水蒸汽喷射真空泵样式及组成

水蒸汽喷射真空泵样式及组成

一、序言

水蒸汽喷射真空泵有单级泵和多级泵之分,以适应用户的不同需要。一般,真空度(残压)大于100mmHg(Torr)的，使用单级泵就够了，否则就要使用多级泵。

在多级泵中，前一级泵排出的混合气体，将成为下一级的负荷。为了减少这一负荷，可在这两段喷射器之间设置冷凝器，以冷凝可凝性气体，特别是工作蒸汽。

基于冷却机理的不同，冷凝器可分为混合直冷式和列管间冷式。而混合直冷式冷凝器又可分为（强制膜）喷淋式和分水盘（筛板式）等不同形式。

基于冷却水温的限制（一般在25～35℃）。在第三级喷射器之前不宜（或不能）设置冷凝器，除非用低温水（10℃以下）。

二、单级蒸汽喷射泵（恒背压喷射器）

单级蒸汽喷射泵的工作真空度（残压）一般在100mmHg(Torr)至760mmHg(Torr)之间，极限真空度（残压）可达到75 mmHg（Torr），排出压力为760 mmHg(Torr)。

单级喷射泵的结构如下图：

单级泵是排出背压为一个绝对大气压的恒背压喷射器。

三、两级蒸汽喷射泵

顾明思义，两级蒸汽喷射泵是由两个蒸汽喷射器所组成。其中，第一级蒸汽喷射器为恒背压喷射器。

两级蒸汽喷射泵的工作真空度（残压）区间一般为30mmHg(Torr)～100mmHg(Torr),极限真空度可达到5mmHg(Torr)～20mmHg(Torr)。

两级蒸汽喷射泵有以下二种结构：

1.直接串联结构：

这一型式适用于被抽气体和喷射器需保持高温的场合，但能耗较高，喷射泵工作效率太低。

间接串联结构：2.

图一、图二所示的两个喷射器中间分别插入了混合直冷式和列管间冷式冷凝器，其作用为冷却第二级喷射器的工作蒸汽，从而提高第一级喷射器的工作效率，节省工作蒸汽。

四、三级蒸汽喷射泵

三级蒸汽喷射泵由三个蒸汽喷射器组成。其第一级蒸汽喷射器也是恒背压喷射器。

三级蒸汽喷射泵的工作真空度（残压）区间一般为：5mmHg～30mmHg(Torr)，极限真空度可达到2mmHg。

常用三级蒸汽喷射泵有以下二种结构：

1. 第二、第三级直接串联：

这一结构常被用于被抽气体中不凝性气体较大，而可凝性气体较小的场合。图三、图四中采用的中间冷凝器分别为混合直冷式和列管间冷式。

间接串联结构：2.

这一结构是目前的常用结构。其中图五、图六中的中间冷凝器分别为混合直冷式和列管间冷式。

五、四级蒸汽喷射泵

四级蒸汽喷射真空泵由四个蒸汽喷射器组成。其第一级蒸汽喷射器也是恒背压喷射器。

四级蒸汽喷射真空泵的工作真空度（残压）范围一般在1mmHg～5mmHg(Torr)，极限真空度可达到0.4 mmHg。

常用四级蒸汽喷射泵的结构如下：

图七、图八中的中间冷凝器分别为混合直冷式和列管间冷式。

六、五级蒸汽喷射泵

五级蒸汽喷射泵由五个蒸汽喷射器组成，其第一级蒸汽喷射器也是恒背压喷射器。

五级蒸汽喷射器的工作真空度（残压）范围一般在0.1mmHg～1mmHg(Torr)之间，极限真空度可达到5Pa以下。

常用结构如下

图九中所示的中间冷凝器为混合直冷式，也可以是列管间冷式。

七、六级蒸汽喷射泵

六级蒸汽喷射泵由六个蒸汽喷射器（主泵系列）组成，其第一级喷射器也为恒背压喷射器。

六级蒸汽喷射泵（主泵）一般需另加3级辅助泵，常用于炼钢或真空浇铸行业，其工作真空度为0.5mmHg，极限真空度为0.1mmHg，其常用结构及压力分布如图十所示：

八、排气口设置

为降低第一级喷射器（恒背压喷射器）的排出噪音，可以采取以下三种方法:

1.接消音冷凝器

图十一、十二、十三所示为消音冷凝器与第一级喷射器（恒背压喷射器）的联结方法。其中。图十一、图十二中的消音冷凝器为混合直冷式。图十三所示为列管间冷式。a、 b、 c、 d、e 、f分别表示：工作蒸汽入口、抽气口、冷却水入口、排气口、排水口（通入水封池或其它回水沟均可），冷凝液排出口（接液封池（箱）或其它沟管均可）。

直接通入水封池（箱）：2.

图十四中，第一级喷射器（恒背压喷射器）直接插入水封池（箱）中。图十五中，在插入水封池的管道中稍加一些冷却水，使排出气体能快速冷凝。

在这两种方法中，第一级喷射器的排出阻力增大，抽气效率将有所下降。但能避免因工作蒸汽压力不稳定时的倒吸现象。

3.直接插入水封池（箱）与直排相结合：

按图十六所示联结在实际生产中比较适用。在系统需启动时，打开阀门K直排，待系统进入要求真空度后，关闭阀门K，使单级泵（恒背压喷射器）将气体排入水封池（箱）。

九、前冷凝器设置

当被抽气体中有较多可凝性气体时，我们可以在喷射泵前设置前冷凝器。将被抽气体中的可凝性气体成份先进行冷凝，以减少喷射泵的工作负荷，从而降低能耗指标。

这一方法在真空浓缩蒸发、真空蒸馏及真空脱泡上有较多的使用。在这些场合下，决定系统真空度能否达到往往不是真空泵本身，而是前置冷凝器的冷却介质温度及冷凝效果。

结构如图十七示：

在图十七中，前置冷凝器可以是混合式直冷式，也可以是列管间冷式。真空泵可以是5级，也可以是4级、3级、2级，甚至单级。

当真空泵为3级以上时，即使前置冷凝器采用的冷却介质为水，也应与真空泵系统的冷却水分开，因为前置冷凝器的冷却水应为低温水。

十、下面为常用冷凝器的基本结构

其中，A为强制膜喷淋式，B为分水盘式，C为筛板式，D为列管间冷式a.b.c.d.e.分别代表进汽口、进水口、出汽口、出水口、冷凝液排出口。

十一、水封池（箱）

常规水封池（箱）可为溢流式（如图十八）或虹吸式（如图十九）。一般，大气腿只要插入水面200～300mm即可，而水封池有效面积也只要是下水管（大气腿）截面积的30倍即可。