Nguyên lý làm việc và đặc điểm của bơm chân không vòng nước/vòng lỏng

Bơm chân không vòng nước (gọi tắt là bơm vòng nước) là máy bơm chân không thô, có thể đạt được chân không giới hạn 2000 ~ 4000Pa, và bộ phun khí quyển nối tiếp có thể đạt tới 270 ~ 670Pa. Bơm vòng nước cũng có thể được sử dụng làm máy nén, gọi là máy nén vòng nước, là máy nén áp suất thấp, dải áp suất của nó là áp suất bàn 1 ~ 2 × 105Pa.

Máy bơm vòng nước ban đầu được sử dụng làm máy bơm tự mồi, sau đó dần dần được sử dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp như dầu khí, hóa chất, máy móc, khai thác mỏ, công nghiệp nhẹ, y học và thực phẩm. Trong nhiều quy trình sản xuất công nghiệp, như lọc chân không, chuyển nước chân không, cấp chân không, bay hơi chân không, cô đặc chân không, hồi phục độ ẩm chân không và khử khí chân không, bơm vòng nước đã được sử dụng rộng rãi. Do sự phát triển nhanh chóng của công nghệ ứng dụng chân không, bơm vòng nước đã được chú ý trong lĩnh vực thu thập chân không thô. Do quá trình nén khí trong bơm vòng nước là đẳng nhiệt nên có thể bơm ra các khí dễ cháy, nổ và cũng có thể bơm ra các khí chứa bụi và nước nên ứng dụng của bơm vòng nước ngày càng tăng.

Hình: Thân máy bơm được đổ đầy lượng nước thích hợp làm chất lỏng hoạt động. Khi cánh quạt quay theo chiều kim đồng hồ theo hình vẽ, nước sẽ bị bánh cánh đẩy đẩy ra xung quanh. Do tác dụng của lực ly tâm, nước tạo thành một vòng khép kín có độ dày xấp xỉ bằng nhau tùy theo hình dạng của buồng bơm. Bề mặt bên trong của phần dưới của vòng nước vừa tiếp xúc với trục bánh công tác, và bề mặt bên trong của phần trên của vòng nước vừa tiếp xúc với đầu lưỡi dao (trên thực tế, lưỡi dao có một số độ sâu chèn vào vòng nước). Lúc này, một không gian hình lưỡi liềm được hình thành giữa trục bánh công tác và vòng nước, không gian này được bánh công tác chia thành một số khoang nhỏ bằng số lượng cánh quạt. Nếu phần dưới của bánh công tác là 0° là điểm bắt đầu, thì thể tích của khoang nhỏ của bánh công tác tăng từ nhỏ đến lớn khi bánh công tác quay 180° trước khi quay và nó được giao tiếp với cổng hút ở cuối khuôn mặt. Lúc này, khí được hít vào và khoang nhỏ được cách ly với cổng hút khi quá trình hút kết thúc. Khi bánh công tác tiếp tục quay, khoang nhỏ giảm từ lớn xuống 

nhỏ để khí bị nén; Khi buồng nhỏ giao tiếp với cổng xả, khí sẽ được thải ra khỏi máy bơm.

Tóm lại, bơm vòng nước dựa vào sự thay đổi thể tích của buồng bơm để đạt được lực hút, nén và xả nên thuộc loại bơm chân không có thể tích thay đổi.

So với các loại máy bơm chân không cơ học khác, máy bơm vòng nước có những ưu điểm sau:

1, cấu trúc đơn giản, yêu cầu độ chính xác sản xuất không cao, dễ gia công.

Cấu trúc nhỏ gọn, tốc độ bơm cao, thường có thể kết nối trực tiếp với động cơ, không cần thiết bị giảm tốc. Do đó, với kích thước kết cấu nhỏ, bạn có thể có được chuyển vị lớn và chiếm diện tích nhỏ.

2, khí nén về cơ bản là đẳng nhiệt, nghĩa là nhiệt độ của quá trình khí nén thay đổi rất ít.

Do không có bề mặt ma sát kim loại trong buồng bơm nên không cần bôi trơn máy bơm và độ mài mòn rất nhỏ. Việc bịt kín giữa bộ phận quay và bộ phận cố định có thể được thực hiện trực tiếp bằng phớt nước.

3, đồng phục hút, công việc ổn định và đáng tin cậy, vận hành đơn giản, bảo trì dễ dàng.

Máy bơm vòng nước cũng có nhược điểm

Hiệu suất thấp, thường khoảng 30%, tốt nhất có thể đạt tới 50%.

Độ chân không thấp không chỉ bị giới hạn bởi cấu trúc mà quan trọng hơn là áp suất hơi bão hòa của chất lỏng làm việc. Với nước làm chất lỏng làm việc, áp suất giới hạn chỉ có thể đạt 2000 ~ 4000Pa. Dầu làm chất lỏng làm việc, lên tới 130Pa.

Nói tóm lại, do quá trình nén khí trong bơm vòng nước là đẳng nhiệt nên các khí dễ cháy, nổ có thể được bơm ra ngoài. Do không có van xả và bề mặt ma sát nên có thể loại bỏ khí bằng bụi, hỗn hợp khí ngưng tụ và nước khí. Với những tính năng vượt trội này, dù hiệu quả mang lại không cao nhưng nó vẫn được sử dụng rộng rãi.