水环真空泵（简称水环泵）是一种粗真空泵，它所能获得的极限真空为2000~4000Pa，串联大气喷射器可达270~670Pa。
水环泵也可用作压缩机，称为水环式压缩机，是属于低压的压缩机，其压力范围为1~2×105Pa表压力。
由于水环泵中气体压缩是等温的，故可抽除易燃、易爆的气体，此外还可抽除含尘、含水的气体，因此，水环泵应用日益增多。
不同型号的水环真空泵尽管结构有所不同，但其基本原理都大致相同。水环真空泵中最典型的类型便是单级单作用、轴向吸排气的水环真空泵。单级单作用水环真空泵的结构有进气口、出气口、泵盖、泵壳、叶轮、隔板、电机等。
在水环真空泵工作时，电机带动叶轮旋转，使得工作腔内的水在离心力的作用下形成水环。若水环适当，则形成的水环在上侧刚好与轮毂相切，在下侧刚好与叶轮顶端相接触。此时水环内表面、轮毂与叶片之间会形成一个个大小不等互不相通的月牙形空间。
当电机驱动叶轮旋转时，图中右侧的月牙形空间的体积就会从小变大，从而使压力降低，与吸气孔相通时，气体就会被吸入；而当它的体积从大变小时，则气体就会被压缩，压力增大，当气体被压缩到一定程度时，使其与排气孔相通，气体就会被排出。
由于补充水可以连续导入，水环基本可以保持恒温状态，而且还能吸收由于压缩气体产生的热量，所以这个过程也可以近似看作是一个等温过程。
水环真空泵工作时的能量传递过程如下：在吸入侧，叶轮将能量传递给水，使其动能增加，并形成水环，之后水环的动能再转化成压能，并传递给气体，从而实现压缩排气的过程。
水环真空泵的工作原理实际上和其他容积式泵的原理很相似，其区别之处在于水环真空泵能量传递的媒介是水环。由于受到饱和蒸汽压的限制，水环真空泵用水做工作液时极限压强只能达到2000～4000Pa。
水环泵按不同结构可分成如下几种类型：
1) 单级单作用水环泵：单级是指只有一个叶轮，单作用是指叶轮每旋转一周，吸气、排气各进行一次。这种泵的极限真空较高，但抽速和效率较低。
2) 单级双作用水环泵：单级是指只有一个叶轮，双作用是指叶轮每旋转一周，吸气、排气各进行二次。
在相同的抽速条件下，双作用水环泵比单作用水环泵大大减少尺寸和重量。
由于工作腔对称分布于泵轮毂两侧，改善了作用在转子上的载荷。此种泵的抽速较大，效率也较高，但极限真空较低。
3) 双级水环泵：双级水环泵大多是单作用泵串联而成。实质上是两个单级单作用的水环泵的叶轮共用一根心轴联接而成。
它的主要特点是在较高真空度下，仍然具有较大的抽速，而且工作状况稳定。
4) 大气水环泵：大气水环泵实际是大气喷射器串联水环泵的机组。水环泵前面串联大气泵是为了提高极限真空，扩大泵的使用范围。
水环泵和其它类型的机械真空泵相比有以下优点：
1)结构简单，制造精度要求不高，容易加工。操作简单，维修方便。
2)结构紧凑，泵一般与电动机直联，转数较高。用较小的结构尺寸，可以获得较大的排气量。
3)泵腔内没有金属摩擦表面，无须对泵内进行润滑。转动件和固定件之间密封可直接由水封来完成。
4)泵腔内压缩气体过程温度变化很小，可认为是等温压缩，故可以抽除易燃、易爆的气体。
5)由于没有排气阀及摩擦表面，故可以抽除带尘埃的气体、可凝性气体及气水混合物。
水环泵缺点：
1)效率低，一般在30%左右，较好的可达50%。
2)真空度低。这不仅是因为受到结构上的限制，更重要的是受工作液饱和蒸气压的限制。
总的说来，由于水环泵具有等温压缩和用水作封液，可以抽除易燃、易爆及腐蚀性气体，还可以抽除含有灰尘和水分的气体等突出优点，所以得到了广泛的应用。
在电力行业中的应用：冷凝器抽真空、真空吸水、烟气脱硫、飞灰输送、涡轮机密封管排气、真空排气、排出地热气。
在石油化工行业中的应用：气体回收、气体回收、燃气升压、强化的石油回收、气体收集、原油稳定化、原油真空蒸馏、排气压缩、蒸汽回收/气体升压、过滤/除腊、尾气回收、聚酯生产、PVC生产、包装、循环气压缩、变压吸附（PSA）、生产、乙炔与氢气等易燃易爆气体压缩、原油减压蒸馏中的塔顶真空系统、真空结晶与干燥、真空过滤、各种物料的真空输送。
在制药行业中的应用：干燥 (托盘、旋转、翻转、锥形和冷冻干燥器)、再生产/反应堆干燥、蒸馏、除气、晶化/汽化、加注和/或材料转移。
在纸浆和纸张生产中的应用：黑液蒸发、粗浆洗浆机、石灰泥浆和过滤器、沉淀物过滤器、真空脱水机、原料和白水除气系统、调浆箱压缩机、吸水箱、伏辊、吸移辊和传递辊、真空压榨、毛布吸水箱、防吹箱。
在塑料行业中的应用：挤出机除气、定型台 (剖面)、EPS 发泡、干燥、气动输送装置、氯乙烯气体抽取和压缩。
在器械中的应用：蒸汽灭菌、呼吸装置、气褥、防护服、牙科仪、中央真空系统。
在环保行业中的应用：废水处理、沼气压缩、真空加水、废水净化/活性污泥箱氧化、鱼塘通风、垃圾产生气体回收（生物气体）、沼气回收 (生物气体)、废物处理机。
在食品和饮料行业中的应用：鲑鱼清洁机、矿泉水除气、色拉油及脂肪除臭、茶叶和调味品杀菌、香肠火腿生产、烟草制品湿化、真空蒸发器。
在包装行业中的应用：给包装袋充气，以充填货物、采用抽气方式带开袋子、运输包装材料和产品、贴附标签及包装带有胶水的物品、采用真空机械手抬高纸板箱，并对其进行组装、真空包装和换气包装(MAP)、PET容器生产、塑料颗粒的干燥、塑料颗粒的输送、挤出机除气、喷射模塑、注塑件的脱膜及处理、注塑件的干燥、瓶体吹塑、等离子处理，以设置隔离层、瓶体气动输送、充填与灌装 、贴标签、包装和制模、回收。
在木材加工行业中的应用：保持与抓举、木材干燥、木材保存、原木浸渍。
在海运行业中的应用：冷凝器排气、中央真空抽水、船用低压空气压缩机、涡轮机密封管排气。
在设施处理中的应用：烘干地板、水路管防腐保护、中央真空清洁系统。
在冶金行业中的应用：钢铁除气。
在制糖工业中的应用：制备CO2、污物过滤、在蒸发器与真空吸盘中的应用。
水环式真空泵的类型主要由所抽介质、工作所需的气量、真空度或排气压力而定。
水环式真空泵正常工作以后需要注意的有两点：
1、尽可能要求所选真空泵的真空度要求在高效区间内，也就是在临界所需真空度或临界所需排气压力的区域内运行，这样才能保证真空泵能够按照需要的条件和要求正常工作。
应避免在真空泵最大真空度或最大排气压力范围附近运行。在这个区域内运行，不仅效率极低，而且工作很不稳定，容易使真空泵产生振动和噪音。
对于真空度较高的真空泵而言，在此区域之内运行，往往还会发生汽蚀现象，产生这种现象的明显现象是真空泵内有噪音和振动。
过大的汽蚀会导致泵体、叶轮等零部件的损坏，以致于真空泵无法正常工作。
由此可以看出，当真空泵所需的真空度或气体压力不高时，可以优先在单级泵中选取。
如果对真空度或排气压力要求较高，单级泵往往不能满足，或者，要求泵在较高真空度情况下仍有较大气量，即要求性能曲线在较高真空度时较平坦，可选用两级泵。
如果真空度要求在－710mmHg以上，可选用罗茨水环真空机组作为抽真空装置。
2、根据系统所需要的抽气量正确选择真空泵
如果选定了真空泵或者真空机组的类型之后，还需要要根据系统所需的抽气量来选用正确的型号。
各种型式的水环式真空泵，其特点如下：
1.进出气管道积水
在运行过程当中，水环真空泵和蒸汽凝气器是连通的，管道可能会由于水汽分离设备的工作漏洞，产生水汽积流。
水环真空泵停止运行后，水汽就会逐渐的凝结，最终成为积水，一次所产生的积水可能较少，但是多次之后，积水就会增多，最终可能倒流回到真空泵，导致瞬间电压过大，烧毁电机。
进出气管道积水的维修处理：首先，在日常的工作当中，要定时对水环真空泵进行检查，重点注意进出气管道有无积水的情况，及时将不多的积水清理。
为了防止这样的故障再次发生，还要对水环真空泵的水气分离器进行改造和完善，如使用具有更高耐磨性和耐腐蚀性的优质钢材，或将水气分离器管筒直径加粗，为水气分离提供更大的空间等，从而减少水蒸汽积流，预防或消除积水故障。
2.电动机启动异常或过热
首先电动机启动异常。“异常”指噪声过大或无法启动，原因可能是泵内（叶轮拖分配板内）存在异物、电动机供电压偏低、电动机缺相等问题。
基于此，检查电动机的接线，避免存在缺相故障或供电故障等问题；如果真空泵长时间未运行，除了开端盖除锈外，还应当在内部增添除锈剂；必要时还应当将端盖打开，检查其内部是否存在杂物，调整好分配板和叶轮间的距离。
其次电机过热。原因有三点，一为真空泵的供水量偏大，进而产生较大电机负荷；二为电动机存在缺相；三为排气孔被堵塞。
针对此，仔细检查真空泵排气量的大小，如果涉及水量较大，则应适度调节供水阀门（调小）；电气工作者应全面检查电动机，避免存在缺相问题；仔细检查排气孔，如果存在不通畅一类问题，需实施疏通处理。
3.真空度不足
导致水环真空泵系统真空度不足主要有以下几点原因：
1）水环工作不稳定。如果进水管发生了结垢以及进口电磁阀出现了堵塞情况的时候，泵工作水供应就会因此而出现不足，从而使得水环工作不稳定，此时泵由于偏离设计工况而运行，必然会存在出力下降的情况，进而导致系统真空度下降。
应对方法：清除进水管结垢，并使进口电磁阀保持通畅。
2）进口单向阀失效。当阀片由于结垢、存在锈蚀后或发生卡涩吸不上去的时候，就会导致串气现象发生，即空气会从备用泵入口被吸入工作泵，从而使得泵功耗增加以及系统真空度发生下降。
应对方法：清除阀片结垢或更换新的阀片。
3）密封不良。在轴端密封不良或密封失效的情况下，如果有外部空气被吸入了水环真空泵内，就会导致系统真空度发生下降情况，并伴随泵的两个进气管出现温度不相同等现象。
应对方法：检查轴端，确保密封严实。有时密封水泄漏量会发生偏大的现象，如果误判是盘根压紧力不足所导致，进一步压紧盘根后，会导致摩擦力因此而增大，进而使得轴功率升高。此时真实原因可能是工作水量过大，所以压紧盘根不能盲目。
4.阀片断裂
水环真空泵两个排气口分配器旁各装有一个阀片，作用是消除真空泵工作中可能发生的过压缩或压缩不足，避免泵的功耗增加和效率下降。
阀片能在分配器和挡板之间沿轴向小距离移动。当泵内被压缩气体的压力小于泵出口的压力时，阀片向叶轮方向移动而紧贴在分配器上，阻止泵出口的空气进入小空腔，保证气体继续被压缩。
当被压缩气体的压力大于泵出口压力时，气体通过排气口冲开阀片，使阀片上部摆开一个角度，以便于气体顺利排放出去。
这样，阀片经常是下部紧贴在分配器上，上部摆开一个角度，被扭曲成“S”型，长时间扭曲导致阀片中间应力集中，产生疲劳破坏从中间断裂。
阀片断裂后，会产生以下影响：
1）轴承发热，当一个阀片断裂时，叶轮两侧的压力将不平衡，转子产生轴向力，使球轴承负载加重，长时间运行会引起轴承温度升高。
当两个阀片都断裂时，断裂的位置不完全一样，叶轮两侧的压力也有少量的不平衡，軸向力较一个阀片断裂时会有所减小，轴承温度有所下降，但仍较高。
2）轴功率上升，阀片不能按正确状态实现对分配器的合适覆盖度，将会有部分已排出的气体回流重新流入工作小腔，反复压缩、排放，引起能量损失，电机负荷升高。
3）真空度下降，当两侧阀片都断裂时，系统真空将急剧下降。阀片断裂后，必须及时更换，若一片阀片断裂后未及时更换，另一片阀片的使用寿命会大大缩短，短时期内也会发生断裂。
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