CN1005642B - 真空设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一个真空设备，它有一个由电动机驱动的，并使用辅助液体工作的真空泵。真空泵（２）与一个装有储存室的、并用来把被输送的气体从辅助液体中分离出来的粗分离器（７）相连。辅助液体（３３）流出储存室后经过液体冷却器（２３）再重新输到真空泵（２）中，而载有残余辅助液体（３３）的气体则被送到一个装在粗分离器（７）后面的细分离器（１９）中。从细分离器（１９）分离出来的辅助液体（３３）由装在细分离器（１９）上的一根返回管（２７）输送。改善辅助液体从气体中分离情况的途径如下：粗分离器（７）和细分离器（１９）结构上分开安装，载有残余辅助液体（３３）的气体经过气体冷却器（１３）被送至细分离器（１９），气体冷却器（１３）和液体冷却器（２３）也是分开来安装的。这两个冷却器的尺寸大小，应能保证气体的冷却温度远远低于辅助液体（３３）的排出温度。

Description

真空设备

本发明涉及一种真空设备，它有一个由电动机驱动的，并使用辅助液体进行工作的真空泵;真空泵与一个装有储存室的、并用来把被输送的气体从辅助液体中分离出来的粗分离器相连;辅助液体流出储存室后经过液体冷却器再重新输到真空泵中，而载有残余辅助液体的气体则被送到一个装在粗分离器后面的细分离器中;从细分离器分离出来的辅助液体由装在细分离器上的一根返回管来输送。

上述设备在“流体（FLUID）”杂志1982年10月第58页上已公知。在这种真空设备上，从粗分离器分离出来的、还载有残余的作为辅助液体使用的油的气体，被导入一个细过滤器;细过滤器装在粗分离器的一个小室内。

油的分离在很大程度上取决于油温，这一点已属公知。如油温较低，油从气体中的分离情况将明显改善。

DE-OS26 36 493公开了一种空气压缩机。在这种空气压缩机上也使用了一种用来改善油从压缩空气（这种压缩空气位于压缩机和粗分离器之间）中分离情况的冷却器，通过这种冷却器可使由压缩机排出的气-油混合物在到达粗分离器之间就得到冷却。因此油可冷却到相当低的温度，其条件是冷却器也相当地大。

在使用真空设备时，并不希望进入真空泵的辅助液体温度过低，因为较低的温度将导致湿气在真空泵内冷凝（这种湿气是吸入的空气中所含有的）。

本发明任务在于，通过以下措施来改进上述真空设备：液体分离情况主要通过相应的冷却措施来改善，同时也要避免因采取冷却措施而带来的湿气在泵内和粗分离器内的冷凝（这种湿气是吸入的气体中所含有的）。此外，设备费用也要尽量降低，这也是一个应该解决的任务。

本发明通过以下具体措施来完成这一任务：粗分离器和细分离器结构上分开安装，载有残余辅助液体的气体通过一个气体冷却器再进入细分离器，气体冷却器和液体冷却器也分开来安装;气体冷却器和液体冷却器的尺寸大小，应能保证气体的温度冷却到低于辅助液体的排出温度。由于这两个冷却器是分开安装的，细分离器就不致于和被辅助液体以及压缩空气加热而温度升得高的粗分离器发生直接的热量交换关系。只有回流入真空泵的辅助液体才被液体冷却器冷却，因此液体冷却器的设计只要能保证辅助液体工作温度比较合适就行。又因为辅助液体只需要冷却到一个比较高的温度，所以相应的液体冷却器的尺寸也可以设计得比较小。同时装在粗分离器和细分离器之间的、用来冷却气体的气体冷却器的冷却功率也不必很大。它的尺寸大小只要能保证辅助液体分离所需要的、适当低的温度就行。

将冷却器装在电动机冷却空气流上，可以省去为液体冷却器和气体冷却器单独再装一台风扇。在这种情况下如将液体冷却器做成一种与电动机同心或介于电动机和真空泵之间的螺管状那么连附加的空间都可免去。如果将装在电动机上的风扇顶盖当作气体冷却器使用。风扇顶盖为双层结构且罩在电动机风扇四周，那么附加空间同样也可免去。上述两种冷却器结构上的优点在于，它们是强制地装在电动机风扇的冷空气气流上，尚未被加热的新鲜空气冲击着气体冷却器，它以一种近似于风翼旋转圆周速度的高速度在风扇顶盖内侧环流，它所产生的冷却作用极为强烈，尽管冷空气在气体冷却器内和在电动机外表面上会被加热，但它所除掉的热量仍能满足液体冷却器的要求，因为辅助液体只需冷却到相比气体排出气体冷却器时的排出温度要高得多的温度上即可。气体进出当作冷却器使用的风扇顶盖是通过两根气管实现的，其中一根将风扇顶盖圆周的一侧与粗分离器相连，另一根将风扇顶盖圆周的另一侧与细分离器相连。

若将粗分离器和细分离器分别装在一个管状壳体上，且将这两个带有纵向轴的壳体装在与电动机纵轴平行的位置上，那么可以得到一种紧凑型的真空设备。这种紧凑型的真空设备有一特殊的优点，即真空泵的进入管和排出管均向上安装，而两个分离器本身分别固定在这两根管子中的一根上，且都位于电动机的上方。将分离器装在电动机上方，对于在侧面连接管道和风扇顶盖特别有利。在风扇顶盖侧面伸出来的气管就在侧面与粗分离器或细分离器相连，这样做可使气管的敷设短小而且简单。在这种结构型式的真空设备上，电动机风扇的冷空气气流至少有一部分会在分离器和气管中环流。

两个分离器在真空泵进、出管上的固定方式如下：带有进入孔的粗分离器，固定在一个方向指向电动机。且构成真空泵排出孔的排出管管接头上;细分离器固定在进入管的侧面管接头上。在固定粗分离器时，输送构件同时还起到固定构件的作用。

粗、细分离器分别由一个能给管道提供直接位置的头部和一个能连接头部、并能容纳分离器上其它各构件的容器部分组成，这样做无论对粗、细分离器的制造还是对其维修来说都是有好处的。容器部分呈园柱形筒体，在其开口端有一径向往外突出的摺边，头部也有相应的一个摺边，这两个摺边借助一个搭接的夹紧机构夹紧，即可将容器部分固定在头部上。这样做可以使头部和容器部分之间的连接很容易拆开。

一种更为简单的粗分离器，其结构特点如下：一根与头部相连的输气管，它与容器部分的上壁平行，其终止端离开容器部分的底部还有一小段距离，容器部分的下部构成储存室，储存室通过一孔与头部的一个排泄孔（此排泄孔与液体冷却器相连）。

在细分离器内装有一个中空轧辊形的过滤器，它的形状与筒状的容器部分相称，它的空腔部位与头部的输气孔相连。因此也就没有必要在头部输气管和过滤器之间再为气体设置其它的管子。

如果没有单独的返回管，为了使细分离器中产生的辅助液体也能返回泵的循环系统中，可以在细分离器的头部开一个孔，这个孔位于积聚在细分离器内的辅助液体上表面水平面之下，并通过真空泵吸入管的侧面管接头。与此相反，如果设备有返回管，则这个孔可以通至真空泵的进入管或真空泵工作室进、出孔之间的部位。由于在细分离器的容器部分存在着与流往真空泵方向相反的较高的压力，辅助液体在上述两种情况下均能被送到真空泵内。如果使用单独的返回管，则有可能在细分离器上安装一个冷凝物分离器。有可能包含在辅助液体中的冷凝物可以由这个冷凝物分离器分离掉。辅助液体可以借助这根返回管进入泵工作室中与吸入过程相隔离的地方。重新蒸发的冷凝物对吸入真空气流的影响小。在这种情况下，仅仅为了偶尔产生的、极为有限的冷凝物而专门设置一个冷凝物分离器就显得多余了。

如果没有专门的输送装置，也可以通过在风扇顶盖的最低位置接一根排泄管来回输风扇顶盖中产生的辅助液体。排泄管管截面很小，与细分离器相连，并位于积聚在细分离器内的辅助液体水平线之上。当辅助液体流经装在细分离器内的过滤器时，过滤器内腔和处在中空轧辊形过滤器外围的容器空间之间，会出现一个压力差，这个压力差作用在由风扇顶盖通至细分离器的排泄管上，使辅助液体能从风扇顶盖送至细分离器。

本发明将按照图示实施例中的一个例子详述如下：

图1 真空设备的侧视图

图2 图1真空设备的正视图

图3 驱动真空泵的电动机风扇顶盖的纵向视图（风扇顶盖可当作气体冷却器使用）

图4 图3风扇顶盖沿N-N线的剖面图

图5 粗分离器剖面图

图6 粗分离器头部的前视图

图7 细分离器剖面图

图8 细分离器头部的前视图

图中1表示电动机，电动机1传动端装有一个作为真空泵使用的液环真空泵2。液环真空泵2的罩盖3上设有一根向上的进入管4和一根排出管5。排出管5与管接头6相连，两管接头6与粗分离器7相连。粗分离器7具有一个用来连接不同管道的头部8以及一个能容纳分离构件的容器部分9。头部8和容器部分9靠夹紧机构10相连，但也可拆开。

气管11从粗分离器7头部8通至风扇顶盖13处，风扇顶盖13罩在电动机1的风扇12四周，可当作气体冷却器使用。如图3和图4所示，风扇顶盖13是双层结构，能使连在风扇顶盖13侧面的气管11内输送的气体，流过风扇顶盖13的器壁14和15之间的空腔16。通过连在风扇顶盖13侧面的另一个气管17，气体可进入细分离器19的头部18。细分离器19的头部18通过夹紧机构10与容器部分20相连，其连接方式与粗分离器7那里的情形相同。气体出口21位于细分离器19的头部18上。头部18本身用螺钉固定在进入管4的管接头22上，它由管接头22支撑。

液体冷却器23呈螺旋管状，装在电动机1和液体环式泵2的壳体之间且与电动机1的机壳同心。液体冷却器23按其大小的不同，可或多或少地超出电动机1机壳的长度。液体冷却器23的一端24与粗分离器7的头部8相连，它的另一端25可与进入管4相连，也可接在液体环式泵2工作室进、出口之间的部位上。

风扇顶盖的最低位置上通一根排泄管26。排泄管26从细分离器19头部18的端面接出并通至细分离器19内;排泄管26在头部18上接出的位置应高于积聚在细分离器19内的辅助液体33上表面的水平线。此外，头部18上还有一根与头部18的排泄孔43相连的返回管27;返回管27通至液体环式泵2的进入管4上。

图5所示粗分离器7（此图表示得比较简单），是通过一个装在头部8上的进气口28拧在（螺纹连接）液体环式泵2排出管5的管接头6上的。输气管29在头部8内部与进气孔28相连。输气管29与容器部分9的器壁平行，其终止端离容器部分9底部30还有一小段距离。输气管29上还装有一块往下弯折的屏板31，容器部分9的底部30上装有一块与底部30相垂直的偏向板32。从输气管29输出的、并载有辅助液体33的气体，将通过屏板31和偏向板32转过两个90°。此时，辅助液体33的大部分将被分离并积聚在容器部分9的下面。借助一个横置在容器9内的分离过滤器34，辅助液体33中的另一部分也将从气体中分离出来。在分离过滤器34后面的气体将冲向排出孔35，并经过横墙36再次偏转方向。就在这样再次偏转方向的同时，又会有一部辅助液体33撞到横墙36上并由此往下流出。通向风扇顶盖13的气管11与排出孔35相连。排泄孔37则装在低于积聚在容器9内的辅助液体33上表面的水平线;液体冷却器23的一端24与排泄孔37相连。

图7所示细分离器19除了具有一个排出孔21之外，还具有一个输气孔38;借助管子39输气孔38与一个形如空心轧辊的过滤器40相连。如箭头41所示，载有残余辅助液体33的气体将通过输气管38进入过滤器的空腔并由里往外穿透而过。因为该气体在离开粗分离器7之后，在风扇顶盖13处温度已降得很低，所以在过滤器40处能达到一个较高的分离度。气体在穿透过滤器40后，再经过一个后置过滤器42，然后由排出孔21排出细分离器19。在积聚在细分离器19底部的辅助液体33的上表面之下，设计了一个排泄孔43，返回管27与排泄孔43相连，也可以用通到管接头22侧面的孔44来代替排泄孔43;辅助液体33可通过孔44流入管接头22并从那儿再流至液体环式泵2的进入管4。如果在辅助液体33返回液体环式泵2之前，能借助冷凝物分离器把存在于辅助液体33内的冷凝物分离出去，或者位于真空泵工作室进出孔之间某个特定位置上的辅助液体33能重新进入泵体，那么在这两种情况下必须安装返回管27。

由图6和8所示头部8和18的正视图可知，这两个头部具有相同的形状和尺寸大小。头部设计了相应的各种孔，使它们能分别适用于粗分离器和细分离器。因此，只用于粗分离器7的头部8必须设有进入孔28和排泄孔37;而适用于细分离器19的头部18必须设有排出孔21和排泄孔43、或孔44。

真空设备工作过程如下：

经过进入管4，把一个能产生真空的工作室的空气抽出。空气在液体环式泵2中被压缩，被压缩的空气将和存在于液体环式泵2中的部分辅助液体33一起，经过排出管5以及与排出管5相连通的管接头头6后，被排向粗分离7。在粗分离器7中，大部分辅助液体33已经能够从空气-液体混合物中被分离出来。积聚在粗分离器7中的辅助液体33，将在粗分离器7内的压力作用下被送到液体冷却器23中，并在那里下降一个温度差，辅助液体33从液体冷却器23处重新流入进入管4或重新流到泵工作室进出口之间，以供液体环式泵2继续工作时再次使用。液体冷却器23的尺寸大小，应保证辅助液体33只下降一个比较小的温度差并使辅助液体33在离开液体冷却器23时的温度正好适合于液体环式泵2的工作要求。

粗分离器7内出现的、载有残余辅助液体33的空气，将经由排出孔35排出粗分离器7，再经过气管11流入风扇顶盖13，穿过风扇顶盖后经过气管17和输气孔38到达细分离器19内过滤器40的空腔中。该空气在穿过风扇顶盖13时温度有所下降，一般来说下降约10℃，此时温度将低于辅助液体33从液体环式泵2排出时的排出温度。由于空气温度较低，存在于空气中的辅助液体蒸汽便冷凝出来，这样有利于辅助气体33在过滤器40处的分离过程。

空气在穿过过滤器40后经由排出孔21排出细分离器19。积聚在细分离器19内的辅助液体33，通过排泄孔43和与其相连的返回管27或孔44重新回输入设备循环过程。

由于风扇顶盖13的气体冷却作用，有一部分辅助液体33也可能就在那儿冷凝并积聚在风扇顶盖13的最低位置上。辅助液体33将由那儿出来后通过排泄管26输入细分离器19。因为排泄管26位于过滤器40的后面，所以当它的入口与细分离器19相连时，在它与风扇顶盖13连接处和它与细分离器19接口处之间，会出现一个压力差;这个压力差足以使辅助液体33从风扇顶盖13输入细分离器19。由于安装3排泄管26，单独为了排泄来自风扇顶盖13的辅助液体33而增添一个输送设备就显得多余了。

将液体环式泵2当作真空泵使用，对于液体冷却器23的运行状况特别有好处，因为液体冷却器23的工作温度比气体冷却器13的要高得多。使用这种泵能将比较多的辅助液体33连同压缩气体被一起排出。液体排出数量较多，对于泵在工作时产生的损耗热量的排除也有好处。因为这个缘故，辅助液体33在液体冷却器中冷却时，只需要一个相当小的温度差即可将工作时所产生的损耗热量排放出去。因为粗分离器内已经从大部分辅助液体33中分离出来的气体，其数量与辅助液体33相比甚少，它所能排出的损耗热量也相当小，所以用来冷却气体的气体冷却器也只需要相当小就够了，气体冷却器13的尺寸大小，应能保证气体下降的温度差远远小于辅助液体33在液体冷却器23中下降的温度差。

将辅助液体33和气体分开来进行冷却，能使每种冷却器适合不同的冷却功率要求。总的来说这样做能减少冷却费用。

Claims (16)

1、真空设备，它包括由电动机（1）驱动的带进入管（4）和排出管（5）的液环真空泵（2），其装有储存室的并用来把被输送的气体与辅助液体分离的粗分离器（7）与真空泵的排出管相连，辅助液体（33）从储存室流出，经过其一端（24）与粗分离器相连而另一端（25）与进入管（4）或液环泵（2）的工作室相连的液体冷却器（23）再重新输到液环泵（2），载有残余辅助液体的气体通过相应的气体管道（1和17），引入配置在粗分离器后面的细分离器（19）中，从细分离器分离出来的辅助液体由与其相连的一条返回管输送，其特征在于，粗分离器（7）和细分离器（19）相互分开配置，还载有残余辅助液体（23）的气体经气体冷却器（13）输送到细分离器，该气体冷却器（13）与液体冷却器（23）相对分开配置，两者的尺寸大小应能使气体的温度降到低于在液体冷却器（23）排出口的排出温度。

2、按权利要求1的真空设备，其特征在于，液体冷却器（23）呈螺旋管状它与电动机（1）同心，或安装在电动机（1）和真空泵之间的位置上。

3、按权利要求1的真空设备，其特征在于，电动机（1）上装有一个当作气体冷却器使用的风扇顶盖（13），它为双层结构且罩在电动机（1）风扇（12）的四周，气体能通过风扇顶盖（13）的空腔（16）流出去。

4、按权利要求3的真空设备，其特征在于，气管（11或17）中的一根将风扇顶盖（13）圆周的一侧与粗分离器（7）相连，另一根将风扇顶盖（13）圆周的另一侧与细分离器（19）相连。

5、按权利要求1至4中任何一项的真空设备，其特征在于，粗分离器（7）和细分离器（19）分别装进一个管状壳体中，这两个带有纵轴的壳体装在与电动机纵轴平行的位置上。

6、按权利要求5的真空设备，其特征在于，真空泵的进入管（4）和排出管（5）均向上安装，两个分离器（7和19）分别固定在这两根管子（4或5）中的一根上，且都位于电动机（1）的上方。

7、按权利要求6的真空设备，其特征在于，粗分离器（7）带有进入孔（28），并固定在一个方向指向电动机的，且构成真空泵排出孔的排出管（5）管接头（6）上，细分离器（19）固定在进入管（4）侧面的管接头（22）上。

8、按权利要求7的真空设备，其特征在于，粗分离器（7）和细分离器（19）分别由一个能给管道提供连接位置的头部（8或18）和一个能连接头部（8或18）、并能容纳分离器上其它各部件的容器部分（9或20）组成。

9、按权利要求8的真空设备，其特征在于，粗分离器（7）和细分离器（19）的头部（8或18）以及容器部分（9或20）具有同样的形状和同样的大小。

10、按权利要求8或9的真空设备，其特征在于，容器部分（9或20）呈圆柱形筒体，在其开口端有径向往外突出的边搭接并夹紧即可将容器部分（9或20）固定在头部（8或18）上。

11、按权利要求8的真空设备，其特征在于，所述粗分离器（1）内有一根与容器部分（9）的上壁平行的输气管（29），它与头部（8）相连，输气管（29）的终止端离开容器部分（9）的底部（30）还有一小段距离，容器部分（9）的下部构成储存室，储存室通过一孔与头部（8）的一个排泄孔（37）相连，排泄孔（37）与液体冷却器（23）相连。

12、按权利要求8的真空设备，其特征在于，细分离器（19）内装有一个中空轧辊形的过滤器（40），它的空腔与头部（18）的输气孔（38）相连。

13、按权利要求12的真空设备，其特征在于，细分离器（19）的头部（18）开有一个孔（44），它位于积聚在细分离器（19）内的辅助液体（33）上表面的水平线之下，并通过至真空泵吸入管（4）的侧面管接头（22）。

14、按权利要求13的真空设备，其特征在于，细分离器（19）与一个返回管（27）相连通至真空泵的进入管（4）或通至真空泵工作室进、出孔之间的部位。

15、按权利要求14的真空设备，其特征在于，返回管（27）上装有一个冷凝物分离器。

16、按权利要求3或12的真空设备，其特征在于，风扇顶盖（13）的最低位置接一根排泄管（26），排泄管（26）截面很小，与细分离器（19）相连，并位于积聚在细分离器（19）内的辅助液体（33）上表面的水平线之上。

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