在水循环真空泵中，叶轮的旋转不直接移动气体。相反，它的旋转会产生一系列膨胀和收缩的水密封腔。这些腔室首先膨胀以从入口吸入气体，然后收缩以压缩并排出气体，从而产生连续的真空效应。
核心原理简单而巧妙：叶轮在泵壳内偏心安装。当它旋转时，它迫使水在外壁形成一个环，在叶轮叶片之间形成不断变化的密封腔体积，这就是驱动整个泵送动作的原因。
核心机制：从旋转到真空
要了解泵的工作原理，我们必须想象当叶轮完成一次旋转时，一个气囊的运动轨迹。这个过程依赖于叶轮、泵壳和密封液（通常是水）之间的协同作用。
液环的形成
当泵启动时，叶轮高速旋转。离心力将水向外甩出，迫使它形成一个同心液环，该液环沿着泵壳的圆形内壁形状。这个液环是关键的密封介质。
关键是偏心
叶轮的旋转轴线故意偏离泵壳的几何中心。这种偏心安装是最关键的设计元素。
由于这种偏移，叶轮中心轮毂与液环内表面之间的空间不是恒定的。它在一侧小，在另一侧大。
吸气阶段（膨胀容积）
当一对叶轮叶片旋转通过轮毂远离液环的区域时，它们之间密封的腔室容积会增加。
这种膨胀会产生压力下降，使腔室成为低压区。这就是“吸气”阶段，气体从入口端口被吸入泵中。
压缩和排气阶段（收缩容积）
当相同的叶片继续旋转到另一侧时，它们进入叶轮轮毂朝向液环的区域。
在这里，腔室的容积减小，压缩了刚刚吸入的气体。这种压力会一直升高，直到超过排气端口的压力，迫使压缩气体和少量水排出泵。这个循环在每次旋转中对每个腔室重复，从而产生平稳连续的真空。
了解权衡
液环真空泵因其坚固性而受到重视，但其设计具有固有的优点和局限性，这一点很重要。
湿式设计的优点
水环的存在提供了几个独特的优势。它持续冷却泵，使其能够处理可冷凝蒸汽（如水蒸气），甚至可以吞噬少量液体或软固体而不会损坏，这与许多其他真空泵设计不同。
主要限制：蒸汽压
水环泵能达到的极限真空度受密封液蒸汽压的限制。
水在低压下会开始沸腾并变成蒸汽。对于20°C（68°F）的水，这发生在约25毫巴（18.75托）左右。泵无法产生比其自身密封液开始沸腾时更深的真空，因为这只会使泵充满更多蒸汽。水温越高，蒸汽压越高，导致极限真空度越弱。
为您的目标做出正确选择
了解这一操作原理有助于您有效地使用泵并为工作选择合适的工具。
- 如果您的主要关注点是用于一般应用的坚固、低维护真空：这种泵是旋转蒸发、脱气或真空过滤等任务的绝佳选择，这些任务不需要极高的真空度。
- 如果您的主要关注点是实现深真空或高真空：液环泵本身不适用。它最好用作“粗抽”泵，在高真空泵（如涡轮分子泵或扩散泵）接管之前，将系统抽到初始低压。
掌握旋转、偏心和液环如何协同工作，使您能够自信地操作和排除真空系统的故障。
总结表：
| 叶轮旋转阶段 | 对腔室容积的影响 | 对气体的作用 |
|---|---|---|
| 吸气阶段 | 膨胀 | 从入口吸入气体 |
| 压缩/排气阶段 | 收缩 | 压缩并排出气体 |
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