项目二　气体输送设备的操作与养护

在制药生产设备中，有许多原料和中间体是气体，如氢气、氮气、氧气、乙炔气、煤气、蒸汽等，当它们在管路中从一处送到另一处时，为了克服输送过程的流体阻力，需要提高气体的压力；另外，有些化学反应或单元操作需要在较高的压力下进行。这使得气体压缩和输送设备在制药生产中应用十分广泛。

气体输送机械主要用于克服气体在管路中的流动阻力和管路两端的压强差，以输送气体、产生一定的高压或真空来满足各种工艺过程的需要，因此，气体输送机械应用广泛，类型也较多。就工作原理而言，它与液体输送机械大体相同，都是通过类似的方式向流体做功，使流体获得机械能量。但气体与液体的物性有很大的不同，因而气体输送设备有其自己的特点。

气体输送机械一般按出口气体的压力或压缩比来分类（表1-2）。气体输送机械出口气体的压力也称为终压。压缩比是指气体输送机械出口与进口气体的绝对压强之比。

气体输送设备在化工生产中应用十分广泛，主要用于以下三个方面。

（1）输送气体　为了克服输送过程中的流动阻力，需提高气体的压强。

（2）产生高压气体　有些单元操作或化学反应需要在高压下进行，如用水吸收二氧化碳、冷冻、氨的合成等。

（3）产生真空　有些化工单元操作，如过滤、蒸发、蒸馏等，往往要在低于大气压下进行，这就需要从设备中抽出气体，以产生真空。

由于气体输送机械的构造和操作原理与液体的输送机械类似，故气体输送机械亦可分为离心式、往复式、旋转式和流体作用式。下面着重讨论各类气体输送机械的操作原理和应用。

一、通风机

通风机是一种在低压下沿着导管输送气体的机械。在制药生产中，通风机的使用非常普遍，尤其是在高温和毒气浓度较大的车间，常用它来输送新鲜空气、排除毒气和降低气温等，这对保证操作人员的健康具有很重要的意义。

通风机可分为轴流式、离心式、斜流式和惯流式等多种形式，生产中应用得较多的是轴流式通风机和离心式通风机。

（一）轴流式通风机

轴流式通风机的结构如图1-11所示，在机壳内装有一个迅速转动的螺旋形叶轮，叶轮上固定着叶片。当叶轮旋转时，叶片推击空气，使之沿轴向流动，叶片将能量传递给空气，使空气的排出压力略有增加。也即送风方向与轴向相同，靠叶片的轴向倾斜，将轴向空气向前推进。

轴流式通风机的排气量大，但风压很小。输送腐蚀气体时，叶片应采用不锈钢或在普通钢材上喷涂树脂；输送含尘较多的气体时，则应在叶片较易磨损的部分堆焊碳化钨或其他耐磨材料。

轴流式通风机通常装在需要送风的墙壁孔或天花板上，也可以临时放置在一些需要送风的场合。主要用作车间通风。

（二）离心式通风机

1.结构和工作原理

离心式通风机按其出口气体压力（风压）不同，可分为以下三类。

（1）低压离心通风机　出口风压低于0.9807×103Pa（表压）。

（2）中压离心通风机　出口风压为0.9807×103～2.942×103Pa（表压）。

（3）高压离心通风机　出口风压为2.942×103～14.7×103Pa（表压）。

离心式通风机的基本结构和工作原理与单级离心泵相似。机壳是蜗牛壳形，但机壳断面有方形和圆形两种，一般低、中压通风机多为方形，如图1-12所示，高压的多为圆形。叶轮与离心泵的叶轮相比较，直径较大，叶片数目也比较多。中、高压通风机的叶片则是后弯的。

离心通风机的进风口与外壳制成整体，装于风机蜗壳的侧面。进风口轴向截面为流线型，能使气流均匀地进入叶轮，以降低流动损失和提高叶轮的效率。

叶轮是离心通风机最重要的部件，其功能是将机械能转化为气体的静压能和动能。叶轮通常由前盘、叶片、后盘和轴盘（轮毂）组成，经过静、动平衡校正，运转平稳，工作性能良好。

叶轮上叶片的数目较离心泵的稍多，叶片比较短。中低压通风机的叶片常向前弯，高压通风机的叶片则为后弯叶片。所以高压通风机的外形与结构与单级离心泵更为相似。

离心通风机动力传输由主轴、轴承箱、滚动轴承、皮带轮或联轴器组成。主轴一端连接叶轮，另一端连接皮带轮或联轴器。

离心通风机的工作原理和离心泵的相似，即依靠叶轮的旋转运动，形成真空区域，被大气压力压入的气体在叶轮上获得能量，从而提高了压强而被排出。

2.离心通风机的性能参数与特性曲线

离心通风机的主要性能参数有风量、风压、轴功率和效率。由于气体通过风机时压强变化较小，在风机内运动的气体可视为不可压缩流体，所以前述的离心泵基本方程式亦可用来分析离心通风机的性能。

（1）风量　风量是单位时间内从风机出口排出的气体体积，但以风机进口处的气体状态计，又称送风量或流量，以Q表示，单位为m3/s或m3/h。

（2）风压　风压是单位体积的气体流过风机时所获得的能量，以HT表示，单位为J/m3（即Pa）。由于HT的单位与压强的单位相同，故称为风压。风压的单位习惯上用mmH2O来表示。

离心通风机的风压取决于风机的结构、叶轮尺寸、转速和进入风机的气体的密度。

离心通风机的风压目前还不能用理论方法进行计算，而是由实验测定。一般通过测量风机进、出口处气体的流速与压强的数值，按伯努利方程式来计算风压。

（3）轴功率与效率　离心通风机轴功率为：

N=

式中　Q——风量，m3/s；

　　 HT——风压，J/m3或Pa；

　 　　η——效率，因按全风压定出，故又称为全压效率。

上述性能参数也可通过绘制特性曲线表示。

3.离心式通风机的选用

首先根据被输送气体的性质，如清洁空气、易燃易爆气体、具有腐蚀性的气体及含尘空气等选取不同性能的风机。

根据所需的风量、风压及已确定风机的类型，由通风机产品样本的性能表或性能曲线中选取所需要的风机。选择时应考虑可能由于管道系统连接不够严密造成的漏气现象，因此对系统的计算风量和风压可适当增加10%～20%。

离心式通风机一般用于车间通风换气，要求输送的是自然空气或其他无腐蚀性气体，且气体温度不超过80℃，硬质颗粒物含量不超过150mg/m2。

离心式通风机的叶片直径大、数目多，形状可分平直型、前弯型和后弯型。若要求风量大、效率低则选用前弯型叶片的通风机，如要求输送效率高则应选用后弯型叶片的通风机。

在满足所需风量、风压的前提下，应尽量采用效率高、价廉的风机。如对噪声有一定要求，则在选择时也应加以注意。

二、鼓风机

（一）离心式鼓风机

离心式鼓风机又称蜗轮鼓风机或透平鼓风机，其结构类似于多级离心泵。离心式鼓风机一般由3～5个叶轮串联而成，图1-13所示为一台三级离心鼓风机的示意图。气体由吸入口吸入后，经过第一级叶轮和第一级扩压器，从蜗壳形流道中进入第二级的叶轮然后入口，再依次通过以后的所有叶轮和扩压器，最后经过蜗形机壳由排气口排出。气体经过的叶轮级数越多，接受的能量也越多，静压强越大。离心鼓风机的送气量大，但所产生的风压仍不太高，出口表压一般不超过294×103Pa。

离心式鼓风机特点：压缩比不高，各级叶轮尺寸基本相等，工作过程产热不多，不需冷却装置；连续送风无震动和气体脉动，无需空气储槽；风量大且易调节，易自动运转，可处理含尘的空气，机内无需润滑剂，故空气中不含油；效率比其他气体输送设备高。

由于离心式鼓风机的性能特点适合于远距离输送气体，故在制药生产中，常用于空调系统的送风设备。

（二）罗茨鼓风机

1.罗茨鼓风机的工作原理

在制药生产中应用最广的是罗茨鼓风机。其工作原理与齿轮泵相似，如图1-14所示。它主要由一个跑道形机壳和两个转向相反的“8”字形转子组成。转子之间及转子和机壳之间的缝隙都很小。两个转子朝着相反方向转动时，在机壳内形成了一个低压区和一个高压区，气体从低压区吸入，从高压区排出。如果改变转子的旋转方向，则吸入口和压出口互换。形象地讲，也就是下侧两“鞋底尖”分开时，形成低压，将气体吸入；上侧两“鞋底尖”合拢时，形成高压，将气体排出。因此，开车前应仔细检查转子的转向。

2.罗茨鼓风机的特点

罗茨鼓风机结构简单，转子啮合间隙较大（一般为0.2～0.3mm），工作腔无润滑油，强制性输气风量风压比较稳定，对输送带液气体、含尘气体不敏感，转速较低（一般n≤1500r/min），噪声较大，热效率较低。通常罗茨鼓风机用来输送气体，也大量用作真空泵。

罗茨鼓风机的风量和转速呈正比，而且几乎不受出口压强变化的影响。罗茨鼓风机转速一定时，风量可大体保持不变，故称之为定容式鼓风机。这一类型鼓风机的单级压力比通常小于2，两级压力比可达3，输气量范围是2～500m3/min，出口表压强在80×103Pa以内，但在表压强为40×103Pa左右时效率较高。

3.维护与保养

气体在进入罗茨鼓风机前，应除去尘屑和油污。罗茨鼓风机的出口应安装气体稳压罐，并配置安全阀。出口阀门不能完全关闭，一般采用回流支路调节流量（旁路调节）。此外操作温度要低于85℃，否则会引起转子受热膨胀而卡住，发生碰撞。

三、压缩机

空气压缩机按工作原理可分为容积式和速度式两大类。①容积式：是通过直接压缩气体、使气体容积缩小而达到提高气体压力的目的，压缩机根据气缸侧活塞的特点又分为回转式和往复式两类。回转式压缩机又有转子式、螺杆式、滑片式三类，往复式压缩机有活塞式和膜式两种。②速度式压缩机：是靠气体在高速旋转叶轮的作用得到较大的动能，随后在扩压装置中急剧降速，使气体的动能转变成静压能，从而提高气体压力。速度式压缩机主要有离心式和轴流式两种基本形式。

（一）往复式压缩机

1.往复式压缩机的主要构造

往复式压缩机主要由三大部分组成：运动机构（包括曲轴、轴承、连杆、十字头、皮带轮或联轴器等），工作机构（包括气缸、活塞、气阀等），机体。此外，压缩机还配有三个辅助系统：润滑系统、冷却系统以及调节系统。图1-15为单级往复式压缩机的工作原理示意图。但由于压缩机的工作流体为气体，其密度和比热容比液体小得多，因此在结构上要求吸气和排气阀门更轻便而易于开启。通过活塞的往复运动，使气缸的工作容积发生变化而吸气、压缩或排出气体。

（1）机体　机体是往复式压缩机定位的基础构件，一般由机身、中体和曲轴箱（机座）三部分组成。机体内部安装各运动部件，并为传动部件定位和导向。曲轴箱内存装润滑油，外部连接气缸、电动机和其他装置。运转时，机体要承受活塞与气体的作用力和运动部件的惯性力，并将本身重量和压缩机全部或部分的重量传到基础上。机体的结构形式随压缩机形式的不同分为立式、卧式、角度式和对置式等多种形式。

（2）气缸　气缸是压缩机产生压缩气体的工作空间，由于承受气体压力大、热交换方向多变、结构较复杂，故对其技术要求也较高。

（3）活塞组件　活塞组件由活塞、活塞环、活塞杆等部件组成。活塞与气缸内壁缝隙小，形成密封的运动空间。活塞组件的往复运动完成气体在气缸中的压缩循环。

（4）填料密封环　填料密封环是阻止气缸内的压缩气体沿活塞杆泄漏和防止润滑油随活塞杆进入气缸内的密封部件。

（5）气阀　气阀是往复式压缩机最重要的部件之一，有吸气阀和排气阀两种。吸气阀安装在进气口，排气阀安装在排气口。当吸气阀打开时排气阀则关闭，当排气阀打开时则吸气阀关闭。吸气阀和排气阀的协同作用完成进气和排气。

2.往复式压缩机的工作原理

现以单级往复压缩机为例说明压缩机的工作过程。如图1-15所示，吸气阀和排出阀都装在活塞的一侧，设压缩机入口处气体的压力为p1、出口处为p2。气缸与活塞端面之间所组成的封闭容积是压缩机的工作容积。曲柄连杆机构推动活塞不断在气缸中做往复运动，使气缸通过吸气阀和排气阀的控制，循环地进行膨胀-吸气-压缩-排气过程，以达到提高气体压强的目的。

为了防止活塞撞到气缸底部，当活塞运动到最左端时，即排气终了时，活塞与气缸盖之间必须留出一定的空隙，称为余隙，即通常在往复压缩机气缸底部特别设计了活塞运行的死点。如图1-16（a）所示，因有余隙存在，排气过程终了时，活塞与气缸端盖之间仍残存有压力为p2的高压气体。当活塞从最左端向右移动时，气缸内体积逐渐扩大，残留的高压气体不断膨胀，直至压强降至与吸入压力p1相等为止，此过程为余隙气体的膨胀过程。如图1-16（b）所示，活塞继续向右移动，吸气阀被打开，在恒定压强p1下进行吸气，直至活塞回复到气缸的最右端截面为止，此过程为吸气过程。

如图1-16（c）所示，当活塞从最右端向左移动时，吸气阀关闭，气缸内气体受压缩，体积缩小，压力从p1逐渐升高到p2，此过程为压缩过程。如图1-16（d）所示，活塞继续向左移动，气缸内的压力增大到稍大于p2时，排气阀开启，气体在压力p2下自气缸排出，直到活塞移动到最左端，此过程为排气过程。

综上所述，往复压缩机的工作循环分为四个过程：余隙膨胀、吸气、压缩和排气。图1-16（e）所示的p-V图表示在各过程中，气缸内气体压力和体积的变化情况，四边形ABCD所包围的面积为活塞在一个工作循环中对气体所做的功。曲线AB对应膨胀过程，水平线BC对应吸气过程，曲线CD对应压缩过程，水平线DA对应排气过程。

往复式压缩机的结构和装置与往复泵相比有显著不同。由于气体具有可压缩性，气体受压缩后接受机械功所转变的热能而使温度升高。为避免气体的温度过高，同时为了提高压缩机的效率。首先，往复式压缩机必须有除热装置，以降低气体的终温，因此在气缸壁上设计有散热翅片以冷却缸内气体；其次，必须控制活塞与气缸端盖之间的间隙即余隙容积。往复泵的余隙容积对操作无影响，而往复式压缩机的余隙容积必须严格控制，不能太大，否则吸气量减少，甚至不能吸气。因此，往复式压缩机的余隙容积要尽可能地减小。

由于有余隙的存在，往复式压缩机不能全部利用气缸空间，因而在吸气之前有气体的膨胀过程。当要求压力较高时，需采用多级压缩，每级压缩比不大于8，且因压缩过程伴有温度升高，气缸应设法冷却，级间也应有中间冷却器。多级压缩的过程较为复杂。往复压缩机的排气量、排气温度和轴功率等参数应运用热力学基础知识去解决。

由于往复式压缩机的气缸壁与活塞是用油润滑密封，送出的气体中含有润滑油成分，同时，往复式压缩机的噪声大，所以一般不能用作洁净车间空调系统的送风设备。

3.往复式压缩机操作、运转的注意事项

（1）往复式压缩机和往复泵一样，吸气与排气是间歇的，流量不均匀。但压缩机很少采用多动形式，而通常是在出口处连接一个储气罐（又称缓冲罐），这样不仅可以使排气管中气体的流速稳定，也能使气体中夹带的水沫和油沫得到沉降而与气体分离，罐底的油和水可定期地排放。

（2）往复式压缩机气体入口前一般要安装过滤器，以免吸入灰尘、铁屑等而造成对活塞、气缸的磨损。当过滤器不干净时，会使吸入的阻力增加，排出管路的温度升高。

（3）往复式压缩机在运行时，气缸中的气体温度较高，气缸和活塞又处在直接摩擦移动状态，因此，必须保证有很好的冷却和润滑，不允许关闭出口阀门，以免压力过高而造成事故。冷却水的终温一般不超过313K，应及时清除气缸水套和中间冷却器里的水垢，在冬季停车时，一定要把冷却水放尽，以防管道等因结冰而堵塞。

（4）往复式压缩机气缸内的余隙是有必要的，但应尽可能小，否则余隙中高压气体的膨胀使吸气量减少，动力消耗增加。由于气缸中的余隙很小，而液体是不可压缩的，一定要防止液体进到气缸之内，否则，即使是很少的液体进入气缸，也可能造成很高的压强而使设备损坏。

（5）应经常检查压缩机的各部分的工作是否正常，如发现有不正常的噪声和碰击声时，应立即停车检查。

（6）往复式压缩机排气量调节的常用方式有转速调节和管路调节两类。其中管路调节可采取节流进气调节，即在压缩机进气管路上安装节流阀以得到连续的排气量；还可以采用旁路调节，即由旁路和阀门将排气管与进气管相连接的调节流量方式。

（二）速度式压缩机

速度式压缩机主要有离心式和轴流式两种基本形式。下面主要介绍离心式压缩机，如图1-17所示。

离心式压缩机是一种叶片旋转式压缩机，又称透平压缩机。主要结构和工作原理与离心式鼓风机相类似，只是离心式压缩机叶轮数更多，即离心压缩机都是多级的。为了获得较高的风压，离心压缩机的叶轮级数要比离心式鼓风机的级数多，通常在10级以上，且转速高于离心鼓风机，可达3500～8000r/min，采用大直径、大宽度叶轮，按直径和宽度逐段减小排列，以利于提高风压。离心式压缩机产生的风压要大于离心式鼓风机所产生的风压，可达到0.4～10MPa。

由于压缩比高，气体体积缩小，温度升高较快，故压缩机分为几个工段。每段包括若干级，叶轮直径逐段缩小，叶轮宽度也逐级有所缩小，并在段与段之间设计安装了冷却器以冷却气体，避免气体温度升得过高而损坏设备，同时可以减少功率的损耗。

与往复式压缩机相比，离心式压缩机具有机体体积较小、重量轻、风压高、流量大、供气均匀、运动平稳、易损部件少、机体内无润滑油污染气体、运转平稳和维修较方便等优点。离心式压缩机的制造精度要求极高，否则，在高转速情况下将会产生很大的噪声和震动。在流量偏离设计点时效率较低。

近年来离心式压缩机应用日趋广泛，并已跨入高压领域。目前，离心式压缩机总的发展趋势是向高速率、高压力、大流量、大功率的方向发展。

四、真空泵

在制药生产中，有许多单元操作需要在低于大气压强的情况下进行，如过滤、干燥、减压浓缩、减压蒸馏、真空抽滤、真空蒸发等，这就需要从设备或管路系统中抽出气体，使其中绝对压强低于大气压强而形成真空，完成这类任务所用的抽气设备统称为真空泵。

根据国家标准规定，真空被划为低真空、中真空、高真空、超高真空四个区域，各区域的真空范围如表1-3所示。

低真空获得的压力差可以提升和运输物料、吸尘、过滤；中真空可以排除物料中吸留或溶解的气体或所含水分，如真空除气、真空浸渍、真空浓缩、真空干燥、真空脱水和冷冻干燥等；高真空可以用于热绝缘，如真空保温容器；超高真空可以用作空间模拟研究表面特性，如摩擦和黏附等。制药生产中，有许多操作过程是在真空设备中进行的，如中药提取液的真空过滤和真空蒸发、物料的真空干燥、物料的输送等。下面简单介绍几种常用的真空泵。

（一）往复式真空泵

往复式真空泵是一种干式真空泵，是最古老的结构形式，其构造和工作原理与往复式压缩机基本相同，只是其吸气阀、排气阀要求更加轻巧，启闭更灵敏。往复式真空泵气缸内有一活塞，活塞上装有活塞环，保证被活塞间隔的气缸两端气密性好。活塞在气缸内做往复运动时，不断改变气缸两端的容积，吸入和排出气体。活塞和气阀联合作用，周期地完成真空泵的吸气和排气过程。但当所要求达到的真空度较高时，如要得到95%的真空度，其压缩比将达到20以上，此种情况会使余隙中残留气体的影响更大。为降低余隙的影响，可在气缸左右两端之间设置平衡气道，在真空泵气缸的两端加工出一个凹槽，使活塞运动到终端时，左右两室短时连通，以使余隙中残留的气体从活塞的一侧流到另一侧，降低余隙气体压力，以提高生产能力。

真空泵的压缩比通常比压缩机的大很多。往复式真空泵结构坚固、运行可靠、对水分不敏感，极限压力为1～2.6kPa，抽速范围为50～600L/s。主要用于大型抽真空系统，如真空干燥、真空过滤、真空浓缩、真空蒸馏、真空洁净及其他气体抽除等。往复式真空泵不适于抽除含尘或腐蚀性气体，除非经过特殊处理。由于一般泵体气缸都有油润滑，所以有可能污染系统的设备。

往复式真空泵由于转速低、排气量不均匀、结构复杂、零件多、易于磨损等缺陷，近年来已经越来越多地被其他形式的真空泵所替代。目前常用W型、WY型往复式真空泵，它们是获得低真空的主要设备。

（二）旋片式真空泵

1.结构

如图1-18所示，旋片式真空泵主要由壳体、转子、旋片、排气阀、吸入阀、排气管、定子、定盖、弹簧等零部件组成。

（1）壳体　旋片式真空泵的壳体是圆筒形，用金属板将壳体固定在油槽中，起固定作用的金属板应设计在壳体的上部，将壳体分隔成上下两部分，要求连接处不漏液。在壳体的上部设计有定盖，能将圆筒密封。定盖上开有两小孔，分别是气体吸入通道和气体排出通道。

（2）油槽　油槽是盛装真空油的容器，旋片式真空泵的全部机件都沉浸在真空油中，真空油起着密封、润滑和冷却的作用。

（3）转子　转子固定在电动机传动的转动轴上。在转子上开凿了贯通槽，槽内安装了弹簧，弹簧两端连接有金属旋片，在弹簧作用下旋片可自动伸缩，但始终与壳体内壁保持紧密接触，且将圆筒分隔成两个空间。

在安装时，将转子偏心地固定在壳体内，使转子的中轴线与壳体中轴线不重合，与壳体内腔保持内切状态。

2.工作原理

旋片式真空泵在转动时，旋片在弹簧的张力和转动的离心力作用下，始终紧贴腔室内壁滑动，从而将圆筒形壳体内腔分割成两个气室。在转动过程中，两个旋片在交替地伸缩，气室也不断地扩大和缩小。扩大时，气室成真空而从吸气管吸入气体；缩小时，气室压力增大，将气体压出排气阀，如此往复，吸气和排气连续进行，从而起到抽真空的作用。

3.使用注意事项

旋片式真空泵的关键部件是旋片和弹簧，当使用一段时间后，弹簧性能降低，旋片不能紧贴气室内壁，产生漏气现象，抽真空的能力降低或不工作，如出现类似现象则需要更换弹簧或旋片。

另外，如有水蒸气混入到真空油中，则真空油的密封性能很快下降，将严重影响旋片式真空泵的性能，所产生的真空度降低，甚至不能产生真空。因此在使用时需要安装干燥器和冷阱，以除去水分，避免真空油被水蒸气污染。

4.适用场合

由于旋片式真空泵的工作都是与油联系在一起，所以它不适用于抽除含氧量过高、有毒、有爆炸性、侵蚀黑色金属、对真空油起化学作用及含有颗粒尘埃的气体。可用于抽除干燥气体或含有少量可凝性蒸汽的气体，即可用来抽除潮湿性气体。旋片式真空泵的抽气量小，可在一般化学实验室、制剂室及小型制药设备上应用。

（三）水环式真空泵

水环式真空泵是制药厂常用的一种真空泵，属于旋转式真空泵，广泛用于真空过滤、真空蒸馏、减压蒸发等操作。

1.水环式真空泵的构造和工作原理

其结构如图1-19所示。外壳内偏心地装着一个叶轮，叶轮上有许多径向的叶片。开车前，泵壳内约充有一半容积的水，当叶片旋转时形成水环。水环兼有液封和活塞的作用，与叶片之间形成许多大小不等的密闭小室，当小室空间渐增时，气体从吸入口吸入室内；当小室空间渐减时，气体由出口排出。

水环式真空泵主要部件有泵壳、偏心叶轮、气体进出口、动力传输系统。泵壳制成蜗壳形，蜗壳形流道由小到大逐渐变化。叶轮上设计有辐射状前弯叶片，泵壳内装有2/3容积的水，叶轮沉浸在水中，进气口设计在叶轮中心部位。当叶轮旋转时，在离心力作用下，叶片将水甩出，叶轮中心部位即成局部真空，从而将外界的气体吸入。被甩出的水沿蜗壳形流道形成环形水幕。水幕紧贴叶片，将两叶片间的空间密封成大小不同的空气小室。当小室增大时，小室内呈真空，气体从吸入口吸入；当小室变小时，小室内压力增大，气体由压出口排出。随着叶轮稳定转动，每个空气小室反复变化，使吸气、排气过程持续下去。通常，水环式真空泵可产生的最大真空度为83kPa。

2.水环式真空泵的特点

水环式真空泵的特点是结构简单紧凑，没有阀门，很少堵塞，易于制造和维修；排气量大而均匀，无需润滑，易损件少；由于旋转部分没有机械摩擦，操作可靠，使用寿命长。适用于抽吸含有液体的气体，尤其在抽吸有腐蚀性或爆炸性气体时更为适宜，因为不易发生危险，所以其应用更加广泛。其缺点是效率较低，为30%～50%。另外，在运转时为了维持泵内液封以及冷却泵体，运转时需不断向泵内充水，该泵所能造成的真空度受泵体中水的温度所限制。水环式真空泵也可作鼓风机用，但所产生的表压强不超过98kPa。当被抽吸的气体不宜与水接触时，泵内可充其他液体，所以这种泵又称为液环式真空泵。

3.水环式真空泵操作、运转的注意事项

① 启动前先给真空泵内充入工作液；

② 检查泵的润滑情况，压力表、温度表是否好用，各连接部件是否紧固，泵的工作液是否达到要求；

③ 确保其盘车轻松自由；

④ 启动泵时先打开入口阀及旁路阀、气液分离罐顶的放空阀；

⑤ 真空泵在运转过程中要经常检查轴承、密封等运转情况及泵的紧固情况，要检查有无震动、噪声等异常情况，如发现有不正常的噪声和碰击声时，应立即停车检查；

⑥ 停泵时先关闭泵的进口阀，然后再关闭补充液入口阀；

⑦ 真空泵长期不用时要放掉工作液，防止冻坏设备和管路，同时要做好防腐保护，以免设备和管路发生锈蚀现象。

（四）喷射泵

喷射泵是属于流体作用式的输送机械，它是利用流体流动时动能和静压能的相互转换来吸送流体。它既可用来吸送液体，又可用来吸送气体。在药品生产中，喷射泵用于抽真空时，称为喷射式真空泵。喷射泵的工作流体，一般为水蒸气或高压水。前者称为水蒸气喷射泵，后者称为水喷射泵，如图1-20所示，是单级水蒸气喷射泵。水蒸气在高压下以很高的速率从喷嘴喷出，在喷射过程中，水蒸气的静压能转变为动能而产生低压将气体吸入。吸入的气体与水蒸气混合后进入扩散管，速率逐渐降低，压力随之升高，然后从压出口排出。单级水蒸气喷射泵仅能达到90%的真空，为了达到更高的真空度，需采用多级水蒸气喷射泵。也可用高压空气或其他流体作为工作流体使用。

喷射泵的主要优点是结构简单，制造方便，可用各种耐腐蚀材料制造，抽气量大，工作压力范围广，无活动部件，使用时间长。这种泵很适合处理含有机械杂质气体、水蒸气、强腐蚀性及易燃易爆气体。主要缺点是效率低，一般只有10%～25%，工作液体消耗量较大。喷射泵除用于真空脱气、真空蒸发、真空干燥外，还常作为小型锅炉的注水器，这样既能利用锅炉本身的水蒸气注水，又能回收水蒸气的热能。