立式循环水式多用真空泵是化学实验室和医药研发中常用的真空源设备,它通过高速水流喷射产生负压来抽吸系统内的气体,同时循环水可以对有害气体进行溶解吸收,因此无需使用油封也不用担心油雾污染。其核心部件是射流器和循环水箱。工作原理为:立式循环水式多用真空泵启动后,电机驱动离心泵将水箱中的水以较高压力输送到射流喷嘴,水经过喷嘴时流速急剧增大,根据伯努利方程,流速增加处压力降低,在喷嘴周围形成局部真空,从而通过吸气口将外接系统中的气体抽吸入射流器。水和被抽气体在混合室中剧烈混合,气体被分散成小气泡并部分溶解于水中,未被溶解的气体随水流进入水箱上部的气液分离室,最终从排气口排出。该设备之所以称为多用,是因为它可以同时为多台反应釜或旋转蒸发器提供真空。
在实际使用中,令实验人员困扰的问题就是其极限真空度逐渐下降或者抽气速度变慢。出现这种现象通常有四个主要原因。第一,循环水的温度过高。水温每升高十摄氏度,水的饱和蒸气压几乎翻倍,这直接限制了泵能达到的较低压力。解决方法是将水箱中的热水排掉一部分,补入冷水,或者在水箱中加装冷却盘管。第二,射流喷嘴被水垢或异物堵塞。长期使用硬水会导致喷嘴内径变小,水流速度降低,真空度随之下降。此时需要拆下喷嘴,用细针清理孔道并用稀醋酸浸泡除垢。第三,水箱内的循环水由于吸收了大量有机溶剂而表面产生泡沫层,泡沫进入吸气口会严重干扰射流效果。解决办法是更换全部循环水,并加入微量消泡剂。第四,其密封件老化导致漏气,尤其是水箱盖与吸气口之间的硅胶垫片以及泵体各连接处的螺纹密封带。如果是漏气,可以在设备运行时用肥皂水涂抹可疑接头,观察是否产生气泡来确定泄漏点。

在维护保养方面,立式循环水式多用真空泵应定期更换循环水,最佳频率为每周一次,尤其是在抽吸酸性或碱性气体后更是要及时换水,否则会腐蚀泵体和射流喷嘴。另外,电机轴承和循环水式离心泵的机械密封需每半年加注一次润滑脂。如果长时间不使用,应当将水箱内的积水全部排空,并用干布擦干内壁,防止霉菌滋生和叶轮锈蚀。当需要搬运立式循环水式多用真空泵时,务必先将水箱中的水倒空,否则水液晃动可能损坏泵体结构。通过排查射流真空核心部件和及时处理水温、堵塞、泡沫等常见问题,可以快速恢复立式循环水式多用真空泵的抽气性能。