羅茨水噴射真空機組是以水為工作介質(zhì),通過文丘里效應(yīng)等原理來抽取真空的裝置。其核心部件是水噴射泵,主要由噴嘴、吸入室、擴散室等部分組成。
當(dāng)一定壓力的水(工作水)通過水噴射泵的噴嘴時,由于噴嘴的漸縮結(jié)構(gòu),水流速度迅速增加,壓力能轉(zhuǎn)化為動能。根據(jù)伯努利方程,在流速增加的同時,水流的壓力急劇下降,在噴嘴出口處形成高速射流,并在周圍形成一個低壓區(qū)域。這個低壓區(qū)域與被抽容器(如真空罐、反應(yīng)釜等)相連,容器內(nèi)的氣體在壓差的作用下被吸入吸入室,與高速射流的工作水混合。
混合后的氣水混合物進入擴散室,在擴散室中,由于流通截面逐漸擴大,氣流的速度逐漸降低,動能又轉(zhuǎn)化為壓力能,使得氣水混合物的壓力有所回升。然后,氣水混合物通過后續(xù)的分離裝置,如冷凝器和分離器。在冷凝器中,水蒸氣被冷卻凝結(jié)成水,未凝結(jié)的氣體(主要是不凝性氣體)則通過分離器排出系統(tǒng)。而凝結(jié)下來的水一部分作為循環(huán)水返回水噴射泵繼續(xù)使用,另一部分則作為排水排出,以維持系統(tǒng)的水量平衡。
整個過程中,通過不斷地補充新鮮水來維持工作水的量和壓力,保證羅茨水噴射真空機組持續(xù)穩(wěn)定地運行,從而在被抽容器中形成并維持一定的真空度。
羅茨水噴射真空機組的優(yōu)點:
(一)結(jié)構(gòu)簡單緊湊
主要部件相對較少,結(jié)構(gòu)設(shè)計較為簡單。沒有復(fù)雜的機械傳動部件,如旋轉(zhuǎn)葉輪等,這使得設(shè)備的制造和維護成本相對較低。同時,簡單的結(jié)構(gòu)也意味著占用空間小,安裝方便,可以適應(yīng)各種不同的工作環(huán)境和場地條件。
(二)無油污染
與傳統(tǒng)的真空泵相比,以水為工作介質(zhì),不會產(chǎn)生油霧污染。在一些對清潔度要求較高的行業(yè),如食品、醫(yī)藥、化工等行業(yè),這一點尤為重要。它可以避免油污染對產(chǎn)品質(zhì)量的影響,保證了生產(chǎn)過程的純凈性和安全性。
(三)可處理含腐蝕性氣體
由于工作介質(zhì)是水,對于一些含有腐蝕性成分的氣體,具有一定的耐受性。例如在一些化工生產(chǎn)過程中,會產(chǎn)生酸性或堿性氣體,羅茨水噴射真空機組能夠有效地抽取這些氣體而不會受到嚴(yán)重腐蝕,延長了設(shè)備的使用壽命。