利用水蒸汽射流抽氣的真空泵﹐簡稱噴射泵。噴射泵的特點是﹕激活快﹐工作壓力范圍寬﹐抽氣量大﹐能直接排入大氣﹐結構簡單﹐因無運動構件而運行可靠﹐使用期長。這種泵很適于抽除含塵﹑可凝性﹑腐蝕性和易燃易爆氣體。但這種泵的蒸汽和水耗量較大﹐利用率較低﹐因而適用于有廉價的副產蒸汽或可利用的余汽﹑廢汽的場合。噴射泵已廣泛用于真空冶煉﹑真空脫氣﹑真空濃縮﹑真空干燥﹑真空蒸餾﹑真空制冷和真空運輸等方面。水蒸汽噴射真空泵基本上是由噴射器和冷凝器組合而成的。有一個噴射器的噴射泵稱為單級泵﹐由兩個或兩個以上噴射器串聯組成的噴射泵分別稱為2級泵﹑3級泵等(見表 噴射泵的性能 )。圖1 4級噴射泵外觀圖 為4級噴射泵的外觀圖。
噴射器 圖2 噴射器 為噴射器的結構示意和工作原理。壓力為ρ0﹑速度為ω0的工作蒸汽流經拉瓦爾噴嘴(見拉瓦爾噴管)﹐在噴嘴出口處射流的速度上升到超音速 ω1﹐而壓力下降為ρ1﹐因而將被抽氣體吸入﹐與高速蒸汽流碰撞﹑混合和交換能量﹑并流向擴散器。在擴散器收縮段蒸汽和被抽氣體進一步混合﹐成為均勻混合氣體。在這一過程中混合氣體的速度開始連續下降﹐而壓力連續上升﹐在擴散器喉段附近產生正激波。混合氣體速度由超音速急劇降為亞音速﹐而壓力則隨之急劇升高。在擴散器出口處﹐壓力上升到大氣壓力或后一級噴射器的進口壓力時﹐混合氣體即排出。
多級泵 單級噴射泵的壓縮比(即排氣壓力與進氣壓力之比)一般不超過10﹐為了獲得更低的極限壓力﹐就要采用多級泵。表 噴射泵的性能 為不同級數噴射泵的性能。 多級泵的每級噴射器所噴射出的混合氣體為被抽氣體與工作蒸汽的混合物﹐除末級排入大氣外﹐都被后一級抽除﹐這就會增加后一級的負載或使泵的工作性能變壞。因此﹐多級泵常在兩級噴射器間安裝中間凝汽器﹐使混合氣體中大部分可凝氣體冷凝。若被抽氣體中含有大量可凝性氣體﹐而其分壓又遠高于凝汽器進水溫度下的飽和蒸汽壓﹐則在第一級入口處安裝一級凝汽器。為回收末級混合氣體的余熱和消除氣流噪聲﹐可安裝末級凝汽器。凝汽器的結構有混合式﹑表面式和噴射式等﹐設計時可按不同情況和要求選用。
對于工作壓力低于 700帕的噴射器﹐因蒸汽膨脹比大(噴嘴入口處與出口處的蒸汽壓力比)﹐出口處溫度低于0℃﹐為了防止結霜﹐必須在擴散器收縮段上設置加熱套。 帶有混合式凝汽器的噴射泵安裝高度在11米以上﹐目的是使凝汽器的回水能夠靠自重排出泵外并保持泵的密封。這種泵稱為高架式真空泵。為了降低土建投資﹐用水泵抽出回水可以降低安裝高度﹐這種泵稱為低架式真空泵。低架式泵的可靠性受水泵影響﹐而且﹐維修費用增加﹐故一般不采用。
工作蒸汽的選用 使用壓力高的水蒸汽可獲得大的膨脹比﹐噴射器有較高的引射系數(被抽氣體與工作蒸汽的重量比)﹐可減少泵的蒸汽耗量和冷卻水。但壓力高于1.2兆帕時效果即不明顯﹐而且還會增加生產蒸汽的費用。通常選用0.4～1兆帕的蒸汽﹐低到0.25兆帕的蒸汽也可使用。在高真空工作的噴射器工作壓力低于100帕時﹐若用這么高壓力的蒸汽﹐要實現排氣作用﹐蒸汽膨脹比就要很大﹐而且難以實現﹐為此往往要選擇壓力較低(0.05～0.1兆帕)的蒸汽。使用濕蒸汽泵的性能不穩定﹐一般選用干飽和蒸汽或過熱蒸汽。
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