路
安装有气蚀保护管的真空泵，气蚀过程中产生的气泡是在压缩过程时破裂，从外部引入压力较高的不凝气体可以及时补充因气泡破裂出现的空穴，这样可以大大减轻气蚀对泵的危害并降低气蚀导致的噪声和振动。
▪配大气喷射器
大气喷射器是利用液环真空泵工作时与大气压之间的压差，将大气引入工作喷嘴，得到超音速射流，在混合室造成真空，从而将被抽气体吸入。
两股气体混合后，经过扩压管，由液环真空泵将混合气体带走。
此时大气喷射器的极限真空度可以达到10mbar以下，而液环真空泵的进气口压力一般在120~160mbar，在这压力范围是不会产生气蚀现象的。
▪选用具有更低的饱和蒸汽压的液体作为工作液。比如：乙二醇溶液、润滑油等。选择工作液时，其密度、黏度等最好能与水相接近。
▪泵的叶轮、圆盘选用抗气蚀冲击较强的材质。比如304，316不锈钢材质等。
当真空泵应用于既有腐蚀又有气蚀发生的场合时，如果选用材质不合适，气蚀与腐蚀共同作用，将会大大缩短真空泵的使用寿命。
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