一种滑阀真空泵的水、污处理装置
技术领域
本发明属于滑阀真空泵技术领域,特别是一种滑阀真空泵的水、污处理装置。
背景技术
滑阀式真空泵,是抽除一般性气体或含有少量可凝性蒸汽的气体(应使用气镇装置)的真空抽气设备之一,真空泵抽速对被抽除气体中含有灰尘和水蒸汽很敏感,滑阀式真空泵广泛用于航空航天、生物医药、真空冶金、真空焊接、真空热处理、真空干燥、医药化工、光电子、太阳能光伏等行业。真空泵按真空度可分为:低真空、中真空、高真空、超高真空四大类;在中高真空真空系列中滑阀真空泵可单独使用,也可作为罗茨真空泵,油增压泵,油扩散泵的前级泵的使用。
滑阀真空泵中的真空油用于泵内各运动件间的润滑、密封,及打开排气阀,真空油的优劣对滑阀真空泵的性能与可靠性有直接的关系;在生产实践中油会劣化,主要表现为油和水乳化及油内含有高的粉尘,当滑阀真空泵运行一段时间后,由于被抽气体中存在大量的水蒸汽、粉尘及细小颗粒污物等,在污染物中一部分比重较轻的物质随着空气由排气管排出室外,另一部分比重较重的物质则滞留在油箱和排气管内壁,或混合在真空油中;另外水对阀真空泵的性能影响也很大,水的饱和蒸压高,20摄氏度时饱和蒸高压大约为2000帕,而滑阀真空泵的极限真空为1.3帕到0.067帕,泵内工作温度一般要超过20摄氏度;经泵排气阀排出的油和水蒸汽等温度很高,一部分热水蒸汽经过油箱与排气管的冷内壁凝结成水滴并顺着内壁返至泵油箱内,由于水的比重比油大,沉在油箱的底部,比重较大的粉尘及细小颗粒污物也沉在油箱的底部,当水量超过泵进油口的位置,若不及时排放,水就会回到泵腔内,不仅影响泵的性能,而且要影响泵的使用寿命。针对上述这一情况,现有市场上出现一种滑阀真空泵,如中国专利号为:“200420080114.3”所公开的一种油封式滑阀真空泵,其具体结构为:在底座上连接有油箱及泵体,在油箱上安装油汽过滤器,油汽过滤器的进口利用管道与泵体的出口连接,在泵体的进口利用管道与缓冲器连接,在泵体或底座上安装电动机,泵体的转轴利用传动轮与电动机的传动轮连接。在上述的结构中在油箱上安装油汽过滤器,油箱的容积不够大,油箱内壁冷凝的水和污物有一部分会被直接吸入泵腔内,另外,泵在排大气时,排气速度快,从排气阀排出的油气虽然经过油汽过滤器的过滤,但长时间排大气,油气会顺着过滤器内壁经排气管被带到室外,造成油的浪费和环境污染;另油箱与泵体内腔没有设置油液的循环过滤,会导致泵体内腔油液存在大量的水蒸汽、粉尘及细小颗粒污物,影响泵的性能而使泵的使用寿命缩短。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术所存在的上述问题,而提供一种滑阀真空泵的水、污处理装置,通过该装置能够对水蒸气经排气管道冷内壁凝结的水和污物进行处理,防止这些水和污物影响泵油箱中的油品质。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现:一种滑阀真空泵的水、污处理装置,所述的滑阀真空泵包括进行真空抽气的泵组件和油池箱,泵组件的油气排放口与油池箱连通,并在油气排放口上方设有油气分离器,其特征在于,该水污处理装置包括与上述油池箱的排气口连通的封闭的辅助油箱,在辅助油箱内设有二级油气分离机构,在辅助油箱上设有与泵组件的进油口连通的泵进油管路和与油池箱连通的泵回油管路,在辅助油箱的底部设有排油阀。
本滑阀真空泵的水、污处理装置针对滑阀真空泵向外排出的气体进行净化处理,本滑阀真空泵由泵组件做吸气、排气工作,泵组件内通过油液高压使滑阀真空泵在真空下工作,排出的气体中含有油汽、水汽、粉尘及一些微小污染物等,气体通过油气排放口排向油池箱,在油池箱内通过油气分离器大部分的气体由油气分离器分离成油滴回到油池箱内,没有分离的气体经排气口进入到辅助油箱内,在辅助油箱内设有二级油气分离机构,辅助油箱内的二级油气分离机构增加了气体的流经路径及冷却时间,使气体在辅助油箱内的二级油气分离机构再次分离,在二级油气分离机构中有一部分气体再次分离成液态水和油滴等回到辅助油箱的下层,辅助油箱内的油液有一部分经泵进油管路经泵组件的进油口流回泵组件内,油池箱底层油液中的水、粉尘及一些微小污染物等通过泵回油管路回流到辅助油箱的下层,辅助油箱的下层水、粉尘及一些微小污染物等通过排油阀向辅助油箱外排出。
在上述的滑阀真空泵的水、污处理装置中,所述的二级油气分离机构包括将辅助油箱分隔为上下两个腔的封闭的分离法兰和固定在分离法兰下侧的锥形导流管,在锥形导流管的侧壁上设有若干过流孔,锥形导流管的小端口位于下方,并在该小端口上设有能够收集油液的油液收集结构,在锥形导流管内设有上端封闭的变流管,该变流管上端竖直穿过上述的分离法兰并在上端侧壁上设置若干通孔一,在变流管上端的上方设置能够收集液态水的水汽收集结构。辅助油箱包括箱体和箱罩,在箱体和箱罩之间设有分离法兰,分离法兰将箱体和箱罩分隔开,分离法兰和箱体、箱罩之间设有密封圈,在分离法兰上固连有锥形导流管,该锥形导流管位于箱体内,在锥形导流管内设有上端封闭的变流管,该变流管固定在分离法兰上,该箱体和箱罩通过变流管相连通。
在上述的滑阀真空泵的水、污处理装置中,所述的油液收集结构包括边缘具有通孔二的锥管底和挡板,所述的锥管底固定在上述锥形导流管的小端口上,在挡板和锥管底之间设有回流管,所述的挡板和锥管底之间通过连接件连接并将上述的回流管夹紧,在回流管的侧壁上有若干通孔三。该锥管底固连在锥形导流管上,在锥管底的边缘沿周向分布有若干个通孔,在回流管的下方设有挡板,该挡板通过螺栓及连接柱连接在锥管底上,该回流管位于挡板和锥管底之间,回流管的一端抵触在锥管底上,另一端抵触在挡板上,油液可沿着锥形导流管的内壁经若干个锥管底的通孔流入回流管内,在回流管内油液冷却分离经过回流管侧壁上的若干个通孔流入辅助油箱的底部。
在上述的滑阀真空泵的水、污处理装置中,所述的水汽收集结构包括罩在变流管上端部的筒状分离套和侧面具有若干通孔四的排气管,在分离套的上方设有锥形的拦污帽,拦污帽的大端口位于下方且直径大于分离套的直径,小端口与所述的排气管连接,排气管的另一端连通辅助油箱外侧,辅助油箱上设有排污阀,分离法兰上开设一引流孔,在该引流孔与上述的排污阀之间通过一根输水软管密封连接。该水汽收集结构位于分离法兰的上方,水蒸汽从变流管下端口进入,经变流管侧壁上若干通孔径向流动,该分离套套设在变流管外,水蒸汽碰到分离套有一部分进行分离成液态水,另一部分没分离的水蒸汽再往上流动,在分离套的上方设有锥形的拦污帽,拦污帽的大端口位于下方且直径大于分离套的直径,水蒸汽沿拦污帽内壁第二次进行冷却分离,部分水蒸汽碰到拦污帽变为液态水,有少一部分水蒸汽经排气管的通孔向辅助油箱外侧排放。
在上述的滑阀真空泵的水、污处理装置中,所述的输水软管螺旋盘绕于锥形导流管的外侧。该输水软管螺旋盘绕在锥形导流管的外周壁上,因输水软管用于液态水的排放,液态水的温度较低可通过热传递方式来冷却锥形导流管内壁上的油液,使油液冷却顺着锥形导流管的内壁流回辅助油箱的下方。
在上述的滑阀真空泵的水、污处理装置中,所述的二级油气分离机构位于辅助油箱的上半部分,所述的泵进油管路和泵回油管路设置在辅助油箱的下方并且泵进油管路高于泵回油管路。辅助油箱内的上半部设有油蒸汽回油、回水用的二级油气分离机构,辅助油箱的下半部为存储油液及使油液沉淀分层的存油箱体,二级油气分离机构将油蒸汽分离后,水、油及在油蒸汽中的粉尘污物回流到辅助油箱的下部,在辅助油箱中由于水、油及粉尘污物比重的不同进行沉淀分层,辅助油箱内的油液经过沉淀分层后,优质油由于比重比较轻沉淀在辅助油箱的上层,该优质油通过泵进油管路送入泵组件的泵体内腔内,油液中的水及粉尘污物由于比重比油液大沉淀在辅助油箱的下层,该水及粉尘污物通过设置在辅助油箱的底部的排油阀向外排出;该辅助油箱和油池箱通过泵回油管路连通,由于辅助油箱和油池箱具有油液差,油池箱底部的粉尘污物通过泵回油管路流入到辅助油箱的下层。
在上述的滑阀真空泵的水、污处理装置中,所述的泵进油管路包括设置辅助油箱内的过滤器,在辅助油箱和油池箱之间设有管路,该管路的一端口与过滤器连接,另一端口与泵组件的进油口直接连接。辅助油箱的油液先经过置于辅助油箱内的过滤器进行过滤后,再通过管路流入泵组件的腔体内。
在上述的滑阀真空泵的水、污处理装置中,所述的泵回油管路为一根直接连通辅助油箱和油池箱的连接管。辅助油箱和油池箱通过连接管连通,两者具有等高油层液位。
在上述的滑阀真空泵的水、污处理装置中,所述的辅助油箱中部设有加油口,在加油口下方的辅助油箱内沿着竖直方向设有阻挡在上述连接管管口的筛网板和不锈钢网。从油池箱回流到辅助油箱内的油液经筛网板和不锈钢网沉淀到辅助油箱的下层。
在上述的滑阀真空泵的水、污处理装置中,所述的辅助油箱上设有两个上下分布的观察窗。上观察窗位于辅助油箱优质油的油层处,下观察窗位于辅助油箱下部沉淀水和污物的油液下层。
与现有技术相比,本滑阀真空泵的水、污处理装置设有与油池箱的排气口连通的封闭的辅助油箱,在辅助油箱内设有二级油气分离机构,二级油气分离机构增加了滑阀真空泵排气的路径和冷却时间,使滑阀真空泵排出来的气体进行充分的冷却分离,通过二级油气分离机构可分离泵内排出气体含有少量的油液,减少了油烟油雾对环境的污染,减少油消耗,二级油气分离机构还可净化泵内排出气体的水分,减少水分的挥发,有效提高泵工作时的真空度,在辅助油箱上设有与泵组件的进油口连通的泵进油管路和与油池箱连通的泵回油管路,在辅助油箱的底部设有排油阀,通过油池箱和辅助油箱油液循环,在辅助油箱内通过沉淀分层净化油池内水分、粉尘和一些微小颗粒的污染物,辅助油箱内沉淀下来的水分、粉尘和一些微小颗粒的污染物随辅助油箱的底部设有排油阀向外排出,为泵内的油液提供优质油,减少油液对泵的腐蚀,增加泵各运动组件的润滑,提高泵的使用寿命。
附图说明
图1是本滑阀真空泵的剖视结构示意图。
图2是本滑阀真空泵的水、污处理装置中辅助油箱的局部剖视俯视结构示意图。
图3是本滑阀真空泵的水、污处理装置中二级油气分离机构剖视结构示意图。
图中,1、泵组件;1a、排放口;1b、进油口;2、油池箱;3、油气分离器;3a、排放管;3b、安装座;3c、分离板;4、辅助油箱;4a、箱体;4b、箱罩;5、二级油气分离机构;6、泵进油管路;7、泵回油管路;8、排油阀;9、分离法兰;9a、引流孔;10、锥形导流管;10a、过流孔;11、油液收集结构;12、变流管;12a、通孔一;13、水汽收集结构;14、锥管底;14a、通孔二;14b、连接柱;15、挡板;16、回流管;16a、通孔三;17、分离套;18、排气管;18a、通孔四;19、拦污帽;20、排污阀;21、输水软管;22、过滤器;23、管路;24、连接管;25、加油口;26、筛网板;27、不锈钢网;28、观察窗;29、油箱;30、泵体;30a、吸气室;30b、排气室;31、转轴;32、偏心轮;33、滑阀;33a、滑阀套;33b、滑阀板;33c、气流通道;34、滑阀导轨;35、排气阀;36、管道;37、挡片板;38、密封圈;39、电磁阀。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。
如图1、图2或图3所示,本滑阀真空泵主要由泵组件1、油箱29、油池箱2和辅助油箱4组成,油箱29位于油池箱2的上方,油箱29和油池箱2相连通,油箱29和油池箱2均位于泵组件1的上方,该泵组件主要由泵体30、转轴31、偏心轮32、滑阀33、滑阀导轨34和排气阀35等组成,该滑阀主要由滑阀套33a和滑阀板33b组成,滑阀套33a和滑阀板33b相固连,在泵体30中偏心轮32固定连接在转轴31上,该转轴31由泵体30外的电机带动旋转,偏心轮32位于滑阀套33a内,滑阀套33a的外壁在偏心轮32的带动下与泵体30的内壁动态接触,将泵体30的内腔分隔成动态的吸气室30a和排气室30b,滑阀板33b的内部设有气流通道33c,滑阀板33b滑动连接于滑阀导轨34内,滑阀导轨34活动连接于泵体30的进口端,并将泵体30的进口与泵体30的内腔隔开,滑阀板33b内的气流通道33c进口位于泵体30的进口端,滑阀板33b内的气流通道33c出口与泵体30的内腔连通;在排气室30b的上方油气排放口1a上设有排气阀35,该油气排放口1a的上端位于油箱29内并与油箱29连通,在油气排放口1a上端固连有油气分离器3,该油气分离器3的具体结构为:主要由排放管3a、安装座3b和分离板3c组成,该排放管3a设置在油气排放口1a处并安装在安装座3b上,在安装座3b上设有分离板3c,该分离板3c呈U型,分离板3c的开口向下正对排放管3a的出口处,在泵体30的一侧设有辅助油箱4,该辅助油箱4和油箱29通过管道36连通,在油箱29内的管道36出口处设有一挡片板37,该挡片板37通过螺栓固定在油箱29的内壁上,挡片板37处于正对管道36通孔的位置,该挡片板37的面积大于管道36通孔的孔口面积。
该辅助油箱4主要由箱体4a和箱罩4b组成,该箱体4a和箱罩4b通过螺栓相连,辅助油箱4内的上半部设有油蒸汽回油、回水用的二级油气分离机构5;该二级油气分离机构5的具体结构主要由分离法兰9和固定在分离法兰9下侧的锥形导流管10组成,该分离法兰6位于箱体4a和箱罩4b之间,在分离法兰和9箱体4a及箱罩4b之间设有密封圈38,在锥形导流管10侧壁的上部沿着侧壁的圆周方向设有过流孔10a,锥形导流管10的大端口竖直朝上并通过焊接的方式固定在分离法兰9上,锥形导流管10的小端口朝下,在小端口处设有油液收集结构11,该油液收集结构11主要由锥管底14和挡板15构成,锥管底14的边缘沿周向分布有通孔二14a,该锥管底14固连在锥形导流管10的小端口处,在锥管底14的下方设有挡板15,在挡板15和锥管底14之间设有回流管16,在锥管底14的中部设有连接柱14b,该挡板15通过螺栓连接在锥管底14的连接柱14b上,该回流管16通过挡板15与锥管底14的固连紧配合在挡板15和锥管底14之间使回流管16的一端抵触在锥管底14上,另一端抵触在挡板15上,在回流管16的侧壁上均布有通孔三16a,实际制造时,该挡板15的半径大于锥管底14的半径。
在锥形导流管10内设有变流管12,该变流管12上端密封,下端为一敝口,变流管12的上端穿过分离法兰9并位于分离法兰9的上方,在变流管12的上端侧壁上开设有通孔一12a,在变流管12上端的上方设置能够收集液态水的水汽收集结构13,该水汽收集结构13主要由分离套17、拦污帽19和排气管18组成,该分离套17呈筒状,套设在变流管12外并固定在分离法兰9上,该拦污帽19位于分离套17的上方,拦污帽19呈锥形叠状,拦污帽19的大端口朝下且直径大于分离套17的直径,拦污帽19的小端口上设有排气管18,该排气管18的侧壁上开设有通孔四18a,排气管18的一端固连在拦污帽19上,另一端伸出辅助油箱4其端部固连有连接法兰,该排气管18的另一端用于连接辅助油箱4外的排气连接管,水汽收集结构13还包括在一设置在分离法兰9上的引流孔9a和一排污阀20,该排污阀20位于辅助油箱4的下部,在引流孔9a和排污阀20之间通过一根输水软管21密封连接,因输水软管21用于液态水的排放,液态水的温度较低可通过热传递方式来冷却锥形导流管10内壁上的油液,使油液冷却顺着锥形导流管10的内壁流回辅助油箱4的下部。
辅助油箱4的下半部为存储油液及使油液沉淀分层的存油箱体,辅助油箱4内的二级油气分离机构5将油蒸汽分离后,水、油及在油蒸汽中的粉尘污物回流到辅助油箱4的下部,在辅助油箱4中由于水、油及粉尘污物比重的不同进行沉淀分层,辅助油箱4内的油液经过沉淀分层后,优质油由于比重比较轻沉淀在辅助油箱4的上层,在辅助油箱4的优质油层处设有上观察窗位28及与泵体30内腔连通的泵进油管路6;该泵进油管路6其主要由过滤器22和管路23组成,该过滤器22位于辅助油箱4内,该管路23连接于辅助油箱4和泵体30的内腔之间,辅助油箱4通过管路23与泵体30的内腔连通,该管路23的一端口与过滤器22连接,另一端口与泵体30内腔的进油口1b直接连接,在管路23上设有电磁阀39,辅助油箱4的油液先经过滤器22进行过滤后,再通过管路23流入泵体30的内腔。
辅助油箱4内的油液中水及粉尘污物由于比重比油液大沉淀在辅助油箱4的下层,在辅助油箱4的油液下层处设有下观察窗位28及与油池箱2连通的泵回油管路7,泵回油管路7为一根直接连通辅助油箱4和油池箱2的连接管24,辅助油箱4和油池箱2通过连接管24连通且具有等高油层液位,在辅助油箱4内连接管管口处沿着辅助油箱4的竖直方向设有筛网板26和不锈钢网27,筛网板26和不锈钢网27层叠在一起处于正对连接管24管口的位置,该筛网板26和不锈钢网27的面积大于连接管24管口的面积;在辅助油箱4的底部设有水和污物排放的排油阀20,该水及粉尘污物通过设置在辅助油箱4底部的排油阀20向外排出。辅助油箱4和油池箱2通过泵回油管路7连通,由于辅助油箱4和油池箱2的油液循环会使辅助油箱4和油池箱2产生油液差,油池箱2底部的粉尘污物通过泵回油管路7流入到辅助油箱4的下层。
本滑阀真空泵的工作原理为:偏心轮32由泵体30外的转轴31带动旋转,转轴31的中心与泵体30内腔的中心在同一条中心线上,滑阀板33b滑动连接于滑阀导轨34内,滑阀套33a的外壁在偏心轮32的带动下在泵体30的内壁上滚动并与泵体30的内壁动态接触,将泵体30的内腔分隔成动态的吸气室30a和排气室30b,当转轴31按逆时针方向旋转时,吸气室30a的体积逐渐变大,排气室30b的体积逐渐变小,在吸气室30a的体积逐渐变大时,因滑阀板33b的内部设有气流通道33c,吸气室30a通过气流通道33c向其内吸入空气,排气室30b的体积逐渐变小,排气30b室内的气体顶开排气阀35经油气排放口1a、油气分离器3及辅助油箱4内的二级油气分离机构5向外排出,当滑阀33转动到泵体30内腔上死点时,吸气室30a从新回到原来的位置上将泵体30的内腔分隔成动态的吸气室30a和排气室30b,接着循环工作;排气室30b内排放出来的气体含有油、水、粉尘和微小的颗粒污物,以下统称油蒸汽,油蒸汽从排气室30a内顶开排气阀35经油气排放口1a、油气分离器3及辅助油箱4内的二级油气分离机构5的流向说明,油蒸汽里面含有水汽和油汽,因水汽和油汽的冷凝点不同所以油汽先分离,在辅助油箱4内由于饱和蒸汽压的作用同时改变了水汽和油汽的冷凝点;
油蒸汽由排放口1a流出沿着油气分离器3的排放管3a内壁流经到分离板3c处,因分离板3c呈U型,该分离板3c的开口向下,油蒸汽向分离板3c开口方向流动,流向油箱29与辅助油箱4连通的管道36方向,因在油箱29内的管道36出口处设有一挡片板37,挡片板37处于正对管道36通孔的位置,该挡片板37的面积大于管道36通孔的孔口面积,油蒸汽绕过挡片板37经管道36通孔流进辅助油箱4内,油蒸汽在油箱29内经排放管3a的内壁及排放口1a的分离板3c进行冷却分离,大部分油蒸汽变为油滴回到油箱29内,挡片板37改变油蒸汽的流向,增加油蒸汽的流向路径及冷却时间;油蒸汽在辅助油箱4内向上流动经锥形导流管10侧壁的过流孔10a流进锥形导流管10内,在锥形导流管10内设有变流管12,在从变流管12的下端口敝口流进,经变流管12内壁从变流管12上端的通孔一12a流出,在变流管12外套设有分离套17,油蒸汽沿着分离套17的内壁流向上方的拦污帽19,经拦污帽19阻挡后,从排气管18侧壁的通孔四18a流出辅助油箱4,油蒸汽在辅助油箱4内流经锥形导流管10、分离法兰9和变流管12冷却分离时有一部分油蒸汽分离出来的油液会随锥形导流管10内壁和变流管12内壁回流到锥管底14,通过锥管底14上的通孔二14a流到挡板15上,油液在挡板15上通过回流16管上的通孔三16a回到辅助油箱4的下层,油蒸汽在辅助油箱4内流经变流管12、分离套17、拦污帽19和排气管18冷却分离时大部分油蒸汽分离出来的液态水随分离套17的内壁、拦污帽19的内壁及排气管18的外壁流到分离法兰9上,在分离法兰9上通过引流孔9a、输水软管21和排污阀20将油蒸汽分离出来的液态水排向辅助油箱4外,输水软管21用于液态水的排放,并螺旋盘绕在锥形导流管10的外周壁上,可促进油蒸汽在锥形导流管10内油液的分离;排气管18上接辅助油箱4外的排气连接管,还有一分部油蒸汽内的水分会随着排气连接管内壁冷却分离并沿排气连接管内壁和拦污帽19外壁回流到分离法兰9上并通过排污阀20排出;在辅助油箱4下层的油液由于水、油及粉尘污物比重的不同进行沉淀分层,辅助油箱4内的油液经过沉淀分层后,优质油由于比重比较轻沉淀在辅助油箱4的上层,水、粉尘和微小的颗粒污物由于比重比较重沉淀在辅助油箱4的下层。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。