液環(huán)真空泵是旋轉(zhuǎn)式容積泵，可在各種工業(yè)應(yīng)用中提供工藝真空，例如化工 、電力、環(huán)保、食品和飲料加工與包裝、船舶、采礦、石油和天然氣、制藥，紙漿和造紙以及紡織行業(yè)。

如圖1所示，液環(huán)泵葉輪在泵腔內(nèi)是偏心安裝，當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)迫使工作液沿著泵腔內(nèi)壁形成一個(gè)等厚的旋轉(zhuǎn)液環(huán)，于是在兩個(gè)相鄰葉片、葉輪輪轂和液環(huán)內(nèi)表面之間形成一個(gè)“氣腔”。

葉輪旋轉(zhuǎn)，氣腔在泵的吸氣區(qū)的體積逐漸增大，其內(nèi)部壓力下降，從而將氣體吸入泵內(nèi)，相反，氣腔在排氣區(qū)的體積逐漸變小，其內(nèi)部壓力上升，從而將氣體排出。

圖1 液環(huán)泵剖面圖

液環(huán)泵特性

● 允許有殘留——軟固體、水分、渣塊、化學(xué)藥品等不會(huì)損害泵。這些雜質(zhì)將通過(guò)泵排出口輕松洗出。

● 低溫、安靜的運(yùn)行——由于密封水在泵內(nèi)循環(huán)，因此泵會(huì)冷卻。工作時(shí)相對(duì)安靜——不超過(guò) 85 dBA。

● 在任何真空度下穩(wěn)定運(yùn)行——泵可以在任何真空度（從 29 英寸汞柱到大氣壓）下連續(xù)不斷地運(yùn)行。

● 易于維護(hù)，泵壽命更長(zhǎng)—— 液環(huán)真空泵構(gòu)造堅(jiān)固，只有一個(gè)活動(dòng)部件，即轉(zhuǎn)子，該部件安裝在由一組軸承支撐的主軸上，設(shè)計(jì)具有較長(zhǎng)的連續(xù)運(yùn)行使用壽命。

這樣的設(shè)計(jì)給用戶(hù)帶來(lái)的好處是磨損減少和操作更簡(jiǎn)單，而且維護(hù)成本較低。

● 環(huán)保 ——泵不需要換油、過(guò)濾器、油底殼、冷凝器等。因此，機(jī)房運(yùn)行保持清潔，無(wú)油污，也無(wú)油排放到下水道。

液環(huán)泵有單級(jí)和雙級(jí)兩種，單級(jí)液環(huán)泵工作壓力范圍為（1000～150）mbar，入口壓力低于150mbar時(shí)抽速急劇下降，抽氣效率較低。

雙級(jí)液環(huán)泵工作壓力范圍為（1000～30）mbar，在入口壓力較低的情況下仍有較大抽速。

液環(huán)泵非常適合于化學(xué)工業(yè)，其內(nèi)部零件不存在相互接觸，無(wú)需潤(rùn)滑。液環(huán)泵的工作液有兩個(gè)作用：一是用于密封，二是用于冷卻。

常用的工作液是水，亦可以用與工藝介質(zhì)相適應(yīng)的其他液體，如低粘度的油、乙二醇以及其他工藝溶劑如甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和乙苯等，這些密封液可以采用如圖2所示的全循環(huán)系統(tǒng)，以避免對(duì)環(huán)境的污染。

液環(huán)泵優(yōu)點(diǎn)

● 操作簡(jiǎn)便，運(yùn)動(dòng)部件少，泵腔內(nèi)沒(méi)有潤(rùn)滑油，不存在油的污染問(wèn)題；

● 密封液的選擇范圍廣；

● 既適合于抽可凝性蒸汽，又可以抽非可凝性氣體；

● 可以抽除氣流中的小液滴和微小顆粒；

● 可以選擇不同的結(jié)構(gòu)材料，標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品是全鑄鐵和全316不銹鋼，亦可以用合金鋼20和哈氏合金材料。

圖2 全密封液循環(huán)系統(tǒng)

液環(huán)泵最大的缺點(diǎn)就是功耗比其他機(jī)械類(lèi)的真空泵要大，如滑閥泵消耗在密封、軸承、帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件的功率占總功率的30%～40％，而液環(huán)泵在上述方面消耗的功率占總功率的60%～75％。

另外，液環(huán)泵的極限壓力受到密封液蒸汽壓的限制，例如液環(huán)泵用水作為密封液，其極限壓力就是水在工作溫度下的蒸汽壓，當(dāng)水溫在20℃時(shí)，其極限壓力就是3200Pa。

同時(shí)，液環(huán)泵在低的入口壓力下會(huì)產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象。造成汽蝕的原因是：當(dāng)泵的入口壓力低于密封液的蒸汽壓時(shí)，密封液迅速沸騰，并產(chǎn)生大量氣泡，在氣泡上升、破裂過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊力，并從表面剝離少量金屬，如果這種汽蝕持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)，就會(huì)對(duì)泵造成嚴(yán)重?fù)p害，見(jiàn)圖4所示。

圖3 氣蝕成因及解決方案

圖4 泵的葉輪由于汽蝕遭到損壞

液環(huán)泵在低壓下抽氣量小、效率低而且還產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象，建議在液環(huán)泵的入口上增設(shè)一個(gè)大氣噴射器，如圖5所示，大氣噴射器是噴射泵的一種類(lèi)型，它利用液環(huán)泵工作時(shí)與大氣壓（或者是液環(huán)泵的排氣壓力）之間的壓差將氣體吸入到工作噴嘴，并獲得超音速的射流，在混合室內(nèi)造成真空，從而將被抽氣體吸入，兩股氣體混合后，經(jīng)過(guò)擴(kuò)壓管再被液環(huán)泵吸入并排到泵外。

圖5 液態(tài)真空泵+大氣噴射器工作原理圖

大氣噴射器液環(huán)泵機(jī)組主要在較低工作壓力或密封液溫度較高情況下工作。噴射器吸入的氣體可以是空氣，亦可以用液環(huán)泵排出的氣體作為大氣噴射器的驅(qū)動(dòng)氣體。

特別是羅茨液環(huán)機(jī)組，如果在液環(huán)泵入口配上大氣噴射器，既可以提高機(jī)組的極限真空，又可以降低羅茨泵的壓縮比，在羅茨液環(huán)機(jī)組進(jìn)入極限壓力時(shí)，羅茨泵不會(huì)過(guò)熱，液環(huán)泵亦不會(huì)產(chǎn)生汽蝕。

蒸汽冷凝可擴(kuò)充容量

干燥空氣或干燥氣體混合物在液環(huán)泵中從真空壓縮到大氣壓與在其他任何容積泵中基本一樣，只是通過(guò)泵的氣流的溫升較小。包含可冷凝蒸氣的潮濕空氣或氣體混合物的性狀大不相同。

當(dāng)用較低溫度的密封液冷卻時(shí)，進(jìn)入液環(huán)泵的部分蒸汽會(huì)冷凝。冷凝液與密封液混合。現(xiàn)在，與原來(lái)的容積尺寸（當(dāng)它是進(jìn)氣流的組成部分）相比，它所占的空間大大減少。這種容積減少成為一種容量擴(kuò)充。

唯一可以盡早冷凝以避免蒸汽壓縮，有助于增加進(jìn)氣量。在每個(gè)轉(zhuǎn)子腔中，冷凝必須在該轉(zhuǎn)子腔通過(guò)其入口之前發(fā)生。切斷后發(fā)生的任何冷凝都不會(huì)影響泵的進(jìn)氣量。

液環(huán)真空泵可通過(guò)其入口處理大量液體，而氣體容量的減少可忽略不計(jì)。為了最大程度地增加冷凝，經(jīng)常會(huì)將一些液體噴入真空泵本身上游的入口管道中。

?液環(huán)泵檢修內(nèi)容

1.小修
①檢查、緊固各部連接螺栓；②更換填料，調(diào)整機(jī)械密封；③檢查聯(lián)軸器，更換彈性橡膠圈，校正聯(lián)軸器的同軸度；④檢查軸承，更換潤(rùn)滑油（脂）；⑤清洗、檢査循環(huán)水系統(tǒng)。

2.中修
①包括小修內(nèi)容；②檢查轉(zhuǎn)子的晃動(dòng)情況，校驗(yàn)轉(zhuǎn)子的靜平衡；③檢查或校正軸的直線(xiàn)度；④更換滾動(dòng)軸承和潤(rùn)滑油；⑤檢修機(jī)械密封，修理或更換動(dòng)、靜密封環(huán)；⑥檢查調(diào)整葉輪兩端與前蓋、后蓋的間隙；⑦校驗(yàn)儀表。

3.大修
①包括中修內(nèi)容；②解體檢査各部零件的磨損、腐蝕、陶瓷襯里的破損程度，檢查或更換各部零件；③更換葉輪、軸套、泵蓋；④調(diào)整自吸式磁力泵泵體水平度；⑤檢修電機(jī)；⑥機(jī)體防腐。

?檢修方法及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

①殼體和泵蓋

殼體和泵蓋不得有裂紋或大面積砂眼等缺陷，陶瓷襯里不得有破損；

鑄鐵泵蓋和殼體端面腐蝕或沖蝕嚴(yán)重，不能保證密封要求時(shí)，應(yīng)報(bào)廢。若陶瓷泵蓋的襯里破損，可采用更換襯里的方法進(jìn)行修復(fù)。

②主軸、葉輪和軸套
a.主軸不應(yīng)有腐蝕、裂紋等缺陷；主軸與滾動(dòng)軸承的配合采用H7/js6或H7/k6;主軸與葉輪的配合采用H7/m6;主軸的直線(xiàn)度應(yīng)不大于0.2~0.4mm/m；

b.葉輪兩端與前后蓋的間隙；葉輪的葉片不應(yīng)有毛刺和裂紋;葉輪腐蝕嚴(yán)重或葉片厚度減少二分之一時(shí)，應(yīng)更換；葉輪外圓與軸孔的同軸度應(yīng)不大于0.06mm；葉輪必要時(shí)應(yīng)做平衡試驗(yàn)，葉輪與自控自吸泵泵軸裝配后，其端面圓跳動(dòng)應(yīng)不大于0.10mm；

c.軸套與軸不得采用同一種材料，以免咬死；軸套端面對(duì)軸線(xiàn)的垂直度應(yīng)不大于0.01mm；軸套與軸接觸面的表面粗糙度不得超過(guò)l.6pm,采用H7/h6配合。

③填料密封
填料壓蓋端面與填料箱端面應(yīng)平行，緊固螺栓松緊程度均應(yīng)一致，避免壓偏；

壓蓋壓人填料箱的深度一般為一圈填料的高度，但不能少于5mm;

填料的切口應(yīng)平行、整齊、不松散，切口成30°?45°角，裝填料時(shí)接口應(yīng)錯(cuò)開(kāi)120°。

④機(jī)械密封
動(dòng)、靜環(huán)表面質(zhì)量良好，不允許有缺損、裂紋、徑向劃痕等缺陷；

各密封件應(yīng)完好無(wú)缺，橡膠密封圈在每次拆卸時(shí)應(yīng)更換；

彈簧性能良好，無(wú)明顯變形。

⑤滾動(dòng)軸承
滾動(dòng)軸承的滾子與滑道表面應(yīng)無(wú)坑疤、斑點(diǎn)，接觸面平滑，轉(zhuǎn)動(dòng)無(wú)雜音；

滾動(dòng)軸承外圈與軸承座的配合應(yīng)為H7/h6;

安裝軸承時(shí)，后軸承應(yīng)固定，前軸承（靠電機(jī)一邊）應(yīng)有0.20~0.30mm的軸向間隙；

熱裝軸承時(shí)，用100~120°C的機(jī)油油浴軸承10~15min，或用電加熱器加熱，嚴(yán)禁用火焰直接加熱。

⑥彈性聯(lián)軸器
彈性聯(lián)軸器與軸采用H7/js6或H7/k6配合；’

兩半聯(lián)軸器的徑向跳動(dòng)應(yīng)不大于0.07~0.09mm;

彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器兩軸對(duì)中偏差及聯(lián)軸器的端面間隙應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定。

本文聲明 | 本文章部分來(lái)源于《適用于化工工業(yè)的真空泵》，作者：姜燮昌。文章僅限學(xué)習(xí)交流使用，如遇侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系我們及時(shí)刪除。