水環(huán)式真空泵工作原理

一、 關(guān)于真空泵的幾個(gè)概念
在化工生產(chǎn)的加工過(guò)程中如何應(yīng)用好真空泵,，需要先明確以下幾個(gè)概念：
1,、“真空”的概念：“真空”是指在給定空間內(nèi)低于一個(gè)大氣壓力的氣體狀態(tài)，也就是該空間內(nèi)氣體分子密度低于該地區(qū)大氣壓的氣體分子密度。*沒(méi)有氣體的空間狀態(tài)稱(chēng)為真空,。
2,、真空泵：是用以產(chǎn)生、改善和維持真空的裝置,。
3,、抽氣量：真空泵在工作壓強(qiáng)下單位時(shí)間內(nèi)抽吸氣體的流量。單位：kg/h或m3/h,；
4,、極限壓強(qiáng)（真空度）：在抽汽量為零的情況下真空泵所能達(dá)到的壓強(qiáng)。單位：Pa,、KPa,、MPa或mmhg（極限絕壓減當(dāng)?shù)卮髿鈮簽闃O限真空度）；
5,、工作壓強(qiáng)（真空度）：噴射泵在額定抽氣量時(shí)的壓強(qiáng),。單位：Pa、KPa,、MPa或mmhg（工作絕壓減當(dāng)?shù)卮髿鈮簽楣ぷ髡婵斩龋?br /> 6,、工作蒸汽壓力：蒸汽噴射真空泵的工作蒸汽壓力。單位：MPa或kgf/cm2,；
7,、工作蒸汽耗量：蒸汽噴射真空泵單位時(shí)間蒸汽耗量。單位：kg/h,；
8,、冷卻水溫：水噴射泵循環(huán)水溫度或蒸汽噴射真空泵的冷凝器循環(huán)水溫度。單位：OC,；
9,、冷卻水循環(huán)量：?jiǎn)挝粫r(shí)間通過(guò)水噴射器或蒸汽噴射泵冷凝器的循環(huán)水流量。單位：kg/h,；
二,、 化工行業(yè)常見(jiàn)的的幾種真空泵及其優(yōu)缺點(diǎn)
1,、化工行業(yè)經(jīng)常使用的幾種真空泵——化工行業(yè)上常見(jiàn)的真空泵可以簡(jiǎn)單的分為變?nèi)莘e式真空泵和噴射真空泵,，變?nèi)莘e式真空泵是利用泵腔容積的周期變化來(lái)完成吸氣和排氣的裝置，往復(fù)真空泵,、旋片真空泵,、滑閥真空泵、水環(huán)真空泵,、羅茨真空泵就是屬于變?nèi)莘e式真空泵,。噴射真空泵是利用文丘里效應(yīng)的壓力降產(chǎn)生的高速射流把氣體輸送到出口的一種動(dòng)量傳輸泵，水噴射真空泵、蒸汽噴射真空泵,、汽水串聯(lián)噴射真空泵,、汽水組合噴射真空泵同屬于噴射真空泵。
2,、變?nèi)莘e式真空泵的工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)
（1）,、往復(fù)真空泵、旋片真空泵,、滑閥真空泵,、羅茨真空泵是靠活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)將氣體吸入、壓縮并排出,。它們的優(yōu)點(diǎn)是新投入使用的泵真空度相對(duì)比較高,，但是活塞是運(yùn)轉(zhuǎn)部件，因此活塞的磨損是避免不了的,，隨著檢修次數(shù)的增加工作真空度將不斷下降,，直至滿(mǎn)足不了生產(chǎn)的要求。此類(lèi)泵工作噪音大,，耗油量大,，故障率高也是其致命的缺點(diǎn)，一般都需要開(kāi)一臺(tái)備用一臺(tái),，這無(wú)形中增加了設(shè)備投資與運(yùn)行費(fèi)用,。另外如果用此類(lèi)泵抽吸水蒸汽等可凝性氣體，將使?jié)櫥腿榛?，因此只能?yīng)用在抽吸不凝性（空氣類(lèi)）氣體,，也不能抽吸帶有顆粒狀的介質(zhì)，這也就限制了其適用范圍,。
（2）,、水環(huán)真空泵是靠裝在泵殼內(nèi)的帶有多葉片的偏心轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，把水拋向泵殼形成與泵殼同心的水環(huán),，水環(huán)與轉(zhuǎn)子葉片形成了容積周期變化從而將氣體吸入,、壓縮并排出。它的優(yōu)點(diǎn)是低真空時(shí)抽氣量大,、可以直接抽吸水蒸汽等可凝性氣體,。它的缺點(diǎn)是真空度低；不能抽吸帶有顆粒狀的介質(zhì),；轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)不易做防腐處理,，因此不能抽吸具有腐蝕性的介質(zhì)。
3,、噴射真空泵的工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)
噴射真空泵是利用文丘里效應(yīng)的壓力降產(chǎn)生的高速射流把氣體輸送到出口的一種動(dòng)量傳輸泵,。它分為水噴射真空泵,、蒸汽噴射真空泵、汽水串聯(lián)噴射真空泵,、汽水組合噴射真空泵,。噴射真空泵以其真空度范圍廣，可以直接抽吸水蒸汽等可凝性氣體和帶有顆粒狀的介質(zhì),，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,，操作方便，無(wú)運(yùn)轉(zhuǎn)部件維修量小,，節(jié)能降耗等優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用在化工操作的各工藝中,，下面分別介紹各種噴射真空泵的工作原理。
（1）,、水噴射真空泵的工作原理及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
水噴射真空泵的設(shè)備組成見(jiàn)其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,，其工作原理是：循環(huán)水箱中的水經(jīng)循環(huán)水泵做功后產(chǎn)生一定的壓力、流速,，具有一定壓力,、流速的水進(jìn)入水噴射器的集水室，經(jīng)孔板上的多個(gè)拉瓦爾噴嘴噴射,，形成的高速射流使噴射器的混合室產(chǎn)生真空,，被抽介質(zhì)在真空作用下進(jìn)入噴射器混合室，在混合室中與高速水流充分混合和經(jīng)文丘里管降速,、增壓后排出到循環(huán)水箱中,，不凝性氣體析出，可凝性汽體從水箱溢流口溢出,，如此反復(fù)做功,。它的優(yōu)點(diǎn)是低位整機(jī)型式，比水環(huán)真空泵的真空度高,，代替W式往復(fù)真空泵可以取消前置冷凝器,，節(jié)省一次性設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用。
（2）,、汽水串聯(lián)噴射真空泵的工作原理及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
在水噴射真空泵的噴射器前面串聯(lián)一級(jí)或多級(jí)蒸汽噴射真空泵即汽水串聯(lián)噴射真空泵,，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)汽水串聯(lián)噴射真空泵。其工作原理是：一定壓力的飽和或過(guò)熱蒸氣通過(guò)拉瓦爾噴嘴減壓增速后進(jìn)入蒸汽噴射器的混合室,，使混合室產(chǎn)生真空,，被抽介質(zhì)被抽吸進(jìn)混合室與工作蒸汽混合，混合后的流體通過(guò)擴(kuò)散管,，速度下降,，壓力升高,，直至達(dá)到下一級(jí)吸入口壓力后排入下一級(jí)蒸汽噴射泵或水噴射泵,。它是低位整機(jī)型式，真空度相對(duì)較高，可以取代水環(huán)—羅茨機(jī)組,、旋片—羅茨機(jī)組直接抽吸可凝性汽體,，但它在高真空的抽不凝性氣體量有限。
（3）,、新型蒸汽噴射真空泵的工作原理及工藝流程圖
新型蒸汽噴射真空泵是由一級(jí)或多級(jí)蒸汽噴射泵與冷凝器組成的,，一定壓力的飽和或過(guò)熱蒸氣通過(guò)拉瓦爾噴嘴減壓增速后進(jìn)入蒸汽噴射器的混合室，使混合室產(chǎn)生真空,，被抽介質(zhì)被抽吸進(jìn)混合室與工作蒸汽混合,，混合后的流體通過(guò)擴(kuò)散管，速度下降,，壓力升高,，直至達(dá)到下一級(jí)吸入口壓力后排入下一級(jí)蒸汽噴射器。冷凝器前面的蒸汽噴射器排出的混合流體進(jìn)入冷凝器后,，可凝性汽體被冷卻成液體與不凝性氣體一起隨冷卻水排出冷凝器外（見(jiàn)新型蒸汽噴射真空泵工藝流程圖）,。它可以實(shí)現(xiàn)任意高度安裝，適合于抽吸的介質(zhì)中不凝性氣體量相對(duì)較小,，
大部分為可凝性汽體的工藝,，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的多級(jí)蒸汽噴射真空泵可以節(jié)約工作蒸汽60%以上。
（4）,、汽水組合噴射真空泵的工作原理及工藝流程圖
它是在傳統(tǒng)的蒸汽噴射泵的*級(jí)冷凝器后面串聯(lián)一級(jí)汽水串聯(lián)噴射真空泵而組成的,，其工作原理見(jiàn)汽水組合噴射真空泵的工藝流程圖。它克服了蒸汽噴射真空泵和水噴射真空泵各自的缺點(diǎn),，發(fā)揮了它們的優(yōu)點(diǎn),，既可以達(dá)到較高的工作真空度，又可以有較大的抽氣量,，比傳統(tǒng)的多級(jí)蒸汽噴射真空泵節(jié)約工作蒸汽50%以上,，節(jié)約冷卻水30%以上，無(wú)需配備啟動(dòng)泵,，抽空塔時(shí)間短,。
（5）、多級(jí)蒸汽噴射真空泵的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、使用方便,、工作穩(wěn)定可靠，缺點(diǎn)是蒸汽耗量大（運(yùn)行費(fèi)用高）,，必須安裝在11米高度以上,，檢修不便。
三,、 結(jié)合工藝選用合理的真空泵 
在化工生產(chǎn)過(guò)程中,，可根據(jù)具體工藝所要求的工作壓強(qiáng)高低和抽吸氣體的性質(zhì)合理選擇真空泵,，一般先確定具體工藝所要求的工作壓強(qiáng)，負(fù)壓蒸餾,、精餾,、升華等工藝要求的真空度高（工作壓強(qiáng)低），負(fù)壓蒸發(fā),、干燥,、濃縮、結(jié)晶,、脫水,、脫色、化學(xué)反應(yīng)吸收及真空輸送物料等工藝要求的真空度低（工作壓強(qiáng)高）,。工作壓強(qiáng)確定后,，可根據(jù)抽氣量大小和抽吸氣體的性質(zhì)合理選擇真空泵。
1,、根據(jù)幾種真空泵所能達(dá)到的工作壓強(qiáng)列出各種真空泵的適用范圍,。
2、抽吸不同氣體選擇不同噴射真空泵
（1）,、水噴射真空泵泵適用于工作壓強(qiáng)大于25mmhg（3.3KPa）,，抽吸各種氣體的場(chǎng)合，尤其在抽吸可凝性汽體（即凝結(jié)于水或遇冷凝結(jié)的氣體）,、帶有粉塵,、顆粒狀介質(zhì)時(shí)其優(yōu)點(diǎn)更為突出。當(dāng)工作壓強(qiáng)要求相對(duì)較小,，抽不凝性氣體量較大時(shí),，應(yīng)選擇蒸汽噴射泵和汽水串聯(lián)、汽水組合噴射真空泵,。
（2）,、汽水串聯(lián)噴射真空泵工作壓強(qiáng)可達(dá)到2mmhg（267Pa），但其比新型蒸汽噴射真空泵,、汽水組合噴射真空泵,、多級(jí)蒸汽噴射真空泵抽氣量小，適合于中小企業(yè)間歇式生產(chǎn),。
（3）,、新型蒸汽噴射真空泵的工作壓強(qiáng)可達(dá)到0.5mmhg（65Pa），適合于抽吸的氣體中大部分為可凝性汽體,，不凝性氣體量占有的比例相對(duì)較小的工藝,。
（4）、汽水組合噴射真空泵和多級(jí)蒸汽噴射真空泵的工作壓強(qiáng)可達(dá)到10Pa以?xún)?nèi),，可以抽吸各種氣體,，它們的區(qū)別在于汽水組合噴射真空泵比多級(jí)蒸汽噴射真空泵節(jié)約工作蒸汽耗量,，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。
四,、 結(jié)論
隨著商品經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和能源問(wèn)題的不斷突出，各企業(yè)節(jié)能降耗,、提高生產(chǎn)效率,、提升產(chǎn)品質(zhì)量越來(lái)越成為增加核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段，在各種加工過(guò)程中選擇合適的噴射真空泵,，降低運(yùn)行成本,，將是企業(yè)增加核心競(jìng)爭(zhēng)力的有力措施，希望本文對(duì)企業(yè)合理選用真空泵起到一定的參考作用
 

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