水環式真空泵（water-sealing vacuum pump）是抽放井下沼氣所用的真空泵。該真空泵抽放負壓高、流量小、適用於抽放量不大、要求抽放負壓高的礦井使用。水環式真空泵安全性好，一般礦井都要求較高的抽放負壓，所以使用較廣泛。
基本介紹
- 中文名：水環式真空泵
- 外文名：water ring vacuum pumps
- 行業：機械製造
- 材質：鑄鐵、不鏽鋼
工作原理,優點,缺點,特點,常見故障,排除方法,定期維護,選型標準,注意事項,拆卸,裝配,
工作原理
水環泵最初用作自吸水泵。是由葉輪、泵體、吸排氣盤、水在泵體內壁形成的水環、吸氣口、排氣口、輔助排氣閥等組成的。
在工業生產的許多工藝過程中，如真空過濾、真空引水、真空送料、真空蒸發、真空濃縮、真空回潮和真空脫氣等，水環泵得到廣泛的套用。由於真空套用技術的飛躍發展，水環泵在粗真空獲得方面一直被人們所重視。由於水環泵中氣體壓縮是等溫的，故可抽除易燃、易爆的氣體，此外還可抽除含塵、含水的氣體，因此，水環泵套用日益增多。
在泵體中裝有適量的水作為工作液。當葉輪按圖中順時針方向旋轉時，水被葉輪拋向四周，由於離心力的作用，水形成了一個決定於泵腔形狀的近似於等厚度的封閉圓環。水環的下部分內表面恰好與葉輪輪轂相切，水環的上部內表面剛好與葉片頂端接觸（實際上葉片在水環內有一定的插入深度）。此時葉輪輪轂與水環之間形成一個月牙形空間，而這一空間又被葉輪分成和葉片數目相等的若干個小腔。如果以葉輪的下部0°為起點，那么葉輪在旋轉前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，當吸氣終了時小腔則與吸氣口隔絕；當葉輪繼續旋轉時，小腔由大變小，使氣體被壓縮；當小腔與排氣口相通時，氣體便被排出泵外。
綜上所述，水環泵是靠泵腔容積的變化來實現吸氣、壓縮和排氣的，因此它屬於變容式真空泵。
葉輪被偏心的安裝在泵體中，當葉輪旋轉時，進入水環泵泵體的水被葉輪拋向四周，由於離心力的作用，水形成了一個與泵腔形狀相似的等厚度的封閉的水環。水環的上部內表面恰好與葉輪輪轂相切，水環的下部內表面剛好與葉片頂端接觸。此時，葉輪輪轂與水環之間形成了一個月牙形空間，而這一空間又被葉輪分成與葉片數目相等的若干個小腔。如果以葉輪的上部0°為起點，那么葉輪在旋轉前180°時，小腔的容積逐漸由小變大，壓強不斷的降低，且與吸排氣盤上的吸氣口相通，當小腔空間內的壓強低於被抽容器內的壓強，根據氣體壓強平衡的原理，被抽的氣體不斷地被抽進小腔，此時正處於吸氣過程。當吸氣完成時與吸氣口隔絕，從Ⅱ-Ⅱ到Ⅲ-Ⅲ斷面，小腔的容積正逐漸減小，壓力不斷地增大，此時正處於壓縮過程，當壓縮的氣體提前達到排氣壓力時，從輔助排氣閥提前排氣。從斷面Ⅲ-Ⅲ到Ⅰ-Ⅰ，而與排氣口相通的小腔的容積進一步地減小壓強進一步的升高，當氣體的壓強大於排氣壓強時，被壓縮的氣體從排氣口被排出，在泵的連續運轉過程中，不斷地進行著吸氣、壓縮、排氣過程，從而達到連續抽氣的目的。
優點
結構簡單，製造精度要求不高，容易加工。
結構緊湊，泵的轉數較高，一般可與電動機直聯，無須減速裝置。故用小的結構尺寸，可以獲得大的排氣量，占地面積也小。
壓縮氣體基本上是等溫的，即壓縮氣體過程溫度變化很小。
由於泵腔內沒有金屬磨擦表面，無須對泵內進行潤滑，而且磨損很小。轉動件和固定件之間的密封可直接由水封來完成。
吸氣均勻，工作平穩可靠，操作簡單，維修方便。
缺點
效率低，一般在30%左右，較好的可達50%。
真空度低，這不僅是因為受到結構上的限制，更重要的是受工作液飽和蒸氣壓的限制。用水作工作液，極限壓強只能達到2000~4000Pa。用油作工作液，可達130Pa。
總之，由於水環泵中氣體壓縮是等溫的，故可以抽除易燃、易爆的氣體。由於沒有排氣閥及摩擦表面，故可以抽除帶塵埃的氣體、可凝性氣體和氣水混合物。有了這些突出的特點，儘管它效率低，仍然得到了廣泛的套用。
特點
結構緊湊、工作平衡可靠和流量均勻，所以化工生產中多用來輸送或抽吸易燃、易爆和有腐蝕性的氣體。水環式真空泵由於葉輪攪拌液體，損失能量大，故其效率很低。
常見故障
排除方法
一、真空泵度不夠
可能原因：電機供電不足導致轉速不夠；供水量不足；葉輪與分配板之間的間隙過大；機械密封破損導致漏水漏氣；葉輪磨損過多；循環水排不出。
排除方法：檢查供電電壓是否在電機額定的電壓範圍內；加大供水量（必須控制在正確的範圍內，否則會導致電機超載發熱）；調小葉輪與分配板的間隙（一般在0.15—0.20mm）；更換機械密封；更換葉輪；檢查出水口的管路。
二、啟動不了或者啟動了噪音大
可能原因：電機供電電壓不足；電機缺相運行；泵長時間沒用導致鏽蝕；泵內吸入雜物；葉輪拖分配板。
排除方法：檢查供電電壓是否過低；檢查電機接線是否都牢靠；如果泵長時間沒用導致鏽蝕的可以加點除銹劑或者打開泵蓋人為去除銹跡；打開泵蓋去除雜物；調節葉輪與分配板的距離。
三、電機過熱
可能原因：供水量過大導致電機超載；電機缺相；排氣孔堵塞；葉輪拖動其他部件。
排除方法：減少供水量至正常範圍（參照泵的使用說明書之供液量）；檢查接線是否牢固；檢查排氣口；打開泵蓋調節葉輪與其他部件的間隙。
四，流量不足
可能原因：管路漏氣漏液；阻力損失增加；
排除方法：檢查連線處機械密封；檢查管路及止回閥等有無故障。
定期維護
（1）在正常的工作中要注意檢查軸承的工作和潤滑情況，其溫度（軸承和外圓處）比環境溫度一般高出15℃～20℃為宜，最高不允許超過30℃～35℃，即軸承架外圓處實際溫度不應超過55℃～60℃；正常工作的軸承每年應加油3～4次，每年至少清洗軸承一次，並將潤滑油全部更換。
（2）在正常工作中還要定期壓緊填料，如果填料因磨損而不能保證所需要的密封性能時，應更換新填料。如果採用機械密封，發現泄漏現象，應檢查機械密封的動靜環是否已損壞或是輔助密封老化，如出現上述情況，均需要更換新零件。
（3）在出現特殊聲音時，可拆下兩端蓋上的壓板，查看葉輪兩端面是否與分配器研傷，還可檢查排氣閥板是否正常。
選型標準
1、水環泵的真空度要求單位 2、水環泵抽速要求 3、水環泵使用條件 4、水環泵所配電機功率 5、水環泵電壓要求 6、水環泵材質要求。
注意事項
拆卸
在拆卸前應將泵腔內的水放出，要將氣水分離器和吸氣管部件拆下，在拆卸過程中應將所有的墊片謹慎的取下，如有損壞應更換同樣的墊片。泵應從後端（無聯軸器或無皮帶輪一端）開始拆卸，其順序如下：
（1）拆後軸承壓蓋，用勾板手將兩圓螺母鬆開，取下軸承座及軸承；
（2）鬆開填料壓蓋螺母，取下填料壓蓋；
（3）拆下連線結泵蓋與泵體的六角螺栓和泵蓋底腳處螺栓後，取下後端蓋；
（4）取下泵體；
（5）鬆開另一端底腳螺栓；
（6）卸下聯軸器，並取下軸上的鍵；
（7）卸下前軸承部件；
（8）卸下前端蓋後將軸和葉輪一起取出。
拆卸完畢後，應將零件上有關配合面塗上機油，螺紋處也應塗上機油保護好。
裝配
裝配前應清洗各零件，結合面上紙墊的殘面部分應清理好，軸承應清洗後塗上新油，軸承座內舊油也應清除乾淨。
裝配的順序與拆卸相反，其關鍵環節是要調整好葉輪端面與前後分配器的間隙，為此要測量好泵體的長度尺寸，（包括定位孔的深度）和葉輪的長度，以決定加墊子的厚度。
