水环式真空泵是一种容积式真空泵，其工作原理基于 “液体环” 与叶轮的相互作用形成可变容积空间，从而实现抽气。它结构简单、操作可靠，广泛应用于需要抽除潮湿气体或含少量液体的场景。

一、水环式真空泵的工作原理：“液体环” 如何实现抽气？

 核心结构：由泵体、叶轮（偏心安装在泵体内）、吸排气口、水（或其他液体）组成。叶轮上有多个径向叶片，泵体内注入一定量的工作液体（通常是水，故称 “水环”）。

 工作过程：

 液体环形成：当叶轮由电机驱动旋转时，泵体内的工作液体在离心力作用下被甩向泵壳内壁，形成一个与泵体同心的 “水环”（液体环），水环的内表面与叶轮轮毂之间形成一个月牙形空间。

 吸气阶段：叶轮旋转时，叶片之间的空间在吸气口一侧逐渐扩大，压力降低，气体从吸气口被吸入到叶片间的空间内。

 压缩与排气阶段：随着叶轮继续旋转，叶片间的空间逐渐缩小（因水环内表面与叶轮的距离变化），吸入的气体被压缩；当该空间与排气口连通时，压缩后的气体在液体环的挤压下从排气口排出。

 关键：工作液体（水）既是 “密封介质”（防止气体泄漏），又是 “能量传递介质”（通过离心力形成可变容积）。

二、水环式真空泵的基本类型

 根据结构形式和用途，水环式真空泵主要分为以下两类：

 1. 单级水环式真空泵

 结构特点：只有一组叶轮和一个泵体，叶轮直接与电机连接，结构紧凑。

 性能范围：极限真空度通常为 3300Pa~1330Pa（绝对压力），抽气速率相对适中，适合中小流量抽气场景。

 典型应用：工业排水、小型真空过滤、实验室简易真空系统等。

 2. 双级水环式真空泵

 结构特点：由两个串联的叶轮和泵体组成，前级叶轮的排气口与后级叶轮的吸气口相连，形成两级压缩。

 性能优势：极限真空度更高（可达 100Pa~67Pa），抽气效率优于单级泵，能应对更低压力的抽气需求。

 典型应用：真空蒸馏、大型设备真空引水、食品真空包装（需较高真空度场景）等。

三、水环式真空泵的核心特点

 1. 结构与操作优势

 结构简单：主要部件为叶轮、泵体和轴，无复杂啮合件，制造和维护成本低，故障率少。

介质适应性强：可抽除潮湿气体、含少量粉尘或液体的气体（如烟气、水蒸气、腐蚀性轻微的气体），因水环的存在能起到冷却和密封作用，避免杂质磨损部件。

运行平稳：叶轮旋转时受力均衡，振动小、噪音低，可在恶劣环境（如高温、多尘）下长期运行。

无需润滑：叶轮与泵体、叶轮之间无接触（靠水环密封），无需润滑油，因此抽气过程中气体不会被油污染，适合对气体洁净度有要求的场景（如食品、医药）。

2. 性能局限性

极限真空度较低：单级泵极限真空度通常在 1330Pa 左右，双级泵可达 100Pa，远低于罗茨泵、分子泵等，仅适用于粗真空场景。

抽气效率受工作液体影响大：水温升高会导致水环饱和蒸汽压上升，抽气能力下降，因此需要持续补充冷却水（或其他工作液体）以维持效率。

耗水量较大：工作过程中需不断补充水以维持水环形成，对于缺水地区或环保要求高的场景，需配套水循环系统（如水箱、冷却塔）。

不适合抽除干燥气体：若抽气中不含可凝性气体，水环易因摩擦发热而蒸发，需频繁补水，否则会影响密封效果。