循环水真空泵通过水的流动和离心力作用实现抽气,其核心原理是利用水环作为“液体活塞”形成周期性变化的容积,从而吸入和压缩气体。以下是其具体工作过程:
一、启动阶段:形成水环
1、叶轮旋转:电机驱动泵壳内的叶轮高速旋转,叶轮为偏心设计,叶片通常为前弯式。
2、水环形成:工作水在离心力作用下被甩向泵壳内壁,形成沿泵壳旋转的环形水层(水环)。
3、水环的作用:水环既作为密封介质(填充叶轮与泵壳间的间隙),又充当“活塞”推动气体。

二、抽气过程:容积变化吸入气体
1、吸气阶段:当叶轮旋转到特定位置时,相邻叶片间的空间因水环外推而逐渐增大,形成局部低压区。此时,外界气体从轴向吸气口被吸入叶轮腔体。
2、压缩阶段:叶轮继续旋转,叶片间的空间因水环向轴心方向移动而逐渐缩小,气体被压缩并推向排气口。
三、排气与水循环
1、气体排出:压缩后的气体通过排气口排出泵体,同时携带部分水环中的水形成水气混合物。
2、水循环:排出的水通过分离装置(如水箱或气水分离器)与气体分离,水重新回流至泵体,形成闭环循环。
四、关键要素与优化
1、连续补水:因部分水随气体排出,需通过外部水源持续补充冷水,以维持水环厚度和温度稳定。
2、真空度控制:极限真空度受水环温度、叶轮转速和气密性影响。低温水能提升真空度,但过高水温会降低效率。
3、气密性要求:泵体与管路连接处需密封良好,避免空气泄漏破坏负压环境。
循环水真空泵通过水的离心运动形成动态水环,利用水环的周期性容积变化实现气体的吸入和压缩。其核心依赖于水环的密封性、叶轮的高效转动以及连续补水的冷却作用。相比其他真空泵(如旋片泵),它具有无油污染、适合腐蚀性气体等优点,但真空度较低(通常为2000-4000帕),适用于实验室减压蒸馏、过滤等场景。