SZ4水环式真空泵的工作原理和日常操作与维护

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1、SZ4水环式真空泵的工作原理和日常操作与维护　　水环式真空泵（简称水环泵）是一种粗真空泵，它所能获得的极限真空为2000~4000Pa。水环式真空泵也可用作压缩机，称为水环式压缩机，是属于低压的压缩机，其压力范围为1~2×105Pa表压力。　　水环式真空泵最初用作自吸水泵，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。在工业生产的许多工艺过程中，如真空过滤、真空引水、真空送料、真空蒸发、真空浓缩、真空回潮和真空脱气等，水环式真空泵得到广泛的应用。由于真空应用技术的飞跃发展，水环式真空泵在粗真空获得方面一直被人们所重视。

2、由于水环式真空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，水环泵应用日益增多。水环式真空泵的工作原理　　在泵体中装有适量的水作为工作液。当叶轮顺时针旋转时，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。水环的上部分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一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成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

3、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。由于在工作中，水会发热，同时一部分水会和气体一起被排走，因此泵在工作中，泵中必须不断地供给冷水，以冷却和补充泵内消耗的水。供给的冷水以15℃为宜。　当泵排出的气体是废气的时候，在排气一端接有一水箱，废气和所带的一部分水排入水箱后，气体再由水箱的出管排出，而水就落入水箱的底部经回水管再回到泵内使用，如果水循环时间长了便会发热，这时需从水箱的供水处供给一定的冷水。　　综上所述

4、，水环式真空泵是靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气的，因此它属于变容式真空泵。水环泵和其它类型的机械真空泵相比有如下优点：　　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。故用小的结构尺寸，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。　　水环式真空泵也有其缺点：　　效率低，一般在30

5、%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。用水作工作液，极限压强只能达到2000~4000Pa。用油作工作液，可达130Pa。　　总之，由于水环式真空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。图3SZ-4型水环式真空泵结构图该泵主要是由泵盖，泵体，叶轮，泵轴，托架组成。泵盖与泵体用螺栓紧固连接形成工作室，上面有进排气口，下面有放水丝堵。在工作

6、室中偏心安装着一个叶轮，叶轮上开有平衡孔，以平衡轴向力。轴的密封部分是由填料函，填料和填料压盖组成。填料密封是一种传统的接触式密封，应用广泛。其主要优点是结构简单，更换方便，成本低廉，适用范围广，可用于旋转、往复、螺旋运动的密封，对作旋转运动的轴允许其有轴向窜动。不足之处是其密封性能差，不允许有较大的径向窜动，功耗大，磨损轴，使用寿命短。填料密封的结构及原理填料密封是由填料函，填料，填料压盖组成。由于轴表面具有一定的粗糙度，其与填料只能部分贴合，而部分未接触，即形成无数个迷宫密封。当带压的介质通过轴表面时，介质被多次节流，凭借“迷宫效应”而

7、达到密封。填料与轴表面的贴合、摩擦，也类似滑动轴承，故应有足够的液体进行润滑，以保证密封具有一定的寿命。填料对轴的压紧力由拧紧压盖螺栓产生。填料受到压紧力后，产生摩擦力致使压紧力沿轴向逐渐减少，同时产生的径向压紧力使填料紧贴于轴表面而阻止介质外漏。径向压紧力的分布如图1，其由外（压盖）向内，先是急剧递减后趋于平缓，介质的压力分布如图2，由内向外逐渐递减，当外端介质压力为零时，泄漏很少，大于零时泄漏较大。上述分析表明，填料径向压紧力的分布与介质的压力分布恰恰相反，内端介质压力最大，应给较大的密封力，而此时填料的径向压紧力恰是最小，故压紧力没有

8、很好发挥作用。实际应用中，为了获得较好的密封性能，往往增加填料的压紧力，亦即在靠近压盖的2-3圈填料处使径向压紧力最大，当然摩擦力也增大，这就导致填料和轴产生异常磨损。可见填料密