真空泵的工作原理

水环式真空泵 / 液环真空泵工作原理

水环真空泵（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 ，串联大气喷射器可达 270~670Pa 。水环泵

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，水环泵得到广泛的应用。由于真空应用技术的飞

跃发展，水环泵在粗真空获得方面一直被人们所重视。由于水环泵

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，水环泵应用日益增多。

在泵体中装有适量的水作为工作液。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。水环的下部分内表面恰好与

叶轮轮毂相切，水环的上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和叶片数目相等的若干个

小腔。如果以叶轮的下部 0° 为起点，那么叶轮在旋转前 180° 时小

腔的容积由小变大，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。

综上所述，水环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。

罗茨真空泵的工作原理

罗茨泵在泵腔内，有二个“ 8” 字形的转子相互垂直地安装在一对平

行轴上，由传动比为 1 的一对齿轮带动作彼此反向的同步旋转运动。

在转子之间，转子与泵壳内壁之间， 保持 有一定的间 隙 ，可以实现

高 转 速 运行。由于罗茨泵是一种 无 内压缩的真空泵，通 常 压缩比 很

低，故 高 、中真空泵 需要 前 级 泵。罗茨泵的极限真空除 取 决于泵 本

身结构 和 制造精 度外，还 取 决于前 级 泵的极限真空。为了 提高 泵的

极限真空度，可 将 罗茨泵串联使用。

罗茨泵的工作原理与罗茨 鼓风 机相似。由于转子的 不断 旋转，被抽

气体 从进 气口吸入到转子与泵壳之间的空间 v0 内， 再经 排气口排出。

由于吸气后 v0 空间是 全 封闭状 态 ，所以，在泵腔内气体 没 有压缩和

膨胀 。