各种真空泵原理及使用说明

罗茨式真空机组的工作原理说明

JZJS罗茨水环真空机组是以罗茨泵为主泵，以水环泵为前级泵串联而成的。罗茨水环真空机组选用水环泵作为前级泵比其它真空泵更为有利，它克服了单台水环泵使用时极限压力差（机组的极限压力比水环泵有很大的提高），在一定压力下抽气速率低的缺点，同时保留了罗茨泵能迅速工作，有较大抽气速率的优点。尤其能够适应抽除大量的可凝性蒸汽，特别是当气镇油封机械真空泵排除可凝性蒸汽能力不够，或使用的溶剂能使泵油恶化而影响性能，或者是真空系统不允许油污染的时候更为明显。当配有防爆电机及电器时并遵守相应的安全规则下，还可抽除易燃易爆的气体。因此罗茨泵-水环泵机组广泛地用于化工行业中的真空蒸馏、真空蒸发、脱水结晶；食品行业中的冷冻干燥；医药工业的真空干燥；轻纺工业的涤纶切片；高空模拟试验等的抽真空系统中。

罗茨水环真空机组，大致有如下几种类型：

（1）罗茨泵-水环泵：机组中水环泵的作用是造成罗茨泵所需的预备真空，一般情况，单级水环泵极限真空度不高，而目前我国生产的罗茨泵要求的预真空又较高，故实际上一般不用单级水环泵作为罗茨泵的前级泵，而用极限压力较低的双级水环泵作为前级泵使用，还可以降低机组的极限压力。

（2）一台罗茨泵与一台水环泵的极限压力是400P a，可满足一般的真空需求，但使用范围受到一定限制，若用两台罗茨泵串联再与水环泵组合，就能大大提高机组的极限压力（可达25P a）。故在这种类型里通常见到的是两台罗茨泵串联后再用双级泵作前级泵（图1）组成机组。如果需要更高的极限压力，可用三台罗茨泵与水环泵组合，它的极限压力可达1Pa。

（3）如果三级罗茨水环机组还不能满足极限压力时，可采用罗茨泵-水环泵并联机械真空泵；此机组主要用于需要处理大量水蒸汽，时间长且极限真空度要求非常高的抽真空系统，例如在真空干燥方面。

要求处理大量水蒸汽的真空系统中，使用水环泵是较合适的，但由于其极限真空度不高，致使整个机组的极限真空度较低（相对而言）。虽然在要求真空度较高的抽真空系统中，需要极限真空较高的机械真空泵作为前级泵使用。可将气镇机械真空泵与水环泵并联（如图2），作为罗茨泵的前级泵。真空干燥时，先用水环泵进行预抽，直至水蒸汽大量减少时，再开动气镇机械真空泵，切断水环泵。如需要较长时间才能完成干燥的场合，所需冷却水和功率都较少，如图2所示。

J Z J X罗茨旋片真空机组是以罗茨泵为主泵，以旋片泵为前级泵串联而成的。罗茨旋片真空机组选用旋片泵作为前级泵，它克服了旋片泵使用时在一定压力下抽气速率低的缺点，同时保留了罗茨泵能迅速工作，有较大抽气速率的优点。因该机组结构紧凑、抽速大、占地面积小，可以代替多台机械真空泵，因此罗茨泵-旋片泵机组广泛地用于在真空冶炼、电力电容器、变压器真空热处理、真空镀膜设备的预抽、电真空半导体等行业中抽除密闭容器中含氧不高的、无爆炸性的、对金属无腐蚀性的、与泵油不会起化学反应的以及不含有颗粒尘埃的气体。

JZJW罗茨立式无油往复泵机组以ZJ罗茨泵为主泵，以W L W型方式无油泵为前级泵串联而成，由于W L W型真空泵采用无油自润滑系统，可获得洁净真空，因此在加装尾气收集装置后，可以收集在高真空系统中无法凝固、无法压缩收集的气体，同时避免了水环机组所产生的大量废水的排放.

SZ型水环式真空泵水环式真空泵（简

称水环泵）是一种粗真

空泵，它所能获得的极

限压力，对于单级泵为

4～8kPa ；对于双级泵

为2～4k P a。水环泵在

石油、化工、机械、矿

山、轻工、造纸、动力、

冶金、医药和食品等工

业及市政与农业等部门

的许多工艺过程中，如

真空过滤、真空送料、

真空脱气、真空蒸发、

真空浓缩和真空回潮

等，得到了广泛的应用，

由于水环泵压缩气体的

过程是等温的，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，水环

泵的应用日益增大。

如图为水环泵的工

作原理示意图，水环泵

是由叶轮、泵体、吸排

气盘、水在泵体内壁形

成的水环、吸气口、排

气口、辅助排气阀等组

成的。

叶轮被偏心的安装在泵体中，当叶轮按图示方向旋转时，进入水环泵泵体的水被叶轮抛向四周，由于离心力的作用，水形成了一个与泵腔形状相似的等厚度的封闭的水环。水环的上部内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的下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了一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成与叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的上部0°为起点，那么叶轮在旋转前180°时，小腔的容积逐渐由小变大，压强不断的降低，且与吸排气盘上的吸气口相通，当小腔空间内的压强低于被抽容器内的压强，根据气体压强平衡的原理，被抽的气体不断地被抽进小腔，此时正处于吸气过程。当吸气完成时与吸气口隔绝，小腔的容积正逐渐减小，压力不断地增大，此时正处于压缩过程，当压缩的气体提前达到排气压力时，从辅助排气阀提前排气。而与排气口相通的小腔的容积进一步地减小压强进一步的升高，当气体的压强大于排气压强时，被压缩的气体从排气口被排出，在泵的连续运转过程中，不断地进行着吸气、压缩、排气过程，从而达到连续抽气的目的。

在水环泵中，辅助排气阀是一种特殊结构，一般采用橡皮球阀，它的作用是消除泵在运转过程中产生的过压缩与压缩不足的现象。这两种现象都会引起过多的功率消耗。因为水环泵没有直接的排气阀，而且排气压力始终是固定的，水环泵的压缩比决定于进气口的终止位置和排气口的起始位置，然而这两个位置是固定不变的，因而不适应吸入压力变化的需要。为了解决这个问题，一般在排气口下方设置橡皮球阀，以便当泵腔内过早达到排气压力时，球阀自动开启，气体排出，消除了过压缩现象。一般在设计水环泵时都以最低吸入压力来确定压缩比，以此来确定排气口的起始位置，这样就解决了压缩不足的现象。

SZ水环式真空泵，广泛适用于化工、机械、轻工、医药、食品、纺织等行业，用来抽吸空气或其它不溶于水，不含固体颗粒，无腐蚀性的气体，以便在密封系统中形成一定的真空度，常用于真空蒸发、真空浓缩、真空干燥、真空抽滤，真空送料等工艺过程