水蒸汽噴射真空泵

多級(jí)泵 單級(jí)噴射泵的壓縮比(即排氣壓力與進(jìn)氣壓力之比)一般不超過(guò)10,為了獲得更低的極限壓力,就要采用多級(jí)泵。表為不同級(jí)數(shù)噴射泵的性能。

多級(jí)泵的每級(jí)噴射器所噴射出的混合氣體為被抽氣體與工作蒸汽的混合物，除末級(jí)排入大氣外，都被后一級(jí)抽除，這就會(huì)增加后一級(jí)的負(fù)載或使泵的工作性能變壞。因此,多級(jí)泵常在兩級(jí)噴射器間安裝中間凝汽器,使混合氣體中大部分可凝氣體冷凝。若被抽氣體中含有大量可凝性氣體，而其分壓又遠(yuǎn)高于凝汽器進(jìn)水溫度下的飽和蒸汽壓，則在第一級(jí)入口處安裝一級(jí)凝汽器。為回收末級(jí)混合氣體的余熱和消除氣流噪聲，可安裝末級(jí)凝汽器。凝汽器的結(jié)構(gòu)有混合式、表面式和噴射式等，設(shè)計(jì)時(shí)可按不同情況和要求選用。

對(duì)于工作壓力低于 700帕的噴射器，因蒸汽膨脹比大(噴嘴入口處與出口處的蒸汽壓力比)，出口處溫度低于0℃,為了防止結(jié)霜，必須在擴(kuò)散器收縮段上設(shè)置加熱套。

帶有混合式凝汽器的噴射泵安裝高度在11米以上，目的是使凝汽器的回水能夠靠自重排出泵外并保持泵的密封。這種泵稱為高架式真空泵。為了降低土建投資，用水泵抽出回水可以降低安裝高度，這種泵稱為低架式真空泵。低架式泵的可靠性受水泵影響，而且，維修費(fèi)用增加，故一般不采用。

使用壓力高的水蒸汽可獲得大的膨脹比，噴射器有較高的引射系數(shù)(被抽氣體與工作蒸汽的重量比)，可減少泵的蒸汽耗量和冷卻水。但壓力高于1.2兆帕?xí)r效果即不明顯,而且還會(huì)增加生產(chǎn)蒸汽的費(fèi)用。通常選用0.4~1兆帕的蒸汽，低到0.25兆帕的蒸汽也可使用。 在高真空工作的噴射器工作壓力低于100帕?xí)r，若用這么高壓力的蒸汽，要實(shí)現(xiàn)排氣作用，蒸汽膨脹比就要很大，而且難以實(shí)現(xiàn)，為此往往要選擇壓力較低(0.05~0.1兆帕)的蒸汽。 使用濕蒸汽泵的性能不穩(wěn)定，一般選用干飽和蒸汽或過(guò)熱蒸汽。

利用水蒸汽射流抽氣的真空泵，簡(jiǎn)稱噴射泵。噴射泵的特點(diǎn)是:啟動(dòng)快，工作壓力范圍寬，抽氣量大,能直接排入大氣，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因無(wú)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件而運(yùn)行可靠，使用期長(zhǎng)。這種泵很適于抽除含塵、可凝性、腐蝕性和易燃易爆氣體。但這種泵的蒸汽和水耗量較大，利用率較低，因而適用于有廉價(jià)的副產(chǎn)蒸汽或可利用的余汽、廢汽的場(chǎng)合。噴射泵已廣泛用于真空冶煉、真空脫氣、真空濃縮、真空干燥、真空蒸餾、真空制冷和真空運(yùn)輸?shù)确矫妗Ｋ羝麌娚湔婵毡没旧鲜怯蓢娚淦骱屠淠鹘M合而成的。有一個(gè)噴射器的噴射泵稱為單級(jí)泵，由兩個(gè)或兩個(gè)以上噴射器串聯(lián)組成的噴射泵分別稱為2級(jí)泵、3級(jí)泵等(見(jiàn)表)。圖1為4級(jí)噴射泵的外觀圖。 噴射器 圖2為噴射器的結(jié)構(gòu)示意和工作原理。壓力為p0、速度為ω0的工作蒸汽流經(jīng)拉瓦爾噴嘴(見(jiàn)拉瓦爾噴管)，在噴嘴出口處射流的速度上升到超音速ω1，而壓力下降為p1，因而將被抽氣體吸入，與高速蒸汽流碰撞、混合和交換能量、并流向擴(kuò)散器。在擴(kuò)散器收縮段蒸汽和被抽氣體進(jìn)一步混合，成為均勻混合氣體。在這一過(guò)程中混合氣體的速度開(kāi)始連續(xù)下降，而壓力連續(xù)上升，在擴(kuò)散器喉段附近產(chǎn)生正激波?；旌蠚怏w速度由超音速急劇降為亞音速，而壓力則隨之急劇升高。在擴(kuò)散器出口處，壓力上升到大氣壓力或后一級(jí)噴射器的進(jìn)口壓力時(shí)，混合氣體即排出。