有关水环真空泵在80hPa(abs)工作
需要配带P型喷射器的技术说明
1、水环真空泵与干式真空泵的差别
1)水环真空泵用水作工作液环,由于水会蒸发出水蒸气。一种规格型号的泵的有效容积是固定的,随着真空的提高,水的沸点会相应降低,水的挥发量则越大。于是泵内水环挥发的水蒸气占据了泵的有效容积比例就越大,这样,泵的实际抽气能力会降低。
2)当外界的气体吸入到泵内时,由于气体与泵内水环接触,同样会造成被抽气体在泵内的膨胀与收缩。
由于不同的使用工况,水温、气温均不同。为了有一个统一的水环真空泵抽气能力的评判标准,样本上均提供15℃水温、20℃气温下的参数,作为对外的性能。当用户使用于不同工况时,如果要得出泵的实际抽气能力,必须要作气温、水温修正。
3)如果排除了泄漏因素,干式真空泵的抽吸气体的体积流量只与泵的有效容积有关,不受水温、气温因素的影响。
2、水温、气温对水环真空泵抽气量的影响
1)当实际工况下的水温为15℃,气温20℃时,泵的实际抽气能力与样本上的性能表一致。
2)当水温高于15℃,泵的实际抽气能力会下降,并且会随工作点由760Torr30Torr(abs)的变化,影响的比例会越来越大(直观理解为:水温越高,泵内的水环水越容易蒸发。同时,真空越高,泵内的水环水也越容易蒸发。水蒸气占据了泵内的有效容积,使泵抽吸外界气量的能力下降)。
3)当被抽气体的温度高于20℃时,泵的实际抽气能力比样本的高,气温低于20℃,泵的实际抽气能力比样本的要低(直观理解为:气温越高时,进入泵内与水环接触,气体在泵内收缩。气温越低时,进入泵内的气体与水环接触,气体在泵内膨胀)。
当气温和水温与样本规定的不一致时,必须进行气温修正和水温修正
气温、水温修正公式和系数见附表
3、为何水环真空泵不能直接工作在33mbar?
1)当水温是26℃时,泵内水环蒸发的饱和蒸气压已达:33.6mbar,水环水已在泵内沸腾,无法从外界抽气。
2)当泵在33mbar工作时,即使水温是10℃,水的饱和蒸气压也已12.5mbar,12.5/33=38%,即占工作压力的38%。水环产生的气泡会对泵的过流部件产生汽蚀损坏,缩短泵的使用寿命,并且增大泵的运行噪声。
注:水的汽化性是一种物理现象,只要是水环式真空泵就无法避免的。即使双级叶轮的水环泵也无法避免水汽化对抽气性能影响也更大。
4、大气喷射器的工作原理
1)P型喷射器由喷嘴、混合室、扩散管等部份组成,当接上水环真空泵时,真空泵抽吸的气体经喷射器的喷嘴形成高速气流。由于气体的粘滞作用,将混合室内的气体带走,形成真空。
在2BE1+P的组合抽吸过程中,真空泵并非对系统作直接抽吸,只是为喷射器提供动力气源。排除了2BE1水环真空泵直接在较高真空工作时,水温对其实际抽吸能力和极限真空的影响。
5、为何喷射器抽气容积流量无须进行气温修正和水温修正?
1)喷射器是用气体驱动的。
2)水环真空泵只提供驱动气体,起间接抽吸的作用。
6、水温对水环泵的抽气量有影响,而水环泵又为喷射器提供动力气源,水温为何不会对喷射器抽气量造成间接影响?
1)一定规格的喷射器,其需要的驱动气量Q值是一定的,当真空泵提供的驱动气量小于Q值时,喷射器的抽气能力和极限真空会受到影响,当真空泵提供的驱动气量远远大于Q值时,则会造成浪费。我们在设计喷射器以及选取相匹配的真空泵时,已考虑了在水温变化时,真空泵仍可提供足够的驱动气量。
2)水环真空泵并非直接工作在33mbar,而是在100mbar左右工作,为喷射器提供动力气流。这时,水温对泵的抽气影响远比30Torr(abs)要小。
7、在何种工况下,水环泵应接上喷射器?
当长期工作在小于60Torr(abs)时,应配上喷射器。
8、抽气能力(效率)比较(以2BE1 204-0为例)
2BE1 204-0(980r/min)
工作点:30Torr(abs) | 气温、水温 | 抽气能力(干空气m3/min) | 备 注 |
气温:20℃水温:15℃ | 9.9(+/-10%) | 工作极不稳定。 泵内发生汽蚀,影响泵的寿命。 | |
水温:30℃或35℃ 任何气温下 | 0 | 泵内饱和蒸气分压已分别达:31、42Torr(abs),泵严重汽蚀,更无法从外界抽气。 | |
气温10℃,水温15℃ | 9.7(+/-10%) | 工作极不稳定。 泵内发生汽蚀,影响泵的寿命。 | |
2BE1 204-0+P喷射器(泵转速980r/min) 工作点:30Torr(abs) | 任何气温下。 水温1℃~35℃ | 13.5(+/-10%) | 工作稳定,噪声低。 |