液环式真空泵技术研究

较为详细地介绍了液环式真空泵技术的发展演变。将液环泵分为单级单作用、单级双作用、双级以及大气液环泵四种类型， 介绍了各自的特点，并分析了液环泵的发展趋势。液环泵是一种粗真空泵，既可作为真空泵使用，又可作为压缩机使用，通过简单介 绍液环泵的两种使用方式的工作原理，阐述了液环泵的优点。针对液环泵的几个关键技术，对比了液环泵技术的国内外研究现状。 最后指出国内需要在多个方向努力，来提高国产液环泵技术的产品价值。

真空泵是一种运用机械、物理、化学或者物理化学 相结合的方法，对被抽容器进行抽气进而获得真空条 件的设备。其广泛应用于冶金、化工、石油、煤矿、医 药、食品及电子镀膜等行业。真空泵按其工作方式可 分为气体输送泵和气体捕集泵。气体输送泵又可分为 变容真空泵和动量传输泵，而液环式真空泵是将带有 多叶片的转子偏心安装于泵壳中，转子旋转时将工作 液( 水或油) 抛向泵壳并形成与泵壳同心的液环，这样 液环和转子、叶片形成了多个具有周期性变化的小容 腔，液环泵又称为旋转变容真空泵。

虽然液环泵属于粗真空泵，但仍在真空泵适用的 各个领域内占有很大的市场，在国外，其销售份额占整 个真空泵市场的 14% ，仅次于干泵。 而且液环泵既可作为真空泵使用，又可以作压缩 机使用。因此深入了解国内外液环泵的研究及其发展 现状，对于加快我国液环泵技术的发展具有重要的指 导和现实意义。

液环泵的雏形可以追溯到 19 世纪 90 年代，德国 人 Herrn Bernhard Lang 发明了一项专利，即一种可以 利用液环来限制活塞工作范围的力机械，这便是液环 泵的原始模型。进入 20 世纪以后，液环式真空泵技术 迎来了新的发展，1903 年，美国人 Houis Nash 发明了一 种双作用式的液环真空泵( 叶轮每转一周吸排气各两 次) ，后人亦称其为纳氏泵，后来广泛应用于造纸等工 业领域。 到了 1906 年，德国 Siemens 公司的 Schnckert 电动 机工厂设计生产出了一种单作用的液环真空泵，该泵 亦称为埃尔莫泵，后来被应用于大型电站除尘以及化 工、制糖工业。Siemens 公司在1914 ～ 1935 年间对该泵 进行长期的研发调试，期间在排气孔下面设置了调压孔，显著地提高了泵的工作效率，大大扩展了其工作范 围。1961 ～ 1965 年间，Siemens 工程师 Mugel 指导了西 德的 Bedwann 先生研究吸入湿气对液环泵性能的影 响，结果表明吸入比液环温度高的湿气能够增加泵的 气量，这一结论对液环泵技术的应用具有很重要的意 义。20 世纪 70 年代，Siemens 公司设计了一种泵体为 非圆柱形的 2BE1 系列液环真空泵，当吸入干空气时， 泵的气量提高约 10% ; 当吸入湿空气时，泵的气量提高 约 20% ，该泵在 20 世纪 80 年代开始工业化生产，广泛 应用于冷凝器抽真空、飞灰处理中的脱硫装置、乙炔等 易燃易爆的特殊气体压缩、造纸、消毒等诸多工业领 域，其多项性能有显著的提升。 纳氏泵在 20 世纪 30 年代末由 Nash 公司的工程师 Jennings 改进设计了一种锥形分配器，实验表明新设计 的液环泵更节能、抽气量更大、使用寿命更长、安全可 靠性更高等优点。1962 年，Nash 公司研制出了 CL 型 单作用液环泵和 AT 型两级液环泵，CL 型液环泵具有 较高的效率和气量，而 AT 型液环泵在压强较低的状况 下其气量曲线平缓下降，但其缺点是功耗较大。1998 年，Nash 公司又宣布设计出当时容量最大的液环泵。 在 2010 年提升了 NASH Vectra XL750． 系列液环泵的 容量。2013 年，Tomlinson Hall 公司自主设计生产的液 环真空泵具有更高的成本优势。 液环真空泵技术距今已有 130 年的发展历史，目 前国外的液环真空泵主要生产公司有德国 Siemens 公 司、美国 Nash 公司、德国 SIHI 公司等，而国内的生产厂 家如淄博真空设备厂、淄博水环真空泵厂以及佛山水 泵厂等在设计生产技术上同国外有着较大的差距，因 此液环真空泵技术在国内有着很大的发展空间。