水環(huán)式真空泵的被關鍵部件時在泵軸上安裝了對于圓柱形泵殼偏心的星形葉輪。在啟動真空泵前，向泵內注入規(guī)定高度的水，當葉輪旋轉時，由于離心力的作用將水甩至泵殼邊壁，形成一個和轉軸同心的水環(huán)。水環(huán)上半部的內表面與輪表面相切，水環(huán)下半部的內表面則與輪之間形成一個氣室，這個氣室的容積在右半部是遞增的（氣體進入后膨脹，壓力降低），于是在葉輪旋轉的前半圈中隨著輪殼與水環(huán)間的容積的增加而形成真空，因此氣體通過抽氣管及真空泵泵殼端蓋上的月牙形進氣口被吸入空真泵內。其后，在葉輪旋轉的后半圈中，隨著輪殼與水環(huán)間的容積減少而空氣被壓縮（氣體壓力升高），因此氣體經過泵殼端蓋上的另一月牙形排氣口被排出。葉輪每旋轉一圈，氣體都要經過上述膨脹（進氣）、壓縮（排氣）兩個過程。隨著真空泵葉輪不斷的旋轉，水環(huán)式真空泵就能把被抽容器中的氣體不斷帶走，從而達到抽真空的目的。

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