傳統(tǒng)凝汽器抽真空的設(shè)備主要采用射汽抽氣器和射水抽氣器,但這兩種設(shè)備都存在效率低、噪聲大的缺點。隨著汽輪機(jī)組向高參數(shù)、大容量方向發(fā)展,使用這種設(shè)備就顯得很不經(jīng)濟(jì)。如果采用水環(huán)真空泵,就可以大大提高效率,降低能量消耗和噪聲污染。

　　為水環(huán)真空泵原理圖。水環(huán)真空泵由泵體、偏心葉輪、吸氣口和排氣口等部分組成。當(dāng)葉輪按圖中指示的方向旋轉(zhuǎn)時,由于離心力的作用,水被葉輪甩向四周,形成了一個與泵腔同心的近似等厚度的封閉圓環(huán)。水環(huán)的上部內(nèi)表面恰好與葉輪輪轂相切,下部內(nèi)表面剛好與葉片頂端接觸(實際上葉片在水環(huán)內(nèi)有一定的插入深度)。此時葉輪輪轂與水環(huán)之間形成一個月牙形空間, 而這一空間又被葉輪分成若干個小腔。如果以葉輪的上部A 為起點,那么葉輪在旋轉(zhuǎn)的前180°時小腔的容積由小變大,且與端面上的吸氣口相通,此時氣體被吸入,經(jīng)過吸入段 B后小腔則與吸氣口隔絕;當(dāng)葉輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)(后180°)時,小腔由大變小,使氣體被壓縮;當(dāng)小腔與排氣口相通時,氣體排出水環(huán)真空泵。

　　環(huán)真空泵的工作水溫升高時,吸氣量變小;吸氣壓力越低,其吸氣能力的差距越大。

　　不同型號的水環(huán)真空泵,其吸氣量曲線基本有3 種不同的趨勢。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),水環(huán)真空泵吸氣量曲線與吸氣容腔和吸氣口的大小有關(guān)。當(dāng)吸氣口較小,吸氣容腔相對較大時,隨著吸氣壓力增大,吸氣容積流量也不斷增大;當(dāng)吸氣容腔相對較小時,隨著吸氣壓力增大,吸氣容積流量增大到一定值時將充滿整個容腔,再增大吸氣壓力,吸氣容積流量將保持不變。而吸氣口較大,吸氣容腔相對較小時,氣體充滿容腔的時間更快,即達(dá)到吸氣容積流量保持不變的時間更快;當(dāng)吸氣壓力增大到一定值時,由于吸氣容腔不變,而質(zhì)量流量繼續(xù)增加,容腔內(nèi)的壓力勢必增加,使得吸氣體積流量反而減小。

　　水環(huán)真空泵運行時,其吸氣溫度、工作水溫及吸氣容積保持不變,由氣體狀態(tài)方程pV=mRT可知,吸氣的質(zhì)量流量與吸氣壓力基本成正比,即p1/p2 ≈m1/m2(12)由表中的數(shù)據(jù)可知這一關(guān)系正確,即吸氣質(zhì)量流量的增量不變。根據(jù)質(zhì)量流量與體積流量的關(guān)系可知,隨著吸氣壓力的增大,體積流量的增加率開始較大,然后慢慢變小。