CN102230461A - 一种真空抽取方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空抽取方法及装置，该方法以密闭压力容器作为抽气装置，通过将密闭压力容器内的工作液体排出，使密闭压力容器内形成负压空间，并利用该负压空间来抽吸待制备真空的真空装置中的气体，使所述真空装置达到所需的真空度。与现有的机械往复式真空泵相比，本发明真空抽取装置中没有金属磨擦表面，无须对泵内进行润滑，避免了润滑油油污对周围的污染，而且，运转时噪声小、吸气量大。同时，工作液体在充满密闭压力容器的情况下，可有效提高所能达到的极限真空度和工作效率，另外，因工作液体在密闭系统中运转，损耗很小，因而工作过程中无需连续补充工作液体。

Description

一种真空抽取方法及装置

技术领域

本发明涉及一种真空抽取方法，以及真空抽取装置。 

背景技术

因为水环泵具有能抽取可凝性气体【如水蒸气】等优点而被广泛应用于各粗真空领域中。但是一般的水环泵因为受水的饱和蒸汽压的限制，用水做工作液时，水环泵的极限压强约为：2000-4000帕，用油做工作液时可达130帕。水环泵由于工作时叶轮搅拌液体，损失能量大，故其效率很低。通常水环泵的效率为30%-50%，而且水环泵运转时需要连续补充工作液消耗水量大。机械往复式真空泵也是一种变容式真空泵，它是通过活塞在气缸中往复运动，使气缸内部容积发生周期性变化，从而改变气缸内气体的压强，达到吸、排气的目的。机械往复式真空泵的活塞和气缸运转时存在机械摩擦容易磨损，机体温升较快、噪声较大；吸、排气阀性能要求较高并存在有害空隙，也制约机械往复式真空泵的极限真空度和效率，而且使用的润滑油系统存在对外污染等问题；水环泵和机械往复式真空泵因受机械结构特点的限制，难于制成超大吸气量的单机，且难胜任于气液同吸。 

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种真空抽取方法及真空抽取装置，本方法及装置通过转移密闭压力容器中的工作液体，来改变压力容器内部容纳气体的空间容积，从而改变压力容器内部气体的压强，达到抽真空的目的。 

为实现上述目的，本发明一种真空抽取方法具体为：以密闭压力容器作为抽气装置，通过将密闭压力容器内的工作液体排出，使密闭压力容器内形成负压空间，并利用该负压空间来抽吸待制备真空的真空装置中的气体，最终使所述真空装置达到所需的真空度。 

进一步，通过使所述密闭压力容器中工作液体的注入和排出循环进行的方式，来实现对所述真空装置中气体的连续抽吸。 

进一步，通过选取使用相同温度下具有不同饱和蒸汽压的工作液体，和/或调整工作液体的温度，来配合改变所能获取的极限真空度。 

进一步，通过选择对所抽吸气体具有尽可能低的溶解度的工作液体，来提高对气体的抽吸效率。 

进一步，所述密闭压力容器中工作液体的排出通过液体泵来实现。 

进一步，通过设置液面检测装置对所述密闭压力容器中工作液体下降过程中的液面位置进行检测，并在液面接近设定的最低极限位置时，通过降低所述液体泵的输出功率或通过改变设置在工作液体排出管道上的阀门的开启度，来使液面缓慢下降到所设定的最低极限位置。 

进一步，降低所述液体泵的输出功率可以通过减少同时工作的液体泵的数量来实现，也可以通过降低液体泵转速来实现。 

进一步，随着所述密闭压力容器中真空度的逐渐提高，通过切换能够达到更高真空度的液体泵，使密闭压力容器中的液面最终下降至所设定的最低极限位置。 

进一步，通过向工作液体中添加可呈悬浮状弥散在工作液体中的固体颗粒，来减少工作液体的用量，降低所抽吸气体在工作液体中的溶解量，以提高真空抽取效率。 

进一步，通过设置所述工作液体最低液面与所述液体泵入口之间的垂直高度差并使该高度差与所述工作液体工作时的密度以及重力加速度三者之间的乘积大于所述工作液体所在工作温度范围的饱和蒸汽压，以避免或减少液体泵在工作过程中气蚀现象的发生。 

进一步，通过增大所述高度差来增加所述液体泵入口处工作液体的压力，从而改善所述液体泵的吸入条件，使更多现有的液体泵能适用于本真空抽取方法。 

一种真空抽取装置，该装置包括密闭压力容器、液体泵，密闭压力容器上设置有用于抽吸待抽取真空的真空装置中气体的吸气口、用于排出所吸入气体的排气口、用于注入工作液体的注液口、和用于排出工作液体的排液口，其中，工作液体的排出由液体泵完成，密闭压力容器中所能达到的极限真空压力与所选取的工作液体的性质以及工作液体正常工作时的温度相关。 

进一步，所述排气口位于所述密闭压力容器垂直方向的最高位置处，并且当向密闭压力容器中注入工作液体时，密闭压力容器中的气体可全部在工作液体置换下由排气口排出。 

进一步，所述吸气口、排气口为一个口，该口的吸、排气操作通过阀门进行切换，所述注液口、排液口为一个口，该口的注、排液操作通过阀门进行切换或通过改变所述液体泵的输入输出方向进行切换。 

进一步，所述真空抽取装置包含有至少两个所述密闭压力容器，并通过使两个密闭压力容器互为工作液体输出对象，而使二者的气体抽吸操作交替进行，由此实现对所述真空装置中气体的连续抽吸。进一步，所述密闭压力容器中工作液体最低液面与所述液体泵入口之间的垂直高度差与所述工作液体工作时的密度以及重力加速度三者之间的乘积应该大于所述工作液体所在工作温度范围的饱和蒸汽压，以减少以致避免液体泵在工作过程中气蚀现象的发生。 

一种真空抽取系统包括：密闭压力容器、工作液体供应源、工作液体循环装置、待抽取真空的真空装置，密闭压力容器上设置有吸气口、排气口、注液口和排液口，吸、排气口处均设置有控制阀门，吸气口通过管道与所述真空装置相连，注、排液口通过工作液体循环装置与工作液体供应源相连；工作液体循环装置控制密闭压力容器内液面的上升和下降，下降时，所述真空装置内的气体被吸入到密闭压力容器中，上升时，密闭压力容器中的气体被排出，如此循环，实现对真空装置的真空抽取操作。 

进一步，所述真空抽取系统中还包括用于对所述密闭压力容器中液面的下降位置进行检测的液面检测装置，所述工作液体循环装置根据液面检测装置的检测结果来控制所述液面的下降；所述液面检测装置为液位传感器，或者是带有液位传感器或液位指示装置的液位相平管，或者是液位开关。 

进一步，所述排气口位于所述密闭压力容器垂直方向的最高位置处，并且当向密闭压力容器中注入工作液体时，密闭压力容器中的气体可全部在工作液体置换下由排气口排出。 

进一步，所述真空抽取系统中包含有一个所述密闭压力容器，所述工作液体供应源为储液罐。 

进一步，所述储液罐设置在所述密闭压力容器上方；所述工作液体循环装置由控制阀门、液体泵构成，控制阀门和液体泵并联设置，密闭压力容器中的工作液体由液体泵输出到储液罐，储液罐中的工作液体在自身重力以及作用在所述工作液体上的气体压力共同作用下经控制阀门注入密闭压力容器。 

进一步，所述工作液体循环装置由双向液体泵构成，工作液体在所述密闭压力容器与所述储液罐之间的双向转移均通过双向液体泵进行。 

进一步，所述真空抽取系统中包含有两个所述密闭压力容器，该两个密闭压力容器互为工作液体供应源。 

进一步，所述两个密闭压力容器与所述真空装置为一体制成的复合结构，该复合结构带有相互同心的两个沿垂直方向延伸的圆柱形侧壁，内、外圆柱形侧壁之间设置有两个弧形隔板，该两隔板将内、外圆柱形侧壁之间的环形空间分隔成容积相同、形状相同的两部分，内圆柱形内部空间连带其两端端盖构成所述真空装置，内、外圆柱形侧壁之间的两部分连带各自两端端盖分别构成所述的两个密闭压力容器。 

进一步，所述两隔板为半圆弧形，两半圆弧的开口方向周向相同，并且，半圆弧形径向两侧边分别与外圆柱形侧壁的内表面和内圆柱形侧壁的外表面相切并固合。 

进一步，所述两个密闭压力容器为一体制成的复合容器，该复合容器由密闭外壁及其内腔中排布的若干根上下延伸的圆管构成，各圆管上端开口之间是相互畅通的、同样下端开口之间也是相互畅通的，并由此在外壁包围的内腔中分隔出一个由所述圆管背侧空间构成的独立空间，该独立空间与其外部的空腔空间分别构成所述的两个密闭压力容器。 

进一步，所述复合容器为沿垂直方向延伸、两端封闭的圆筒状，所述圆管均沿垂直方向延伸，并且，所述独立空间与所述圆管外部的内腔空间的容积相等。 

进一步，所述系统中还配置有辅助储液罐，该辅助储液罐与所述密闭压力容器上的排气口相接，密闭压力容器输出的气体经辅助储液罐上设置的气体排放口排放，辅助储液罐同时用于向所述系统中补充工作液体和盛接密闭压力容器注满后经其排气口溢出的工作液体。 

进一步，所述密闭压力容器上所述吸气口和所述排气口处的控制阀门均为单向阀，其中，吸气口处的单向阀的入口端与所述真空装置相连，出口端与密闭压力容器相连，排气口处的单向阀的入口端与密闭压力容器相连，出口端与所述辅助储液罐相连。 

进一步，所述密闭压力容器上所述吸气口处的控制阀门为电磁阀，该电磁阀的两端分别与密闭压力容器和所述真空装置相连，所述排气口处的控制阀门为单向阀，该单向阀的入口端与密闭压力容器相连，出口端与所述辅助储液罐相连，所述电磁阀的两端还并联有一用于采集电磁阀两端压差，即：采集所述真空装置与密闭压力容器之间压差的压差传感器/压差开关，由此共同构成具有模拟单向阀功能的进气装置，在真空装置中的压力大于密闭压力容器中的压力并达到预定值后打开电磁阀，使真空装置中的气体被吸入密闭压力容器，电磁阀的关闭由所述液面控制装置进行控制或分别由所述压差传感器/压差开关的复位信号和压力传感器/压力开关的复位信号进行控制；所述差传感器/压差开关的复位信号只当真空装置中的压力略大于密闭压力容器中的压力以及小于或等于密闭压力容器中的压力时发出; 另外吸气口处的电磁阀之间通过设置互锁电路以避免吸气口处的电磁阀同时开启。 

进一步，所述排气口处的所述单向阀为与所述辅助储液罐相连通的浮漂式单向阀，该单向阀包括壳体、上盖、浮漂，阀芯和阀座；壳体底部出口处加工成能与阀芯相吻合的阀座；同时壳体底部及上盖上均设置有气液进出口，其中，阀芯与壳体底部上的阀座以及气液进出口相配合，由此构成向壳体内打开的单向阀结构，同时，阀芯直接设置在浮漂上或通过连线或连杆与浮漂连接，当工作液体通过阀芯进入壳体，并当壳体内工作液体液面达到一定高度后，浮漂携带阀芯一同浮起，并使单向阀保持开启状态；壳体底部的气液进出口直接或通过管道与所述密闭压力容器的排气口相接，上盖上的气液进出口直接或通过管道与辅助储液罐相接。 

进一步，所述壳体内还设置有沿其垂直中心线延伸的导向杆，所述阀芯及所述壳体底部的气液进出口位于导向杆的正下方，所述浮漂上设置有与导向杆相配合的垂直中心孔。 

进一步，所述密闭压力容器上所述吸气口和所述排气口处的控制阀门均为电磁阀，其中，吸气口处电磁阀的两端分别与密闭压力容器和所述真空装置相连，排气口处电磁阀的两端分别与密闭压力容器和所述辅助储液罐相连，吸气口处电磁阀的两端并联有一压差传感器/压差开关，同时，密闭压力容器上设置有一压力传感器/压力开关；所述压差传感器/压差开关用于采集所并联电磁阀两端的压差，即：采集所述真空装置与压力容器之间的压差，在真空装置中的压力大于密闭压力容器中的压力并达到预定值后，相应吸气口处的电磁阀打开，真空装置中的气体进入并置换密闭压力容器内部空间；所述压力传感器/压力开关用于采集密闭压力容器中的压力，并在该压力上升到预定值后，打开相应排气口处的电磁阀，使密闭压力容器向外排气；密闭压力容器吸气口和排气口处的电磁阀的关闭分别由所述压差传感器/压差开关的复位信号和压力传感器/压力开关的复位信号进行控制；所述差传感器/压差开关的复位信号只当真空装置中的压力略大于密闭压力容器中的压力以及小于或等于密闭压力容器中的压力时发出; 另外吸气口处的电磁阀之间通过设置互锁电路以避免吸气口处的电磁阀同时开启。 

进一步，所述辅助储液罐上还设置有辅助液位传感器，该辅助液位传感器用于对辅助储液罐中的工作液体的液面进行检测，当其中一个所述密闭压力容器中的工作液体的液面下降到设定位置，而接受排气的辅助储液罐中的工作液体液面尚未到达设定高度时，则发出补充工作液体信号，此时，另一密闭压力容器排气口处的电磁阀处于打开状态，并在辅助储液罐中的工作液体液面被补充到或超过设定位置后，在辅助液位传感器控制下，关闭所述处于打开状态的电磁阀。 

进一步，所述真空抽取系统中还设置有气液分离器，该气液分离器上的气体进口与所述辅助储液罐上的所述气体排放口相连，辅助储液罐排出的气体在气液分离器中进行气液分离后，最终从气液分离器上的气体出口排出。 

进一步，所述密闭压力容器上的注液口和排液口为一个口，该口的注、排液操作通过所述工作液体循环装置进行切换；所述工作液体循环装置为工作液体双向输送装置，该双向输送装置由双向液体泵构成，工作液体在所述两个密闭压力容器之间的双向转移均通过双向液体泵进行；或者，所述双向输送装置由两个相互并联的单向液体泵构成，工作液体在两个密闭压力容器之间的双向转移分别由两个单向液体泵完成；或者，所述双向输送装置由两个单向液体泵和两个控制阀门构成，两个单向液体泵分别与两个控制阀门串联后构成两组单向输送装置，工作液体在两个密闭压力容器之间的双向转移分别由两组单向输送装置完成。 

进一步，所述密闭压力容器上的注液口和排液口为一个口，该口的注、排液操作通过所述工作液体循环装置进行切换；所述工作液体循环装置为工作液体双向输送装置，该双向输送装置由一个单向液体泵和一个换向装置构成，所述换向装置可以由换向阀构成，也可以是由若干个控制阀门组合而成的换向阀组，工作液体在两个密闭压力容器之间的双向转移均由单向液体泵完成，而单向液体泵输入、输出端与两个密闭压力容器之间连接关系的交替转换由换向装置来完成。 

进一步，所述换向装置由四个控制阀门组合而成。 

进一步，所述双向输送装置中包含有若干个相互并联的液体泵，同时工作的液体泵的数量与所述密闭压力容器中工作液体液面的下降位置相关，即：随着液面逐渐接近所设定的最低极限位置，同时工作的单向液体泵的数量逐渐减少，以降低工作液体液面接近所设定的最低极限位置的速度，以使系统能平稳运行。 

进一步，所述真空抽取系统中还设置有液体过滤装置，该过滤装置设置在所述液体泵一侧管道中。 

进一步，所述真空抽取系统中还设置有冷却装置，利用该冷却装置对系统中运转的工作液体进行冷却，以使真空抽取系统能够获得尽可能高的真空度；所述冷却装置由制冷装置及热交换器构成，其中的热交换器设置在工作液体流经的通道上，或设置在所述密闭压力容器上/中。 

进一步，对所述真空抽取系统中向外界散失冷量的外露部分作相应的保温处理以达保温及节能的目的。 

进一步，所述真空抽取系统所使用的工作液体中添加有固体颗粒，该固体颗粒以悬浮状弥散在工作液体中，并且该固体颗粒可随工作液体一同由液体泵驱动在系统中运转。 

进一步，所述液体泵为单螺杆泵，系统中所用的控制阀门为电动二通球阀。 

进一步，所述固体颗粒为与工作液体密度相似、韧性好、性质稳定的光滑圆珠状颗粒或圆球体。 

进一步，所述密闭压力容器中工作液体最低液面与所述液体泵入口之间的垂直高度差与所述工作液体工作时的密度以及重力加速度三者之间的乘积应该大于所述工作液体所在工作温度范围的饱和蒸汽压，以减少以致避免液体泵在工作过程中气蚀现象的发生。 

进一步，所述液体输运系统包括：与液体源相接的液体输送管道，液体输送管道上在远离液体源位置处设置有液泵，液泵与液体源液面之间被气体所隔断，使用所述液体输运系统输运液体时，首先利用权利要求12-16所述真空抽取装置抽取液泵与液体源液面之间的气体，使液体源的液体到达液泵处，然后启动液泵进行液体输运。 

进一步，所述液体输运系统包括液体输送管道，该液体输送管道一端与液体源相接，另一端与权利要求12-16所述真空抽取装置中的密闭压力容器上的进气阀门的公共进气口相接或与连通在该公共进气口的管道相接，所述吸气口与液体源液面之间被气体所隔断，使用所述液体输运系统输运液体时，首先利用权利要求12-16所述真空抽取装置抽排液体输送管道中的气体，直至液体源的液体置换输送管道中的气体并进入密闭压力容器中，然后直接利用真空抽取装置中的液体泵进行液体源液体的输运；该过程中无论是气体或液体或气液混合体均能顺利地通过本真空抽取系统排出或输运。 

进一步，所述液体输运系统包括：与液体源相接的液体输送管道，液体输送管道上在远离液体源位置处设置有液泵，液泵与液体源液面之间被气体所隔断，液泵与液体源之间的液体输送管道即构成所述真空抽取系统中的真空装置，使用所述液体输运系统输运液体时，首先利用所述真空抽取系统抽取液泵与液体源液面之间的气体，使液体源的液体到达液泵处，然后启动液泵进行液体输运。 

进一步，所述液体输运系统包括液体输送管道，该液体输送管道即构成所述真空抽取系统中的真空装置，其一端与液体源相接，另一端与所述真空抽取系统中的密闭压力容器上的吸气口相接，所述吸气口与液体源液面之间被气体所隔断，使用所述液体输运系统输运液体时，首先利用所述真空抽取系统抽取液体输送管道中的气体，直至将液体源的液体吸入到密闭压力容器后，然后利用真空抽取系统中的液体泵进行液体源液体的输运。 

由于本发明真空抽取系统采用工作液体作为介质，因此，为了提高系统的工作效率，保证系统的运行安全，其中所使用的工作液体应根据下述原则进行选择： 

①饱和蒸汽压低；

②粘度低；

③当被抽气体是非可凝性气体时，被抽气体在工作液体中应具有尽可能低的溶解度；

④而当被抽气体是可凝性气体时，工作液体的密度应尽可能大于或等于被抽气体液态时的密度，以防止液态气体下沉入工作液体底部影响系统正常工作；

⑤慎重使用与被抽气体能发生化学反应的工作液体。

本发明以液体泵作动力，往复转移密闭压力容器中的工作液体，循环改变压力容器内部容纳气体的空间容积，从而改变压力容器内部气体的压强，以气、液连续置换空间的工作方式达到连续抽真空的目的。 

与现有的机械往复式真空泵相比，本发明真空抽取系统中没有金属磨擦表面，无须对泵内进行润滑，避免了润滑油油污对周围的污染，而且，运转时噪声小、吸气量大。同时，工作液体在充满密闭压力容器的情况下，可有效提高所能达到的极限真空度和工作效率，另外，因工作液体在密闭系统中运转，损耗很小，因而工作过程中无需连续补充工作液体。 

本发明中所述真空抽取装置/系统可实现对气体、液体的连续抽吸，还可对气液混合物进行抽取。 

因本发明系统所能达到的极限真空度与工作液体的温度、工作液体的种类相关，因而可方便地通过降低工作液体温度、选择使用饱和蒸汽压尽可能低的工作液体，来调整所能达到的极限真空度。例如，使用饱和食盐水作工作液时，可使工作液温度降到0℃以下，极限压强可低于610帕。 

另外，气蚀是造成液体泵损坏和降低液体泵效率的重要原因之一，因而，保证密闭压力容器中工作液体最低极限液面位置到液体泵入口端具有足够大的高度差，可减少甚至防止液体泵处气蚀的发生，保证液体泵始终处于良好的工作状态，延长其使用寿命。 

附图说明

图1为实施例1真空抽取系统结构示意图； 

图2为浮漂式单向阀结构示意图；

图3为实施例2结构示意图；

图4为实施例3结构示意图；

图5为实施例4结构示意图；

图6为实施例4中密闭压力容器断面结构示意图；

图7为实施例4中密闭压力容器的另一种形式的结构示意图；

图8为实施例4中真空抽取系统外部结构示意图；

图9为实施例5结构示意图；

图10为实施例5中密闭压力容器结构示意图；

图10a为实施例5中密闭压力容器断面结构示意图；

图11为实施例6结构示意图；

图12为实施例7结构示意图；

图13为真空抽取系统中具有3个密闭压力容器时所用换向装置结构示意图；

图14本发明所能实现的极限真空度原理示意图；

图15为应用实例1中的液体输运系统结构示意图；

图16为应用实例2中的液体输运系统结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1中所示，本实施例中的真空抽取系统包括：真空抽取装置和待抽取真空的真空装置22。其中真空抽取装置包括：两个容积相等的密闭压力容器13、14，用于将工作液体在两个压力容器之间进行循环的工作液体循环装置。

密闭压力容器上设置有用于从待抽真空的真空装置中抽吸气体的吸气口、用于排出所吸入的气体的排气口、用于注入工作液体的注液口和用于排出工作液体的排液口。上述吸气口、排气口和注液口、排液口可各自单独设置在密闭压力容器上，也可如本实施例中和下面实施例中所示的那样：吸气口、排气口合并在一个口上，注液口和排液口合并在一个口上。无论单独设置还是合并设置，都需将排气口设置在密闭压力容器垂直方向上的最高点处，以保证向密闭压力容器中注入工作液体时，密闭压力容器中的气体能够在工作液体置换下，全部从排气口排出。 

另外，为了便于对密闭压力容器进行维护，同时也为了提高其内部空间的利用率，最好将排液口设置在密闭压力容器垂直方向上的最低点处，以保证在气体的置换下，工作液体能够从排液口全部排出。 

如图1中所示，两个压力容器13、14的顶端分别设置有排气口131、141，两个排气口均连接有进气管道和排气管道，其中，排气口131、141均通过各自的进气管道与真空装置22相连，排气管道用于将密闭压力容器13、14中的气体排出。进气管道和排气管道上均设置有单向阀，设置在进气管道上的单向阀为进气逆止阀11、12，其入口端均与真空装置22相连，出口端分别与密闭压力容器13、14的排气口131、141相连。排气管道上设置的单向阀为分别设置在两个辅助储液罐3、8中的浮漂式单向阀5、6。两个浮漂式单向阀5、6的入口端设置在两个辅助储液罐3、8的底部，通过排气管道分别与排气口131、141相连。 

两个辅助储液罐3、8的结构相同，两个浮漂式单向阀5、6的结构相同。下面以辅助储液罐8和浮漂式单向阀6为例对二者结构进行说明。 

如图2所示，浮漂式单向阀6包括壳体66、上盖67、浮漂61，阀芯62；壳体66的底部设置有气液进出口64，上盖67的顶端设置有气液进出口68，在浮漂61中间沿其垂直轴线设置有中心孔63，阀芯62固定在浮漂上中心孔63的下端，当然阀芯62也可通过连杆或连线与浮漂61相连。上盖67通过法兰盘与壳体66相连。在壳体66上设置上盖67，可方便浮漂61的安装和拆卸。壳体66内，沿其垂直中心线还设置有垂直导向杆69，该导向杆69既可以固定在壳体66上，也可以固定在上盖67上。气液进出口64上通过加工成与阀芯62相匹配的环形光滑结构接触面65后，构成浮漂式单向阀6的阀座65。浮漂式单向阀6装配后，垂直导向杆69插入到浮漂61的中心孔63中，对浮漂61的上下移动进行导向。安装在浮漂61下方的阀芯62可以在下方压力顶推下向上移动而使浮漂式单向阀6被开启排气，直至工作液体在充满密闭压力容器后，工作液体经浮漂式单向阀6的阀芯62进入壳体66，并在工作液体的浮力作用下使浮漂61上浮并拉起阀芯62从而使浮漂式单向阀6保持开启状态。正常工作时，在密闭压力容器14向外排气前，壳体66内只有少量工作液体，浮漂61连带阀芯62坐落在气液进出口64上而使浮漂式单向阀6处于关闭状态，当密闭压力容器14开始向外排气时，阀芯62连同浮漂61在气体顶推下向上运动而打开浮漂式单向阀6，密闭压力容器14中的气体经浮漂式单向阀6向外排出，直至工作液体在充满密闭压力容器14后经浮漂式单向阀6的阀芯62进入到壳体66中。当壳体66中进入一定量的工作液体后，阀芯62便随浮漂61浮起而保持着打开状态，直至密闭压力容器14进入吸气过程、经浮漂式单向阀6的阀芯62进入壳体66中的工作液体重新返回密闭压力容器14里、浮漂61下降直至单向阀6关闭。经浮漂式单向阀6的阀芯62进入并使浮漂浮起的那部分余量工作液体，是为了使密闭压力容器中的气体可以充分排出，同时对系统运行过程中工作液体的消耗进行自动补充。阀芯62应选择具有一定弹性的材料制成，例如：橡胶等。 

当系统运行过程中需要实时补充的工作液体的量不是很大时，即浮漂式单向阀6的壳体66中能够容纳这部分用于实时补充的余量工作液体时，就如图1中所示的那样，浮漂式单向阀6直接作为辅助储液罐来使用，此时，辅助储液罐8的罐体83与壳体66合二为一，罐体底部的气液进出口82与气液进出口64合二为一，罐体83顶端的工作液体加注口7与气液进出口68合二为一，同时，排气口81设置在上盖67上。 

当系统中需要保持有较大量的余量工作液体时，浮漂式单向阀6则可如图2中所示的那样，单纯作为体积较小的浮漂式单向阀6来使用，而在浮漂式单向阀6气液进出口68上连接专门的辅助储液罐8。 

位于辅助储液罐8的顶盖上的排气口81通过管道与气液分离罐2相连，密闭压力容器14排出的气体由辅助储液罐8的排气口81排出后，经气液分离罐2完成气液分离并排出。使用气液分离罐2可减少排出气体中夹杂过多的工作液体，并将进入其中的工作液体分离出来用于再次投入使用，避免浪费。 

如图1所示，两个密闭压力容器13、14的底部均设置有排液口130、140；两个排液口130、140分别通过管道与工作液体循环装置连接。在两个密闭压力容器13、14的下部或其排出管道上还分别设置有液位传感器15、16；两个液位传感器15、16分别用于对两个密闭压力容器13、14中液面的下降位置进行检测，液位传感器15、16的具体设置位置根据系统设定的工作液体液面的最低极限位置来确定。工作液体循环装置则根据两个液位传感器15、16的检测结果来控制两个密闭压力容器中工作液体的排出或注入。 

本实施例中的工作液体循环装置包括：两个电磁阀25a、25b，两个单向液体泵20a、20b。两个电磁阀25a、25b和两个单向液体泵20a、20b组成两条反向并联液体输送支路，每条支路由一个单向液体泵和一个电磁阀串联构成。其中，单向液体泵20a和电磁阀25a所构成的支路将密闭压力容器14中的液体输入至密闭压力容器13中，单向液体泵20b和电磁阀25b所构成的支路将密闭压力容器13中的液体输入到密闭压力容器14中。 

真空装置22上设置有真空压力表9、气体出口、气体入口23和设置在气体入口23上的气体过滤装置10，此时，真空装置22并非最终所抽取的对象，而是作为最终抽取对象与密闭压力容器之间的一个中间环节。真空压力表9用于测量真空装置22中的真空度，气体出口通过两个密闭压力容器13、14的进气管道与两个密闭压力容器13、14的排气口131、141相连，气体过滤装置10用于净化进入到真空装置中的气体。 

假设在初始状态，密闭压力容器13中充满工作液体，并且辅助储液罐3中有一定量的余量工作液体使其内的浮漂上浮并保持浮漂式单向阀5开启状态，且密闭压力容器14内液面为最低液位。本实施例真空抽取系统的工作过程如下： 

开启电磁阀25b和单向液体泵20b，单向液体泵20b，的进、出口形成压差，密闭压力容器13中的工作液在重力和作用在工作液面上的气体压力的共同作用下从密闭压力容器13的排液口130流出并依次流经单向液体泵20b 、电磁阀25b和排液口140并进入密闭压力容器14；过程中密闭压力容器13内工作液量逐渐减少，容纳气体的容积逐渐增大，气体压强降低，于是进气逆止阀11因压差增大而自动开启，被抽气体遵循气体平衡原理逐渐进入并置换原来工作液所在的空间，同时密闭压力容器14里的工作液量逐渐增多，工作液体置换密闭压力容器14内气体所占的空间，密闭压力容器14内部容纳气体的容积逐渐减少，气体压强增高，驱动浮漂式单向阀6开启排气，这就是密闭压力容器13的吸气和密闭压力容器14的排气过程，当密闭压力容器13中的工作液位降至设置液位时，密闭压力容器14里的工作液已从浮漂式单向阀6的出口满出，部分工作液进入辅助储液罐8中，浮漂式单向阀6的浮漂上浮并保持其阀芯开启，密闭压力容器14里的气体被完全排出，此时液位传感器15触发控制关闭电磁阀25b和单向液体泵20b并同时开启电磁阀25a 和单向液体泵20a；这就是密闭压力容器13的吸气和密闭压力容器14的排气过程的结束，同时又是密闭压力容器13的排气和密闭压力容器14的吸气过程的开始。随着工作液的反转，密闭压力容器14里的工作液流出，辅助储液罐8中的工作液经浮漂式单向阀6返回入密闭压力容器14中，浮漂下降以致浮漂式单向阀6关闭，密闭压力容器14里的工作液量继续减少而形成连续变大的真空容积空间，密闭压力容器14吸气，密闭压力容器13排气，直到液位下降至设定液位时，液位传感器16被触发，系统再次反转，如此延续上述吸、排气过程即可完成对真空装置的连续真空抽取。

通过对浮漂式单向阀6内的浮漂自身重量的调整，可以对浮漂式单向阀6的开启压力和关闭时机进行调整。 

实施例2

如图3中所示，本实施例中的真空抽取系统结构与实施例1相比，其区别在于，本实施例中的工作液体循环装置包括：一个单向液体泵20和一个换向装置19；换向装置19由4个并联设置的电磁阀19a-19d构成，其中阀19a、19b为同向设置，阀19c、19d为同向设置但与阀19a、19b反向。该工作液体循环装置的一种工作状态为：工作液体由密闭压力容器13中流出，依次经电磁阀19a、液体过滤器18、热交换器21进入单向液体泵20、电磁阀19c进入到密闭压力容器14中；另一种工作状态为工作液体由密闭压力容器14中流出，依次经电磁阀19b、液体过滤器18、单向液体泵20、电磁阀19d进入到密闭压力容器13中。

另外，如图3所示，本实施例中的真空抽取系统还包括：工作液体过滤装置和冷却装置；工作液体过滤装置为设置位于单向液体泵20输入端一侧的与换向装置19连接的管道中的液体过滤器18，用于对工作液体组成部分以外的有害杂质进行选择性的过滤，以避免其中的杂质对真空抽取系统中的各组成部分造成损害。冷却装置用于使工作液体降温，使工作液体在工作时的饱和蒸汽压尽可能低，从而使真空抽取系统能够获得更高真空度。本实施例中的冷却装置包括：设置在工作液体循环装置管道上的热交换器21及其制冷装置17。 

实施例3

如图4中所示，本实施例中的真空抽取系统的结构与实施例2中的真空抽取系统基本相同，其不同点在于：冷却装置中包含有两个热交换装置113、114，该两个热交换装置113、114分别设置在两个密闭压力容器13、14上。将热交换器直接设置在密闭压力容器上，其优点为冷却装置对工作液体进行降温的同时，还加强了对被抽气体降温，从而有利于捕集被抽气体分子，这种方式尤其适合抽取例如水蒸气等具有冷凝性质的气体。本实施例中的真空抽取系统尤其适合用于真空冷却气调保鲜领域中。

需要说明的是，实施例1的真空抽取系统中也可以使用实施例2、3中的冷却装置和液体过滤器，以实现相同的效果。 

实施例4

本实施例中的真空抽取系统的结构与实施例2中的真空抽取系统结构基本相同，其不同之处在于，两个密闭压力容器13、14的形状与设置方式。两个密闭压力容器13、14的进气口、排气口，注液口与排液口的设置方式与实施例1中相同。如图5、6、8中所示，本实施例中将两个密闭压力容器13、14和真空装置22设置在一起，组成复合压力容器134。复合压力容器134包括：圆柱形外壁135；与圆柱形外壁135同轴设置的圆柱形内侧壁201，上端盖136a、136b和下端盖137a、137b；设置在圆柱形内侧壁上端的上端盖220和下端盖221；上端盖136a、136b和上端盖220可制成一体结构或为独立结构；下端盖137a、137b和221也可制成一体结构或为独立结构。在内、外侧壁201、135之间设置有两个半圆柱面隔板381、371，圆柱形内侧壁201的外表面与圆柱形外壁135内表面分别与半圆柱面隔板381、371相切接合，两隔板381、371将内、外圆柱形侧壁201、135之间的环形空间分割成容积相同、形状相同的两部分。内、外圆柱形侧壁201、135之间被分隔的两部分与各自上、下端盖分别构成两个密闭压力容器13、14。圆柱形内侧壁201与其上、下端盖220、221构成真空装置22。在两个密闭压力容器13、14的上端盖136a、136b上分别设置有排气口321、331，在下端盖137a、137b上分别设置有排液口341、351。排气口321、331和排液口341、351的设置原则与实施例1相同。真空装置22的上端盖220上设置有气体出口230、气体入口23和真空压力表9，气体过滤装置10设置在上端盖220内。在下端盖221上还设置有排污口200，用于将真空装置22中的杂质排出。本实施例的真空抽取系统的优点为，结构紧凑、空间利用率高和美观。

另外，本实施例中的复合压力容器的结构形式也可如图7中所示，在圆柱形内侧壁201与两个半圆柱面隔板381、371连接处附近设置两个圆筒1000，这两个圆筒1000也与圆柱形内侧壁201相同沿轴线方向贯穿与整个复合密闭压力容器，这两个圆筒1000可用作导线和气管等通道，或直接用作真空装置22与两个密闭压力容器连通的气液管道。 

实施例5

如图9中所示，本实施例中的真空抽取系统是在上述实施例中所限定的真空抽取系统的结构基础上加以改进。其中，两个密闭压力容器13、14为内外结构复合密闭压力容器，两个密闭压力容器13、14的容积相等。两个密闭压力容器13、14的进气口、排气口，注液口与排液口的设置方式与实施例1中相同。如图10、10a中所示，复合密闭压力容器的两端各自由两个圆弧面形或锥面形端盖405、406以一定间距叠加并结合密闭内壁封闭成一圆筒状结构，其上端内、外端盖406、405最高处连带管道设置有排气口141、131，下端内、外端盖406a、405a最低处连带管道设置有排液口140、130，复合密闭压力容器内部上、下406、406a端盖之间还设置有若干支平行且环绕密闭压力容器14垂直中轴线的圆管407，且圆管各自延伸且贯穿并紧密结合于密闭压力容器内部的上、下端盖406、406a上，由此，圆管内空间延展至所述复合密闭压力容器两端内外端盖叠加形成的空间即构成密闭压力容器13；而圆管背面与所述复合密闭压力容器内的上下端盖内侧及密闭内壁包围共同形成的独立空间即构成密闭压力容器14。

如图9中所示，两个密闭压力容器13、14的排气口131、141上设置有进气管道和排气管道，两个进气管道的一端分别与排气口131、141相连，另一端均与真空装置22相连；在两个进气管道上的控制阀门为电磁阀26、27，电磁阀26、27还分别并联有两个压差传感器/压差开关28、29，压差传感器/压差开关28、29分别用于测量两个电磁阀26、27两端的压差，即采集真空装置22与密闭压力容器13、14之间的压差。当密闭压力容器13进入吸气过程时，在真空装置22中的压力大于密闭压力容器13中的压力，并达到预定值时，在压差传感器/压差开关28的作用下，电磁阀26打开，使真空装置22中的气体被吸入到密闭压力容器13中；当密闭压力容器14进入吸气过程时，在真空装置22中的压力大于密闭压力容器14中的压力，并达到预定值时，在压差传感器/压差开关29的作用下，电磁阀27打开，使真空装置22中的气体被吸入密闭压力容器14中。当液位传感器15检测到密闭压力容器13中的工作液体液面下降到设定的最低极限位置时，控制电磁阀26关闭；当液位传感器16检测到密闭压力容器14中的工作液体液面下降到设定的最低极限位置时，控制电磁阀27关闭。两个浮漂式单向阀5、6均设置在同一个辅助储液罐3a中。两个浮漂式单向阀5、6的入口端均设置在辅助储液罐3a的底部，并分别通过排气管道与两个密闭压力容器13、14的排气口131、141相连。由排气口131、141排出的气体由设置在辅助储液罐3a的上部的气体排放口排出后，再经过气液分离器2对其进行气液分离，然后排入到大气中。两个电磁阀26、27的关闭还可分别由与其相连的压差传感器/压差开关的复位信号和压力传感器/压力开关的复位信号进行控制；差传感器/压差开关的复位信号只当真空装置中的压力略大于或小于或等于密闭压力容器中的压力时发出; 另外吸气口处的电磁阀之间通过设置互锁电路以避免吸气口处的电磁阀同时开启。 

本实施例中，设置在两个密闭压力容器13、14上的液位控制装置为分别设置在两个液位相平管33、34上的液位传感器15、16。两个液位相平管33、34的两端分别与两个密闭压力容器13、14的排气口和排液口相连通。两个液位传感器15、16分别用于检测两个密闭压力容器13、14内部工作液体的液面位置，并据此控制工作液体循环装置19的工作。两个液位相平管33、34也可在接近两个压力容器底端的部分设置透明管段，以便于操作者能够直观地观察两个密闭压力容器内部工作液体的液位。 

本实施例真空抽取系统工作时，密闭压力容器13中的工作液体从排液口130流出，并依次进入换向装置19、液体过滤器18、热交换器21、和单向液体泵20后，再经过换向装置19进入到密闭压力容器14中，随着工作液体的排出，密闭压力容器13内的容纳气体的容积逐渐增大，其内部气体压强降低驱动压差传感器/压差开关28动作，开启电磁阀26，真空装置22中的气体被抽吸到密闭压力容器13中。与此同时，密闭压力容器14的工作液体逐渐增多，其内气体压强增高，浮漂式单向阀6被顶开，进行排气。当密闭压力容器13中的工作液体降至设定液位时，密闭压力容器14中的气体已完全被置换成工作液体，并且余量工作液体已通过浮漂式单向阀6进入辅助储液罐3a中，液位传感器15动作，控制换向装置19转换工作液体的流向，密闭压力容器13的吸气过程和密闭压力容器14的排气过程结束，进入密闭压力容器14的吸气和密闭压力容器13的排气过程。随着工作液体的反转，密闭压力容器14里的工作液体下降，辅助储液罐3a中的工作液体经浮漂式单向阀6返回到密闭压力容器14中，浮漂随着其内液面的下降将浮漂式单向阀6关闭，密闭压力容器14里的工作液体量逐渐减少，密闭压力容器14吸气，直到液位下降至设定液位时，液位传感器16动作，工作液体流向再次反转，如此往复，完成对真空装置22的真空抽取。在工作液体循环的过程中，在冷却装置17和热交换器21的作用下，工作液体始终保持低温工作。另外，可以使用灵敏度较高的压差开关或使用合适的压差传感器配合数字开关电路，触发控制进气管道上的控制阀门的启闭。本实施例中两个密闭压力容器复合在一起使整个装置的结构更加紧凑，提高空间利用率。 

实施例6

如图11所示，本实施例中真空抽取系统是对实施例5中的真空抽取系统的调整，将实施例5中的进排气装置中的两个浮漂式单向阀5、6分别替换成电磁阀105、106。电磁阀105、106分别设置在两个密闭压力容器13、14的排气管道上，电磁阀105、106的一端均与辅助储液罐3的底部气液进出口连通，两阀的另一端分别与密闭压力容器13、14的排气口131、141连通。辅助储液罐3上加设有辅助液位传感器111。在两个压力容器13、14的进气管道上还分别增设有压力传感器/压力开关128、129。压力传感器/压力开关128、129分别用于采集密闭压力容器13、14中的压力，并在密闭压力容器13或14中的压力上升到预定值时后，打打电磁阀105或106，使密闭压力容器13或14排气。两个设置在排气管道上的电磁阀26、27的关闭则分别由两个密闭压力容器13、14上的液位控制装置控制。或者可分别由压差传感器/压差开关的复位信号和压力传感器/压力开关的复位信号进行控制；压差传感器/压差开关的复位信号只当真空装置中的压力略大于（此压力值可通过压差传感器/压差开关的相关设置得到）或小于或等于密闭压力容器中的压力时发出; 另外吸气口处的电磁阀之间通过设置互锁电路以避免吸气口处的电磁阀同时开启。

本实施例中，两个密闭压力容器13、14的液位控制装置与实施例5中相同，同样是设置在液位相平管中的液位传感器，不过本实施例中设置在每个液位相平管中的液位传感器为三个，在两个液位传感器15、16的上方还分别增设了两个上液位传感器115、116和两个中液位传感器117、118。 

另外，本实施例中还使用三个单向液体泵并联组成的液泵组120取代实施例5中的单个单向液体泵作为工作液体循环的动力源，除此之外，也可使用转速可调的液体泵来代替单个单向液体泵。液泵组120中的每个单向液体泵均串联有用于控制该泵开启和关闭的电磁阀。液泵组120中同时运转的单向液体泵的数量由设置在液位相平管33、34上的三个液位传感器来控制，在密闭压力容器13、14的吸气过程中，当工作液体处于高液位时，三个单向液体泵均开启，当工作液体降至上液位传感器115或116的触发位置时，关闭其中的一个单向液体泵，降低密闭压力容器中的液面的下降速度，当工作液体降至中液位传感器117或118的触发位置时，再关闭其中的一个单向液体泵，进一步降低密闭压力容器中的液面下降速度，直至工作液体降至液位传感器15或16的触发位置后，关闭最后的一个单向液体泵，由此实现在密闭压力容器在吸气过程快结束时，使其内的工作液体液面以较低的下降速度接近并到达所设定的最低极限位置，以避免对系统的运转造成过大的冲击，保证系统的工作平稳性。如果使用转速可调的单向液体泵作为动力源时，则可通过三个液位传感器控制其转速，来达到与液泵组120相同的工作效果。 

由于随着密闭压力容器中的真空度的不断提高，也就是液体泵的工况发生了变化，于是对液体泵性能的要求也越来越高，因而还可选用若干个分别能够达到不同真空度即适合于不同工况使用的液体泵来组成液泵组，并使液泵组中的各液体泵分别在不同的真空度区间工作。 

本实施例中的真空抽取系统工作时，随着液泵组120的运转，密闭压力容器13中的工作液体从底部出口排出并依次进入换向装置19、液体过滤器18、热交换器21和液泵组120，再经换向装置19进入密闭压力容器14中，密闭压力容器13内容纳气体的容积逐渐增大，气体压强降低，驱动压差传感器/压差开关28动作并控制进气电磁阀26开启，被抽气体进入密闭压力容器13。与此同时，密闭压力容器14的工作液体逐渐增多，内部容纳气体的容积逐渐减少，气体压强增高，驱动压力传感器/压力开关129动作并控制电磁阀106开启，进行排气。当密闭压力容器13中的工作液体降至液位传感器115的触发位置时，液位传感器115动作，关闭液泵组120中的其中一个单向液体泵，降低工作液排出速度，随着密闭压力容器13中的液位继续降低，液位达到液位传感器117的触发位置时，再关闭液泵组120中的一个单向液体泵，进一步降低密闭压力容器13内工作液体的下降速度，当工作液体下降到设定的最低极限位置时，即下降到液位传感器15的触发位置时，关闭最后的一个单向液体泵，同时关闭电磁阀26，密闭压力容器13停止吸气。此时，密闭压力容器14内已充满工作液体，余量工作液体已经进入储液罐3中。液位传感器15工作，控制电磁阀26关闭和换向装置19转换工作液体的流向。开始密闭压力容器14的吸气和密闭压力容器13的排气过程。随着工作液体流向的反转，储液罐3中的余量工作液体进入密闭压力容器14，当储液罐3中的工作液体下降到设定位置后，储液罐3上辅助液位传感器111工作，关闭电磁阀106。随着密闭压力容器14中工作液体的下降，压强降低，电磁阀27打开，开始吸气，同时，电磁阀105打开，密闭压力容器13开始排气。当密闭压力容器14中的工作液体下降至设定的最低极限液位后，液位传感器16动作，关闭电磁阀27，工作液体的流向再次反转。如此循环，完成对真空装置22的真空抽取。 

使用本实施例中的液体循环装置，可使整个系统排气量速度快，且装置运转平稳，排气压力可调。 

随着系统的运转，工作液体不断消耗，为了保证系统始终有充足的工作液体，可以在辅助储液罐3上设置专门的报警用液位传感器（图中未示出），在工作液体的流向翻转时，如果辅助储液罐3中的工作液体未达到设定位置，则发出需要补充工作液体的报警信号。例如：当密闭压力容器13中的工作液体的液面下降到最低极限位置，此时，密闭压力容器14中的气体已经完全排出，余量工作液体已经进入到辅助储液罐3中，如果工作液体尚未到达其检测高度时，说明需要补充工作液体，以保证真空抽取系统的正常工作。 

实施例7

如图12所示，本实施例中的真空抽取系统包括：一个密闭压力容器13、工作液体供应源和工作液体循环装置。密闭压力容器13上设置有进气和排气共用的排气口131和进液与排液共用的排液口130和液位传感器16，排气口131设置在密闭压力容器垂直方向上的最高点处，排液口130设置在密闭压力容器垂直方向上的最低点处，以保证在排气时或排液时将密闭压力容器中的气体或液体顺利地全部被对方置换、排出。

密闭压力容器13的排气口131连接有进气管道和排气管道；排气口131通过进气管道与真空装置22相连，排气管道用于将密闭压力容器13气体排出。在进气管道和排气管道上均设置有单向阀，设置在进气管道上的单向阀为进气逆止阀11，其入口端与真空装置22相连，出口端与密闭压力容器13的排气口131相连。排气管道上的单向阀为设置在辅助储液罐3中的浮漂式单向阀5。辅助储液罐3和浮漂式单向阀5的结构与设置方式与实施例1中的相同。 

本实施例中的工作液体供应源为设置在密闭压力容器13上方的储液罐88，储液罐88的上端设有工作液体加注口44和气体出入口40；储液罐的底部设置有工作液体出口。工作液体循环装置包括：液体过滤器18、电磁阀25和单向液体泵20。电磁阀25与单向液体泵20并联设置。密闭压力容器13中的工作液体由单向液体泵20输出到储液罐88，储液罐88中的工作液体在自身重力作用下经电磁阀25注入密闭压力容器13中。液体过滤器18与电磁阀25和单向液体泵20串联设置，并位于单向液体泵20的入口端一侧。对由密闭压力容器13排出的工作液体在进入单向液体泵20之前和由储液罐88输入到密闭压力容器13的工作液体在进入到密闭压力容器13之前对工作液体进行过滤。 

本实施例中的真空抽取系统工作时，密闭压力容器13中的工作液体经液体过滤器18、单向液体泵20被输送到储液罐88中，在此过程中，密闭压力容器13内的工作液体逐渐减少，致使密闭压力容器13里容纳气体的容积逐渐增大，气体被吸入密闭压力容器13，当密闭压力容器13内的工作液体下降至设定的最低极限位置时，液位传感器16动作，关闭液体泵20，同时开启电磁阀25，储液罐88中的工作液体在重力以及作用在所述工作液体液面的气体压力共同作用下注入密闭压力容器13，密闭压力容器13内的气体压强上升并推开浮漂式单向阀5的阀芯，进入辅助储气罐3并从其排气口1排出，当密闭压力容器13内气体被完全排出，并且工作液体开始进入辅助储液罐3中，当辅助储液罐3内的工作液体达到液位传感器111的检测高度时，液位传感器111动作，关闭电磁阀25，同时启动单向液体泵20，随着单向液体泵20的运转，密闭压力容器13内工作液减少，辅助储液罐3中的余量工作液体通过浮漂式单向阀5回注入到密闭压力容器13后，浮漂式单向阀5关闭。密闭压力容器13的吸气过程再次开始，不断重复上述吸排气过程，可达到对指定真空装置22抽真空的目的。当需要提高真空度时同样可以上述实施例中所限定的在管道中或压力容器上设置冷却装置。 

实施例7中真空抽取系统还可以做下列调整： 

1、将单向液体泵替换为双向功能的液体泵，如单螺杆泵时，电磁阀25可省略，并且储液罐88也不必设置在压力容器的上方。

2、将工作液体循环装置设置成与实施例1相同的工作液体循环装置或将两个单向液体泵反向并联。 

3、将设置在密闭压力容器13排气管道上的浮漂式单向阀由电磁阀替代，并且由设置在辅助出液罐3上的液位传感器111控制其关闭，通过设置在密闭压力容器13上的压力开关控制其开启。 

4、将进气逆止阀11改为电磁阀，并且可与实施例5相同，在进气管道上增设压差传感器/压差开关，用于控制该电磁阀的开启，并通过设置在密闭压力容器13上的液面控制装置控制其关闭。

5、与实施例6相同，除了将进气逆止阀11改为电磁阀、在进气管道上增设压差传感器/压差开关之外，还在进气管道上设置压力传感器/压力开关，并且将在压力容器外增设液位相平管，在液位相平管设置上、下液位传感器，并将工作液体循环装置中的单向液体泵由多个并联的单向液体泵组成的液泵组代替。 

6、在以电磁阀代替进气逆止阀11时，辅助储液罐3也可以省略，此外，可在排气管道上增设液面控制装置，控制电磁阀的关闭。 

7、与实施例1-6相同，在系统中设置气液分离罐2对排出气体进行气液分离。 

实施例8

本发明真空抽取系统也可采用三个容积相等的密闭压力容器，并与上述实施例相类似，通过包括换向装置和单向液体泵的工作液体循环装置对三个密闭压力容器进行输入或排出工作液体。本实施例中的换向装置如图13中所示，该换向装置包括三组并联在一起的电磁阀组，每组包括两个反向串联在一起的电磁阀。电磁阀的进口端和出口端分别与液体泵相连，并在每组的两个电磁阀之间的管道上设置工作液体进出口，该工作液体进出口与其对应的密闭压力容器的排液口相连。密闭压力容器的结构与其上设置的阀门等装置可参照上述1-7实施例，加以适当调整后使用。在一个真空抽取系统中设置三个压力容器，可使抽取真空过程连续进行，缩短工作液体换向所导致的系统停止工作的时间间隔，提高系统工作的连续性及生产率。

液体泵的气蚀

液体泵的气蚀：当液体泵入口端处工作液体的压强降低至其饱和蒸气压时，工作液体将发生沸腾而产生蒸汽泡，蒸汽泡随液流进入高压区时发生急剧冷凝而溃灭，以极高的速度释放出能量，而产生频率很高瞬时压力很大的冲击力而对液体泵造成损害，这就是液体泵的气蚀现象。气蚀的危害通常有以下几点：1、产生振动和噪声。气泡溃灭时，液体质点互相撞击，同时也撞击金属表面，产生各种频率的噪声，严重时可听见泵内有“劈啪”的爆炸声，同时引起机组振动。2、降低泵的性能。汽蚀产生了大量的气泡，堵塞了流道，破坏了泵内液体的连续流动，使泵的流量、扬程和效率明显下降。3、破坏过流部件。因机械剥蚀和电化学腐蚀的作用，使金属材料发生破坏，通常受汽蚀破坏的部位多在叶轮出口附近和排液室进口附近。汽蚀初期，表现为金属表面出现麻点，继而表面呈现海绵状、沟槽状、蜂窝状、鱼鳞状等痕迹；严重时可造成叶片或前后盖板穿孔、甚至叶轮破裂，酿成严重事故。

针对气蚀的最佳解决方法就是在防止工作液体在泵的入口端由于沸腾而产生气泡，为此，本发明真空抽取系统中，在不计流道阻力影响的情况下（以下论述均不计流道阻力影响）需保证液体泵入口端以及入口端一侧的工作液体液面之间具有足够的垂直高度，从而保证工作液体在液体泵入口端具有足够的压强，以及降低工作液体的温度，来避免气蚀现象的发生。 

如图14中所示，假设左侧压力容器中的空间内刚好达到极限真空，而且液面不再下降或上升，且根据液体压强公式P=ρgH则得算式： 

P3=P1+ρgH1                       （1）

P4= P2+ρgH2                        （2）

P3+P5=P4                         （3） 

由式：（1）（2）（3）得出P1=P2+ρg（H2- H1）-P5         （4）

式中，ρ为工作液体工作时的密度，P1为左侧压力容器中空间内的压强，P2为右侧压力容器中空间内的压强；P3为液体泵入口压强，P4为液体泵出口压强，P5为液体泵使工作液体获得的压强即液体泵的有效能头，H1为左液面和液体泵入口的垂直高度 ，H2为右液面和液体泵出口的垂直高度。

由图14及算式（1）可知，假设P1为0帕，则：P3=ρgH1也就是提高工作液面与液体泵入口之间的垂直高度差H1，使ρgH1即P3的数值大于工作液所在工作温度时的饱和蒸气压即可减少以致避免液体泵发生气蚀现象，在系统工作过程中，密闭压力容器中的液面是不断变化的，所以，在系统工作的全过程中为了减少以致避免液体泵发生气蚀现象，系统工作液体的最低设定液面与液体泵入口的垂直高度差H1应满足ρgH1大于工作液体在其工作温度范围内的饱和蒸气压。在实际应用中，由于P1不为0帕，可根据实际使用真空压力代入算式（1）中计算出H1的值以助评估系统运行的安全性以及设计的经济性。另外增大高度差H1即增加所述液体泵入口处工作液体的压力P3，从而改善所述液体泵的吸入条件，使更多现有的液体泵能适用于本发明所公开的真空抽取系统中。 

当选定某种工作液时，则算式（4）P1=P2+ρg（H2- H1）-P5 中ρg可看作为常数，而P2、H1、 H2、P5 在一定范围内均为可控量，于是P2+ρg（H2- H1）-P5的值有可能为0或负值，例如:假设工作液体为纯水ρ=1.0×10∧3千克/米∧3、g=9.8米/秒∧2，P2=1.0133×10∧5帕（一个大气压）、H1=3米、H2=2米，则P2+ρg（H2- H1）=1.0133×10∧5帕-1.0×10∧3千克/米∧3×9.8米/秒∧2=0.915×10∧5帕；由此只要P5=0.9150×10∧5帕所假设系统就能达到理想极限真空，即P1为0帕；而有效能头超过1兆帕（约100米水柱、约10个大气压）的液体泵已是公知存在的而0.9150×10∧5帕还不到一个大气压，但是理想真空是公知不存在的，地球上的所有液体均具有与其温度相对应的饱和蒸汽压，因此本发明公开的真空抽取装置/真空抽取系统由于本发明真空抽取装置/真空抽取系统所能达到的极限真空度决定于工作液体的饱和蒸汽压，因此，工作液体需按如下原则进行选择： 

1、尽可能使用相同温度下饱和蒸汽压较低的工作液，使本发明中的真空抽取装置可实现更高的真空度；

2、尽可能使用粘度较低的工作液，以减少液体泵的能耗，减少工作液体在压力容器内壁上的残留量；

3、当被抽气体是非可凝性气体时，被抽气体尽可能不溶或难溶于工作液体；

4、当被抽气体是可凝性气体时，如水蒸气；所用工作液体的密度尽可能大于或等于被抽气体液态时的密度；防止液态气体下沉入工作液体底部影响系统正常工作；

5、必要时，在确保安全的情况下可慎重使用与被抽气体能发生化学反应的工作液体，例如：用于抽取某种有毒气体并使其与工作液体发生化学反应以吸收该有毒气体或降低或清除其毒性；

6、可通过在工作液体中加入一定体积的性质稳定的固体颗粒，固体颗粒可以弥散的悬浮在工作液体中，通过使用固体颗粒可减少工作液体的使用量。固体颗粒可为：与工作液密度相当并具有较大韧性的光滑圆珠状颗粒，以尽可能减少工作液的使用量并减少被抽气体溶入工作液的数量；另外，当使用的工作液体较为昂贵，则可通过在工作液中加入一定体积的性质稳定的固体颗粒，来减少工作液体的使用成本。当在工作液体中加入固体颗粒时，需使用，固体颗粒能够通过的泵和阀体，例如：单螺杆泵、隔膜泵或电动二通球阀等，另外还可以在排气阀的入口端加设过滤装置以防止固体颗粒进入并影响排气阀的正常工作。当系统设计成大型设备时（包括液体泵与阀体都很大），于是工作液中可加入体积更大的固体颗粒或球体例如：实心或空心的塑料球体、充气/液的橡胶球体等。

上述各实施例中的密闭压力容器可以由金属制成，也可以由塑料、橡胶、陶瓷、玻璃、钢筋混凝土结构等适当材料制成。原则上所用材料必须符合工作环境的需要，并且经济，同时保证安全。 

在系统中使用冷却装置时，如果工作液温度较低，例如低于20C；则应同时对系统中向外界散失冷量的外露部分作相应的保温处理，以达保温及节能的目的。 

本发明真空抽取系统能够达到的最高极限真空度由所使用的工作液在其正常工作最低温度下的饱和蒸气压确定。 

本发明既可以作为真空抽取装置或系统来使用，根据其特点，例如使用的液体泵为抽水泵时也可以用于液体的抽取和输运，其具体应用形式如下： 

应用示例1

如图15中所示，待抽取的液体的液面900与一般的液体泵901具有一定高度差H，液体泵901入口端到液面900的管道903中充满气体，例如：空气，由于一般的液体泵901无法有效抽取输送管道903中的空气，因此，需要在输送管道903上设置专门的气体抽取装置902例如水环泵引水装置，在利用液体泵901输运液体前，首先使用气体抽取装置902将管道中的空气排出，使待抽取的液体到达液体泵901处，再启动液体泵901抽取液体；另外，当液体泵和液面无高度差，但中间有障碍物需要跨越时，而跨越障碍物的管道中充满气体时，也需要使用气体抽取装置首先将管道中的气体抽出，然后再利用液体泵输运液体。但是由于水环泵不能胜任于抽取较大量的液体，为了防止被抽液体在排空完毕时进入水环泵而造成液击损坏现象，所以水环泵引水装置设计比较复杂。

  

由于本发明真空抽取装置或系统使用的液体泵为抽水泵时具有气液同吸的功能，使用过程中无需考虑会发生液击的问题，因此，可将本发明简便地应用到存在上述情形的液体输运工程中，即：利用本发明原理制成的真空抽取装置或系统作为图14中的气体抽取装置902。同时可方便地根据液体输运工程的需要而相应地制成具有不同抽气量及速度的引水装置。备注：所述的引水装置是指利用真空把液体引到一定高度的装置。

应用示例2 

由于本发明真空抽取装置或系统中包含了具有既可以抽吸气体，也可以抽吸液体的装置或系统（例如系统中使用了抽水机作液体泵），因此，如图16中所示，可以直接利用本发明的真空抽取装置或系统完成对待输运液体进行输运的全过程。

在输运液体前，需要抽取气体的管道就相当于本发明上述实施例中的真空装置，当气体抽取完成后，由于被抽液体不断地进入密闭压力容器中，因此所述密闭压力容器中的工作液面（以被抽液体为工作液）一直不能到达设定位置而保持工作液体单向运行，于是上述实施例中的真空装置、压力容器就变成液体输运管道的一部分，实施例中的液体泵就直接变成输运液体的工作泵。 

Claims (10)

1.一种真空抽取方法，其特征在于，该方法以密闭压力容器作为抽气装置，通过将密闭压力容器内的工作液体排出，使密闭压力容器内形成负压空间，并利用该负压空间来抽吸待制备真空的真空装置中的气体，最终使所述真空装置达到所需的真空度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过选取使用相同温度下具有不同饱和蒸汽压的工作液体，和/或调整工作液体的温度，来配合改变所能获取的极限真空度。

3.一种真空抽取装置，其特征在于，所述装置包括密闭压力容器、液体泵，密闭压力容器上设置有用于抽吸待抽取真空的真空装置中气体的吸气口、用于排出所吸入气体的排气口、用于注入工作液体的注液口、和用于排出工作液体的排液口，其中，工作液体的排出由液体泵完成，密闭压力容器中所能达到的极限真空压力与所选取的工作液体的性质以及工作液体正常工作时的温度相关。

4.如权利要求3所述的真空抽取装置，其特征在于，所述真空抽取装置包含有至少两个所述密闭压力容器，并通过使两个密闭压力容器互为工作液体输出对象，而使二者的气体抽吸操作交替进行，由此实现对所述真空装置中气体的连续抽吸。

5.一种真空抽取系统，其特征在于，所述系统包括：密闭压力容器、工作液体供应源、工作液体循环装置、待抽取真空的真空装置，密闭压力容器上设置有吸气口、排气口、注液口和排液口，吸、排气口处均设置有控制阀门，吸气口通过管道与所述真空装置相连，注、排液口通过工作液体循环装置与工作液体供应源相连；工作液体循环装置控制密闭压力容器内液面的上升和下降，下降时所述真空装置内的气体被吸入到密闭压力容器中，上升时，密闭压力容器中的气体被排出，如此循环，实现对真空装置的真空抽取操作。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述真空抽取系统中包含有两个所述密闭压力容器，该两个密闭压力容器互为工作液体供应源。

7.一种包含有权利要求3、4所述真空抽取装置的液体输运系统，其特征在于，所述液体输运系统包括：与液体源相接的液体输送管道，液体输送管道上在远离液体源位置处设置有液泵，液泵与液体源液面之间被气体所隔断，使用所述液体输运系统输运液体时，首先利用权利要求3、4所述真空抽取装置抽取液泵与液体源液面之间的气体，使液体源的液体到达液泵处，然后启动液泵进行液体输运。

8.一种包含有权利要求3、4所述真空抽取装置的液体输运系统，其特征在于，所述液体输运系统包括液体输送管道，该液体输送管道一端与液体源相接，另一端与权利要求3、4所述真空抽取装置中的密闭压力容器上的进气阀门的公共进气口相接或与连通在该公共进气口的管道相接，所述吸气口与液体源液面之间被气体所隔断，使用所述液体输运系统输运液体时，首先利用权利要求3、4所述真空抽取装置抽排液体输送管道中的气体，直至液体源的液体置换输送管道中的气体并进入密闭压力容器中，然后直接利用真空抽取装置中的液体泵进行液体源液体的输运；该过程中无论是气体或液体或气液混合体均能顺利地通过本真空抽取系统排出或输运。

9.一种包含有权利要求5、6所述真空抽取系统的液体输运系统，其特征在于，所述液体输运系统包括：与液体源相接的液体输送管道，液体输送管道上在远离液体源位置处设置有液泵，液泵与液体源液面之间被气体所隔断，液泵与液体源之间的液体输送管道即构成所述真空抽取系统中的真空装置，使用所述液体输运系统输运液体时，首先利用所述真空抽取系统抽取液泵与液体源液面之间的气体，使液体源的液体到达液泵处，然后启动液泵进行液体输运。

10.一种包含有权利要求5、6所述真空抽取系统的液体输运系统，其特征在于，所述液体输运系统包括液体输送管道，该液体输送管道即构成所述真空抽取系统中的真空装置，其一端与液体源相接，另一端与所述真空抽取系统中的密闭压力容器上的吸气口相接，所述吸气口与液体源液面之间被气体所隔断，使用所述液体输运系统输运液体时，首先利用所述真空抽取系统抽取液体输送管道中的气体，直至将液体源的液体吸入到密闭压力容器后，然后利用真空抽取系统中的液体泵进行液体源液体的输运。

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