水環(huán)泵主要用作真空泵來排送氣體，在船上可作為離心泵的自吸泵使用。

　　1.水環(huán)泵的結(jié)構(gòu)

　　水環(huán)泵有單作用和雙作用兩種，泵體內(nèi)部的圓盤形空間內(nèi)，偏心地裝有帶若干前彎葉片的開式葉輪(小型泵采用徑向葉片)；葉輪兩側(cè)緊貼著側(cè)蓋。在與泵體連成一體的側(cè)蓋上靠近葉輪輪轂處開有較大的吸口和較小的排口，分別與吸入管和排出管相通。

　　工作前，泵內(nèi)必須充有工作水。當(dāng)葉輪帶水一起旋轉(zhuǎn)時，形成緊貼泵體內(nèi)壁的水環(huán)。水環(huán)內(nèi)表面與葉輪輪轂及兩面?zhèn)壬w之間形成的月牙形工作空間，被葉輪的葉片分隔成若干互不相通的腔室，它們的容積隨葉輪回轉(zhuǎn)不斷改變。

　　2.水環(huán)泵工作過程的三個階段：

　　(1)吸人過程：當(dāng)葉間轉(zhuǎn)過圖示右半轉(zhuǎn)時，葉片外端與偏心的泵殼間的距離不斷增加，葉間的液體就會被甩出，使葉間腔室的容積逐漸增大，氣體便通過側(cè)面的吸口被吸人。

　　(2)壓縮過程：葉間腔室轉(zhuǎn)離吸口即開始進(jìn)入左半轉(zhuǎn)，這時由于泵殼與葉片外端的距離逐漸縮小，葉輪外按圓周方向高速流動的液流便會擠入葉間，在葉間尚未與排口相通前，其中的氣體被壓縮。

　　(3)排出過程：當(dāng)葉間轉(zhuǎn)到與排口相通時，葉間腔室的壓力在瞬間變成與排出壓力相同；再隨著葉輪的轉(zhuǎn)動，葉輪外的液體不斷擠入葉間，將氣體排出。

　　在水環(huán)泵的工作中，水環(huán)除傳遞能量外，還起著密封工作腔室和吸收氣體壓縮熱的作用。氣體壓縮熱和工作水的水力損失轉(zhuǎn)換成的熱量會使部分工作水汽化；軸封也難免有漏泄；此外，排氣也會帶走一些工作水。為此，在泵的出口常設(shè)有液氣分離器，將帶出來的水分離出來，讓其返回泵內(nèi)；同時連續(xù)向泵內(nèi)補(bǔ)水，以使部分工作水隨氣體不斷排出而得以更換，以限制泵的溫升。

　　3.水環(huán)泵的特點(diǎn)

　　水環(huán)泵是靠工作腔室的容積變化產(chǎn)生吸排的容積式泵。水環(huán)泵工作容積的變化是靠水環(huán)中的液體進(jìn)出葉間而產(chǎn)生的，而不是靠剛性的運(yùn)動部件直接造成。液體在的右半轉(zhuǎn)靠葉輪帶其回轉(zhuǎn)而獲得一定的能量，并被甩到葉外的流道中；而在其進(jìn)入左半轉(zhuǎn)后，只能憑借其已獲得的動能擠入葉間，壓縮氣體。這樣，葉輪外的液體流速必然會隨著壓力的增加而降低。當(dāng)排壓升高到一定程度，葉輪外液體的速度會降到不能進(jìn)入葉間壓縮氣體。也就是說，水環(huán)泵中的氣體在壓縮階段壓力能的增加，完全是靠工作水獲自葉輪的能量轉(zhuǎn)換而來，故水環(huán)泵提高所送介質(zhì)壓力的能力是有限的，這一點(diǎn)又像葉輪式泵。因此，水環(huán)泵性能有以下特點(diǎn)：

　　(1)理論流量取決于葉輪的尺寸和轉(zhuǎn)速。

　　(2)所能達(dá)到的壓力比x(排出與吸人絕對壓力之比)取決于葉輪的結(jié)構(gòu)尺寸和轉(zhuǎn)速。即使關(guān)閉排出閥，排出壓力也不會無限升高，無須設(shè)安全閥。當(dāng)然，水環(huán)泵不允許長時間封閉運(yùn)轉(zhuǎn)，否則工作水會過熱。

　　(3)水環(huán)真空泵的流量和所能造成的真空度隨工作水溫升高而減小。水溫越高，飽和蒸汽壓力越高，工作水的汽化速度越快，從而使抽氣量和可達(dá)到的真空度減?。凰疁氐?，則吸氣中的部分水蒸氣可能液化，因而抽氣量和可達(dá)到的真空度增加。工作水溫為15℃時，單級水環(huán)真空泵最多可將絕對氣壓抽到4 kPa(30 mmHg)左右。

　　(4)效率低。因?yàn)楣ぷ魉臄_動大，水力效率低。水環(huán)泵排送氣體時叩一般為30％～50％，最高≯55％；排送液體時n≯20％，所以水環(huán)泵很少用來排送液體。

　　水環(huán)泵的容積效率一般為65％～82％。葉輪與側(cè)蓋之間的軸向間隙對鞏影響甚大，一般應(yīng)保持在0.1～0.25 mm，必要時可調(diào)整側(cè)蓋與泵體間墊片的厚度。工作液體和所送氣體不得含有磨料，否則端面密封效果會迅速惡化。

　　4.水環(huán)泵自吸裝置的工作原理

　　船用離心泵的水環(huán)泵自吸裝置中，驅(qū)動離心泵的電動機(jī)，可同時靠摩擦離合器驅(qū)動水環(huán)式真空泵。使用前，氣液分離柜應(yīng)加滿水，并開啟其底部補(bǔ)水管上的旋塞向水環(huán)泵預(yù)充工作水；截止止回閥也須開啟。剛起動離心泵時，離合器在貼合位，水環(huán)泵即經(jīng)吸氣管從離心泵及其吸入管中抽氣，排往氣液分離柜。在分離柜中氣、水分離，空氣經(jīng)逸氣管逸出，而分離出來的水則落人柜中，再經(jīng)柜底的補(bǔ)水管向水環(huán)泵連續(xù)補(bǔ)水。水環(huán)泵工作一段時間后，離心泵的吸人管中氣體被抽走，水即進(jìn)入離心泵。

　　當(dāng)離心泵自吸成功并建立起應(yīng)有的壓力后，其排口進(jìn)入液壓缸的壓力水就會克服彈簧力而推動活塞，使摩擦離合器脫開，水環(huán)泵即停止轉(zhuǎn)動；于是可開啟離心泵的排出閥，使之投人工作。這時，水環(huán)泵吸、排管內(nèi)的壓力回復(fù)為大氣壓，于是止回閥在重力作用下自動關(guān)閉，柜中的氣體不致經(jīng)它漏向離心泵吸人側(cè)。如果液壓缸失靈，也可取出它與控制桿連接點(diǎn)的插銷，手動操縱控制桿來控制離合器。