液環(huán)泵的組織工作基本原理

液環(huán)泵歸屬于體積泵，如圖1所示。扇葉在泵腔內(nèi)是布喇格加裝，當扇葉轉(zhuǎn)動時，會逼使組織工作液沿著泵腔內(nèi)逐步形成兩個等厚的轉(zhuǎn)動液環(huán)，只好在三個交界處根部、扇葉輪圈和液環(huán)中表層之間逐步形成兩個凹處，隨著扇葉轉(zhuǎn)動，凹處在泵的增壓區(qū)的表層積漸漸減小，其外部阻力上升，進而將固體排泄泵內(nèi)，恰好相反，凹處在排氣管區(qū)的表層積則漸漸變大，其外部阻力上升，進而將固體排泄。

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圖1液環(huán)泵NiSi

液環(huán)泵有串聯(lián)式和柔性三種，串聯(lián)式液環(huán)泵組織工作阻力覆蓋范圍為1000~150mbar，出口處阻力高于150mbar時，抽速銳減，煙道工作效率較高。柔性液環(huán)泵組織工作阻力覆蓋范圍為1000~30mbar，在出口處阻力較高的情況下仍有非常大抽速。

液環(huán)泵的組織工作液有三個作用：其一用作密閉，并有用作加熱。常見的組織工作液是水，亦可以用與工藝技術(shù)電介質(zhì)相匹配的其它固體，如氫銨的油、丙烯，以及其它工藝技術(shù)混合物如硝基、丙烯、尿素、甲醇、亞胺、硼烷和丙烯等。

液環(huán)泵的缺點

液環(huán)泵有許多缺點：

·操作方式方便快捷、體育運動組件少，泵腔內(nèi)沒有機油，不存在油的環(huán)境污染問題；

·密閉液的選擇覆蓋范圍廣；

·既適合于抽可凝性蒸汽，又可以抽非可凝性固體；

·可以抽出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，標準產(chǎn)品是全鑄鐵和全316不銹鋼，亦可以用合金鋼20和哈氏族合金材料。電液推桿廠家

液環(huán)泵的缺點

液環(huán)泵最大的缺點就是功耗比其它機械類的熱交換器要大，比如滑閥泵消耗在密閉、軸承、帶動體育運動組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)泵的極限阻力受到密閉液蒸氣壓的限制，例如液環(huán)泵用水作為密閉液，其極限阻力就是水在組織工作溫度下的蒸汽壓，當水溫在20℃時，其極限阻力就是3200Pa。

同時，液環(huán)泵在低的出口處阻力下，會產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象，造成氣蝕的原因是：當泵的出口處阻力高于密閉液的蒸氣壓時，密閉液迅速沸騰，并產(chǎn)生大量氣泡，在氣泡上升、破裂過程中會產(chǎn)生很大的沖擊力，并從表層剝離少量金屬，如果這種氣蝕持續(xù)時間很長，就會對泵造成嚴重損害。如圖2所示。

圖2液環(huán)泵的扇葉由于氣蝕遭到損壞

液環(huán)泵在低壓下煙道量小、工作效率低，而且還產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象，建議在液環(huán)泵的出口處上增設兩個大氣噴射器，如圖3所示，大氣噴射器是噴射泵的一種類型，它利用液環(huán)泵組織工作時與大氣壓（或者是液環(huán)泵的排氣管阻力）之間的壓差將固體排泄到組織工作噴嘴，并獲得超音速的射流，在混合室內(nèi)造成真空，進而將被抽固體排泄，兩股固體混合后，經(jīng)過擴壓管再被液環(huán)泵排泄并排到泵外。電液推桿廠家

圖3液環(huán)泵+大氣噴射器組織工作基本原理圖

機組

大氣噴射器液環(huán)泵機組主要在較高組織工作阻力或密閉液溫度較高情況下組織工作。噴射器排泄的固體可以是空氣，亦可以用液環(huán)泵排泄的固體作為大氣噴射器的驅(qū)動固體。特別是羅茨液環(huán)機組，如果在液環(huán)泵出口處配上大氣噴射器，如圖4所示，既可以提高機組的極限真空，又可以降低羅茨泵的壓縮比，在羅茨液環(huán)機組進入極限阻力時，羅茨泵不會過熱，液環(huán)泵亦不會產(chǎn)生氣蝕。

圖4 羅茨泵/大氣噴射器/液環(huán)泵機組

本文文字及相片摘自《適用作化工工業(yè)的熱交換器》一文，原文發(fā)表于《真空》雜志2020年第2期，作者：姜燮昌。