水環(huán)泵的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

水環(huán)泵屬于容積式泵，也具有自吸能力，適用于排送氣體。在船上水環(huán)泵通常用作抽氣的真空泵，也常用作較大型離心泵的真空引水泵而構(gòu)成自吸式離心泵。

水環(huán)泵有單作用和雙作用式兩類。圖2-23（a）示出單作用水環(huán)泵的結(jié)構(gòu)與工作示意圖，主要部件由1、葉輪2、泵體3、側(cè)蓋等組成。具有若干個(gè)前彎葉片或徑向葉片的葉輪偏心地安裝在泵體內(nèi)腔中，緊貼泵體的兩側(cè)蓋與葉輪端面間保持很小的軸向間隙，滿足密封要求。一側(cè)或兩側(cè)的側(cè)蓋上相應(yīng)于葉輪輪轂處開(kāi)設(shè)有較大的吸入口4和較小的排出口5，分別與泵體上吸入管和排出管相通。

水環(huán)泵工作時(shí)泵殼內(nèi)需預(yù)先充入一定量的工作水。當(dāng)原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)葉輪高速回轉(zhuǎn)時(shí)，工作水被帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)并受離心力作用，形成一個(gè)緊貼泵殼內(nèi)壁的封閉的旋轉(zhuǎn)水環(huán)，如圖2-23（b）中虛線所示。由于葉輪與泵殼偏心地安裝，因而水環(huán)也與葉輪存在著偏心，使水環(huán)內(nèi)表面與葉輪輪殺形成一月牙形的工作空間，并被葉輪的葉片分隔成若干個(gè)互相密封的小腔室。各腔室的容積隨葉輪的回轉(zhuǎn)而改變。當(dāng)葉輪從近殼點(diǎn)向遠(yuǎn)殼點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)時(shí)，由于葉片外端與偏心的泵殼間的距離增加，葉間的工作液體被甩出，且動(dòng)能增加，因而葉間小腔室容積逐漸增大，產(chǎn)生吸入作用，從側(cè)蓋上的吸入口吸入空氣；當(dāng)葉輪繼續(xù)回轉(zhuǎn)，由遠(yuǎn)殼點(diǎn)向近殼點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)時(shí)，由于葉片外端與偏心的泵殼間距離減小，高速回轉(zhuǎn)的水環(huán)液體就會(huì)擠壓入葉間，因而葉間小腔室容積減小，其中的氣體受到液體的壓縮并增壓，液體的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為氣體的壓力能，直至轉(zhuǎn)到與側(cè)蓋上的排出口相通時(shí)排出氣體。由上述吸入、壓縮、排出過(guò)程，葉輪每旋轉(zhuǎn)一周，泵作一次吸排，稱為單作用泵，而雙作用泵由于葉輪每轉(zhuǎn)一周發(fā)生兩次吸排，不僅在同轉(zhuǎn)速和尺寸下泵的流量增加一倍，而且能使泵內(nèi)的徑向力自行平衡。