CN103423205A - 一种离心式脱气输送泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离心式脱气输送泵，包括内装泵轴的壳体，所述壳体开有用于外接真空抽气装置的抽气通道，所述壳体设有一个进入口和一个排出口，所述壳体的进入口连接有用于气液预分离的节流装置，所述泵轴上沿轴向依次设有前置分离叶轮、主叶轮以及第一密封叶轮，所述前置分离叶轮安装在泵轴靠近进入口的一端，所述第一密封叶轮设置在主叶轮与抽气通道之间。利用气体在液体中溶解度随压力降低而降低的特点，通过节流装置将液体中的气体析出，再利用叶轮离心力对气体与液体的作用效果不同，实现气液分离，本发明脱气效果好，脱气及输送速度快，便于自动化规模化生产，且运行维护成本较低。

Description

一种离心式脱气输送泵

技术领域

本发明涉及一种液体脱气装置，具体涉及一种离心式脱气输送泵，用于在液体输送的同时脱除气泡和溶解在液体中的气体。

背景技术

在食品工业中，常常需要脱除液体中溶解的气体，并将其中的气体分离出去。如对果汁、牛奶的脱气操作以防止果汁氧化，延长存储期。食品工业中常用真空脱气罐来对料液进行脱气，真空脱气罐又名真空脱气器、真空脱气机，它的作用是去除料液中的空气（氧气），抑制褐变、色素、维生素、香成分和其他物质的氧化，防止品质降低；去除附着于料液中悬散微粒气体，抑制微粒上浮，保持良好外观；防止罐装和高温杀菌时起泡影响杀菌；减少对容器内壁的腐蚀。

使用时，物料从罐顶进料口以雾状进入罐中，气液混合均匀，由于气体与液体的密度不同，液体沉降在罐底，气体浮于上部。通过真空泵可以抽走罐内的气体，当罐内真空度达到工艺要求时，可从物料出口抽出物料，只要保持真空度及进出料的平衡，便可继续生产。

授权公告号为CN202153999U的专利文献公开了一种食品加工用真空脱气罐，该真空脱气罐由变频电机、真空泵、机架、真空脱气罐、管路和压力传感器构成；真空脱气罐安装于机架上，变频电机和真空泵安装于机架上面侧边部位，变频电机连接真空泵，真空泵的吸气孔通过管路连接真空脱气罐内部，在真空脱气罐侧壁安装有压力传感器，压力传感器通过导线连接变频电机的控制器，该专利利用压力传感器采集真空罐内压力的变化数据，从而控制变频电机转速，使得真空罐内保持稳定的压力，保证良好的脱气效果，该专利解决了现有的食品加工用真空脱气罐工作时，罐内气压不稳定，造成脱气效果不好，加工的食品色泽、风味变差的问题。但该设备存在的问题主要有溶解于液体中的气体较难析出；整个装置体积庞大，需要单独的物料输送设备，运行和维护成本较高。

申请公布号为CN102188840A的专利文献公布了一种离心真空脱气装置，该装置包括一个限定一内腔的壳体，该壳体具有一个用于向该内腔输入待脱气液体的进液口和一个用于从该内腔中抽取气体的抽气口，该抽气口用于连通到一个抽真空装置，在内腔之中于进液口和抽气口之间设有一个可绕一旋转轴线旋转的转轮装置，该转轮装置具有一对沿旋转轴线方向相面对的侧壁，其中一个侧壁邻接着抽气口而称之为气侧壁，而另一个侧壁则称为液侧壁，转轮装置在液侧壁和气侧壁之间限定一条气液通道从进液口到抽气口流体连通，从气侧壁或液侧壁上相向伸出若干延伸件，用来搅动转轮装置内气液通道中的气体和液体使其产生旋转运动，气体和液体在离心作用下相互分离，分离出的气体到达抽气口，脱气的液体则在离心力作用下流到与转轮装置相邻的壳体内表面处的集液槽，该集液槽连通着一个用于排出液体的出液口。但是该专利在液体进入转轮装置之前没有做相关处理，脱气效果不能达到最佳状态，该专利在脱气方面还可以做进一步改进，使得脱气效果更好。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种脱气效果好，速度快，脱气输送一体化的离心式脱气输送泵。

本发明采取的技术方案如下:一种离心式脱气输送泵，包括内装泵轴的壳体，所述壳体开有用于外接真空抽气装置的抽气通道，所述壳体设有一个进入口和一个排出口，所述壳体的进入口连接有用于气液预分离的节流装置，所述泵轴上沿轴向依次设有前置分离叶轮、主叶轮以及第一密封叶轮，所述前置分离叶轮安装在泵轴靠近进入口的一端，所述第一密封叶轮设置在主叶轮与抽气通道之间。

输送的液体通过节流装置进入泵内，由于气体溶解度与压力成正比，当局部压力降低时，溶解在液体的部分气体将会析出，当液体通过节流装置时，液体流速增加，静压减小，溶解在液体中气体会析出形成气液混合体，再通过前置分离叶轮将液体中较大的气泡打散，由于离心力的作用，前置分离叶轮外缘气体比例小于轴部气体比例，实现初步的气液分离，最后流入主叶轮，由于主叶轮对气体的作用远小于对液体的作用，气液混合物经过主叶轮后，液体部分被甩至主叶轮外围，并从壳体的排出口排出，气体则聚集在泵轴周围，并通过抽气通道被真空抽气装置抽走，而第一密封叶轮能防止从主叶轮上流进的液体进入抽气通道。

所述节流装置为与进入口对接的析气管，析气管内设有阻流板，阻流板上带有节流孔。阻流板能增加液体流速，降低液体的静压，使得气体析出。

作为优选，板上的孔为圆柱形孔。

作为优选，板上的孔为文丘里孔，该孔内壁的最大直径与最小直径之比为2:1～3:1。保证一定的比值能使气体更好的析出。

作为优选，所述阻流板为平行布置的两块。两块阻流板能使气体更好的析出。

所述节流装置为与进入口对接的文丘里管，该文丘里管的最大内径与最小内径之比为2:1～3:1。保证一定的比值能使气体更好的析出。

所述前置分离叶轮包括前置分离叶片，该前置分离叶片为轴流叶片形式。前置分离叶片根据需要可以设计为直叶片或者扭曲叶片，该前置分离叶轮的作用是将物料中较大的气泡打散，便于后续操作，同时，前置分离叶片也起一定的气液分离作用，由于离心力的作用，前置分离叶片的外缘的气体比例小于轴部气体比例。

所述主叶轮包括与泵轴固定的主叶轮盘，主叶轮盘靠近进入口的一侧设有主叶轮片，主叶轮盘远离进入口的一侧为主叶轮盘的背面，主叶轮盘的背面上设有副叶片。主叶轮片的作用是将液体加压输送出去，而副叶片的作用是将从主叶轮片那边流入副叶片中的液体甩出至排出口，防止液体进入抽气通道。

作为优选，所述主叶轮片的数量为5～10。

所述主叶轮盘在靠近泵轴端设有若干围绕泵轴均匀分布的排气孔，所述排气孔轴向贯通。通过排气孔将分离出来的气体排入抽气通道中。

作为优选，所述排气孔的数量为5～10。

所述第一密封叶轮包括与泵轴固定的第一密封叶轮盘，该第一密封叶轮盘靠近泵轴端设有若干围绕泵轴均匀分布的第一通孔，第一密封叶轮盘远离进入口的一侧为第一密封叶轮盘的背面，第一密封叶轮盘的背面上设有若干第一密封叶轮片。气体可以通过第一通孔进入抽气通道，利用第一密封叶轮产生的离心力，能防止液体被吸至抽气通道中。

作为优选，所述第一通孔的数量为5～10。

作为优选，所述第一密封叶轮片的数量为5～10。

所述第一密封叶轮盘的背面设有端盖，所述副叶片远离主叶轮盘的端面距主叶轮盘的背面的距离为L1，主叶轮盘的背面与端盖的轴向距离为L2，且满足，0.7＜L1/L2＜1；所述第一密封叶轮片远离第一密封叶轮盘的端面距第一密封叶轮盘的背面的距离为L3，第一密封叶轮盘的背面与端盖的轴向距离为L4，且满足，0.7＜L3/L4＜1。保证一定的比值能使主叶轮和第一密封叶轮更加有效的工作、有更好的密封效果。

所述壳体在进入口与前置分离叶轮之间还设有排气通道，所述泵轴延伸至该排气通道内，在排气通道内设有与所述泵轴固定、用于使液体回流的第二密封叶轮。该排气通道一端与真空抽气装置连接，通过该设置能使液体在进入前置分离叶轮之前先分离出一部分气体，能有效提高气液分离效果。

所述排气通道内设有用于容置第二密封叶轮的排气室，该排气室具有朝向前置分离叶轮且与所述壳体的内腔相连通的入口，以及背向前置分离叶轮的出口；所述泵轴由该入口处延伸至排气室内，排气室远离泵轴轴线的部位设有与所述壳体的内腔相连通的回流通道。液体从入口进入排气室，气体从出口排除，液体通过第二密封叶轮的作用，经回流通道流出至壳体的内腔。

所述第二密封叶轮包括与泵轴固定的第二密封叶轮盘，所述第二密封叶轮盘靠近前置分离叶轮的一面为右面，右面固定有右叶片，远离前置分离叶轮的一面为左面，左面固定有左叶片；所述第二密封叶轮靠近前置分离叶轮的一侧设有密封盖板，右叶片远离第二密封叶轮盘的一端距右面的距离为L5，右面距密封盖板的距离为L6，且满足，0.7＜L5/L6＜1；左叶片远离第二密封叶轮盘的一端距左面的距离为L7，左面距壳体与其平行那部分的距离为L8，且满足，0.7＜L7/L8＜1；所述第二密封叶轮盘上靠近泵轴端设有若干围绕泵轴均匀分布的第二通孔。保证一定的比值能使第二密封叶轮更加有效的工作、有更好的密封效果，而第二通孔的作用是使分离出的气体排出至出口处。

作为优选，所述左叶片的数量为5～10，且左叶片与右叶片的数量相同。

作为优选，所述第二通孔的数量为5～10。

所述真空抽气装置由真空泵以及附属管路组成，用于形成低压将分离出的气体排出。

本发明的有益效果是：利用气体在液体中溶解度随压力降低而降低的特点，通过节流装置将液体中的气体析出，再利用,叶轮离心力对气体与液体的作用效果不同，实现气液分离，本发明脱气效果好，脱气及输送速度快，便于自动化规模化生产，且运行维护成本较低。

附图说明

图1是实施例1的离心式脱气输送泵的剖面图；

图2是本发明内设阻流板的析气管正视剖面图；

图3是本发明内设阻流板的析气管侧视剖面图；

图4是本发明文丘里式管正视剖面图；

图5是图1主叶轮与密封叶轮区域的局部放大图；

图6是本发明前置分离叶轮正视剖面图；

图7是本发明前置分离叶轮侧视剖面图;

图8是本发明主叶轮正视剖面图；

图9是本发明主叶轮侧视剖面图；

图10是本发明第一密封叶轮正视剖面图；

图11是本发明第一密封叶轮侧视剖面图；

图12是本发明第二密封叶轮正视剖面图；

图13是本发明第二密封叶轮侧视剖面图；

图14是实施例2的离心式脱气输送泵的剖面图；

图15是图14中第二密封叶轮区域的局部放大图。

1.进入口，2.前置分离叶轮，3.节流装置，4.主叶轮，5.端盖，6.壳体，7.排出口，8.第一密封叶轮，9.抽气通道，10.泵轴，11.阻流板，12.节流孔，13.主叶轮片，14.主叶轮盘，15.副叶片，16.排气孔，17.第一密封叶轮片，18.第一密封叶轮盘，19.左叶片，20.第二密封叶轮盘，21.右叶片，22.第二通孔，23.排气通道，24.第二密封叶轮，25.密封盖板，26.回流通道，27.入口，28.排气室，29第一通孔。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种离心式脱气输送泵，包括内装泵轴10的壳体6，壳体6开有用于外接真空抽气装置的抽气通道9，壳体6设有一个进入口1和一个排出口7，壳体的进入口1连接有用于气液预分离的节流装置3，泵轴10上沿轴向依次设有前置分离叶轮2、主叶轮4以及第一密封叶轮8，前置分离叶轮2安装在泵轴10靠近进入口的一端，第一密封叶轮8设置在主叶轮4与抽气通道9之间。

如图2，3所示，节流装置3为一析气管，析气管内设有阻流板11，阻流板上带有节流孔12。阻流板的作用是增加液体流速，降低液体的静压，使得气体析出。节流孔12可以是圆形孔也可以是文丘里孔，当节流孔为文丘里孔时，孔内壁的最大直径与最小直径之比为2:1，保证一定的比值能使气体更好的析出。本实施例阻流板的数量为2，但还可以为1块，两块阻流板能使气体更好的析出。

如图4所示，节流装置3还可以为文丘里管，该文丘里管的最大内径与最小内径之比为2:1。保证一定的比值能使气体更好的析出。

如图6，7所示，前置分离叶轮2包括前置分离叶片，该前置分离叶片为轴流叶片形式，前置分离叶片根据需要可以设计为直叶片或者扭曲叶片。前置分离叶轮的作用是将物料中较大的气泡打散，便于后续操作，同时，前置分离叶片也起一定的气液分离作用，由于离心力的作用，前置分离叶片的外缘的气体比例小于轴部气体比例。

如图8，9所示，主叶轮4包括与泵轴固定的主叶轮盘14，主叶轮盘靠近进入口的一侧设有主叶轮片13，主叶轮盘远离进入口的一侧为主叶轮盘的背面，主叶轮盘的背面上设有副叶片15。主叶轮片13的作用是将液体加压输送出去，而副叶片15的作用是将从主叶轮片那边流入副叶片中的液体甩出至排出口7，防止液体进入抽气通道9。本实施例主叶轮片的数量为6，主叶轮片的数量还可以是5～10中的任意一个，且主叶轮盘在靠近泵轴端设有6个围绕泵轴均匀分布的排气孔16，排气孔的数量与主叶轮片数量相等，排气孔轴向贯通，通过排气孔将分离出来的气体排入抽气通道中。

如图10，11所示，第一密封叶轮8包括与泵轴10固定的第一密封叶轮盘18，该第一密封叶轮盘靠近泵轴端设有7个围绕泵轴均匀分布的第一通孔29，第一通孔29的数量还可以是5～10中的任意一个，该第一密封叶轮盘远离进入口的一侧为第一密封叶轮盘的背面，第一密封叶轮盘的背面上设有6个第一密封叶轮片17，第一密封叶轮片的数量还可以是5～10中的任意一个。气体可以通过第一通孔29进入抽气通道9，利用第一密封叶轮17产生的离心力，能防止液体被吸至抽气通道中。

如图5所示，第一密封叶轮盘的背面设有端盖5，副叶片15远离主叶轮盘的端面距主叶轮盘的背面的距离为L1，主叶轮盘的背面与端盖的轴向距离为L2，且满足，0.7＜L1/L2＜1；第一密封叶轮片17远离第一密封叶轮盘的端面距第一密封叶轮盘的背面的距离为L3，第一密封叶轮盘的背面与端盖的轴向距离为L4，且满足，0.7＜L3/L4＜1。保证一定的比值能使主叶轮和第一密封叶轮更加有效的工作、有更好的密封效果。

实际工作时，输送的液体通过节流装置3进入泵内，由于气体溶解度与压力成正比，当局部压力降低时，溶解在液体的部分气体将会析出，当液体通过节流装置3时，液体流速增加，静压减小，溶解在液体中气体会析出形成气液混合体。再通过前置分离叶轮2将液体中较大的气泡打散，由于离心力的作用，前置分离叶轮外缘气体比例小于轴部气体比例，实现初步的气液分离。最后流入主叶轮4，由于主叶轮4对气体的作用远小于对液体的作用，气液混合物经过主叶轮后，液体部分被甩至主叶轮外围，并从壳体的排出口7排出，气体则聚集在泵轴周围，并通过排气孔16进入第一密封叶轮8那侧，最后通过第一通孔29进入抽气通道9，被真空抽气装置抽走，而通过排气孔16进入副叶片15中的液体，会被副叶片15甩出至排出口7，从而防止液体进入抽气通道9，且第一密封叶轮8也能防止从主叶轮4上流入的液体进入抽气通道9。通过调节真空抽气装置的真空度可以使得真空吸力与第一密封叶轮8的离心力相平衡，实际从第一通孔29中漏出的液体可以得到控制。

实施例2

如图14所示，另一种形式的离心式脱气输送泵，本实施例在实施例1的基础上增加了一个排气通道23，该排气通道设置在壳体的进入口1与前置分离叶轮2之间，泵轴10延伸至该排气通道23内，在排气通道23内设有与泵轴固定、用于使液体回流的第二密封叶轮24。该排气通道一端与真空抽气装置连接，且排气通道23内设有用于容置第二密封叶轮24的排气室28，该排气室具有朝向前置分离叶轮2且与壳体的内腔相连通的入口27，以及背向前置分离叶轮2的出口；泵轴10由入口27处延伸至排气室28内，排气室28远离泵轴轴线的部位设有与壳体的内腔相连通的回流通道26。当液体从入口27进入排气室28后，分离出的气体从出口排除，而液体通过第二密封叶轮24的作用，经回流通道26流出至壳体的内腔。通过该设置能使液体在进入前置分离叶轮2之前先分离出一部分气体，能有效提高气液分离效果。

如图12，13所示，第二密封叶轮24包括与泵轴固定的第二密封叶轮盘20，第二密封叶轮盘靠近前置分离叶轮的一面为右面，右面固定有右叶片21，远离前置分离叶轮的一面为左面，左面固定有左叶片19。本实施例左叶片的数量为6片，且左叶片与右叶片的数量相同，左叶片的数量还可以是5～10中的任意一个。第二密封叶轮盘20上靠近泵轴端设有6个围绕泵轴10均匀分布的第二通孔22，第二通孔22的数量与左叶片19的数量相等。

如图15所示，第二密封叶轮24靠近前置分离叶轮2的一侧设有密封盖板25，右叶片21远离第二密封叶轮盘20的一端距右面的距离为L5，右面距密封盖板的距离为L6，且满足，0.7＜L5/L6＜1；左叶片19远离第二密封叶轮盘20的一端距左面的距离为L7，左面距壳体与其平行那部分的距离为L8，且满足，0.7＜L7/L8＜1；保证一定的比值能使第二密封叶轮更加有效的工作、有更好的密封效果。

实际工作时，输送的液体通过节流装置3进入泵内，由于气体溶解度与压力成正比，当局部压力降低时，溶解在液体的部分气体将会析出，当液体通过节流装置3时，液体流速增加，静压减小，溶解在液体中气体会析出形成气液混合体。在通过前置分离叶轮2之前，一部分气液混合体会通过入口27进入排气室28，气液混合体中的气体则从出口排除而液体通过第二密封叶轮24的作用，经回流通道26流出至壳体的内腔，通过该设置能使液体在进入前置分离叶轮2之前先分离出一部分气体，能有效提高气液分离效果。通过调节真空抽气装置的真空度可以使得真空吸力与第二密封叶轮24的离心力相平衡，实际从第二通孔22中漏出的液体可以得到控制。经过回流后，气液混合体再通过前置分离叶轮2，通过前置分离叶轮2，将液体中较大的气泡打散，由于离心力的作用，前置分离叶轮外缘气体比例小于轴部气体比例，实现初步的气液分离。最后流入主叶轮4，由于主叶轮4对气体的作用远小于对液体的作用，气液混合物经过主叶轮后，液体部分被甩至主叶轮外围，并从壳体的排出口7排出，气体则聚集在泵轴周围，并通过排气孔16进入第一密封叶轮8那侧，最后通过第一通孔29进入抽气通道9，被真空抽气装置抽走，而通过排气孔16进入副叶片15中的液体，会被副叶片15甩出至排出口7，从而防止液体进入抽气通道9，且第一密封叶轮8也能防止从主叶轮4上流入的液体进入抽气通道9。通过调节真空抽气装置的真空度可以使得真空吸力与第一密封叶轮8的离心力相平衡，实际从第一通孔29中漏出的液体可以得到控制。

Claims (10)

1.一种离心式脱气输送泵，包括内装泵轴的壳体，所述壳体开有用于外接真空抽气装置的抽气通道，所述壳体设有一个进入口和一个排出口，其特征在于：所述壳体的进入口连接有用于气液预分离的节流装置，所述泵轴上沿轴向依次设有前置分离叶轮、主叶轮以及第一密封叶轮，所述前置分离叶轮安装在泵轴靠近进入口的一端，所述第一密封叶轮设置在主叶轮与抽气通道之间。

2.如权利要求1所述的离心式脱气输送泵，其特征在于：所述节流装置为与进入口对接的析气管，析气管内设有阻流板，阻流板上带有节流孔。

3.如权利要求1所述的离心式脱气输送泵，其特征在于：所述节流装置为与进入口对接的文丘里管，该文丘里管的最大内径与最小内径之比为2:1～3:1。

4.如权利要求1所述的离心式脱气输送泵，其特征在于：所述主叶轮包括与泵轴固定的主叶轮盘，主叶轮盘靠近进入口的一侧设有主叶轮片，主叶轮盘远离进入口的一侧为主叶轮盘的背面，主叶轮盘的背面上设有副叶片。

5.如权利要求4所述的离心式脱气输送泵，其特征在于：所述主叶轮盘在靠近泵轴端设有若干围绕泵轴均匀分布的排气孔，所述排气孔轴向贯通。

6.如权利要求1所述的离心式脱气输送泵，其特征在于：所述第一密封叶轮包括与泵轴固定的第一密封叶轮盘，该第一密封叶轮盘靠近泵轴端设有若干围绕泵轴均匀分布的第一通孔，第一密封叶轮盘远离进入口的一侧为第一密封叶轮盘的背面，第一密封叶轮盘的背面上设有若干第一密封叶轮片。

7.如权利要求5或6所述的离心式脱气输送泵，其特征在于：所述第一密封叶轮盘的背面设有端盖，所述副叶片远离主叶轮盘的端面距主叶轮盘的背面的距离为L1，主叶轮盘的背面与端盖的轴向距离为L2，且满足，0.7＜L1/L2＜1；所述第一密封叶轮片远离第一密封叶轮盘的端面距第一密封叶轮盘的背面的距离为L3，第一密封叶轮盘的背面与端盖的轴向距离为L4，且满足，0.7＜L3/L4＜1。

8.如权利要求1所述的离心式脱气输送泵，其特征在于：所述壳体在进入口与前置分离叶轮之间还设有排气通道，所述泵轴延伸至该排气通道内，在排气通道内设有与所述泵轴固定、用于使液体回流的第二密封叶轮。

9.如权利要求1所述的离心式脱气输送泵，其特征在于：所述排气通道内设有用于容置第二密封叶轮的排气室，该排气室具有朝向前置分离叶轮且与所述壳体的内腔相连通的入口，以及背向前置分离叶轮出口；所述泵轴由该入口处延伸至排气室内，排气室远离泵轴轴线的部位设有与所述壳体的内腔相连通的回流通道。

10.如权利要求1所述的离心式脱气输送泵，其特征在于：所述第二密封叶轮包括与泵轴固定的第二密封叶轮盘，所述第二密封叶轮盘靠近前置分离叶轮的一面为右面，右面固定有右叶片，远离前置分离叶轮的一面为左面，左面固定有左叶片；所述第二密封叶轮靠近前置分离叶轮的一侧设有密封盖板，右叶片远离第二密封叶轮盘的一端距右面的距离为L5，右面距密封盖板的距离为L6，且满足，0.7＜L5/L6＜1；左叶片远离第二密封叶轮盘的一端距左面的距离为L7，左面距壳体与其平行那部分的距离为L8，且满足，0.7＜L7/L8＜1；所述第二密封叶轮盘上靠近泵轴端设有若干围绕泵轴均匀分布的第二通孔。

Images