CN104329237B - 大型储能高真空维持泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液压机械领域，具体而言，涉及一种大型储能高真空维持泵。大型储能高真空维持泵包括至少一个维持单元；维持单元包括第一气缸、第一活塞、第一活塞杆和第一液压缸；第一液压缸与第一活塞杆的一端连接，用于带动第一活塞杆沿第一活塞杆的轴向做往复移动；第一活塞杆与第一活塞连接；第一活塞设置在第一气缸内，将第一气缸分割为上腔体和下腔体；上腔体上设置有与外界连通的进气阀；下腔体上设置有与外界接通的排气阀。本发明取代整个主抽机组后，操作比较简单，且成本和能耗较低，维护简单，没有污染气体的排放，保护了环境。

Description

大型储能高真空维持泵

技术领域

本发明涉及液压机械领域，具体而言，涉及一种大型储能高真空维持泵。

背景技术

真空泵是利用机械、物理、化学或物理化学的方法对被抽容器进行抽气而获得真空的器件或设备。通俗来讲，真空泵是用各种方法在某一封闭空间中改善、产生和维持真空的装置。其广泛用于冶金、化工、食品、电子镀膜等行业。

在大型金属冶炼、发电系统、化工、太阳能晶硅制造及部分化工系统中，利用真空泵进行抽真空的过程较长，分为预抽阶段和主抽阶段，预抽时快速达到一定真空度，主抽时保持相对的真空度到终点。一般整个过程需8-24小时。

现在的抽真空设备中，主抽与预抽均需要若干个机组，预抽时间一般需2-5小时，转为主抽，预抽停止，主抽若干机组开启需要维持真空度8-12小时。每一个机组均包括电机和真空泵，在主轴时需要多个机组并行，造价高，能耗也较高，不断维护费用高，且还会产生大量的污染气体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大型储能高真空维持泵，用一套设备进行主抽，不需要多个机组，降低了成本和能耗，减少了维护费用，且减少了污染气体的排放。

在本发明的实施例中提供了一种大型储能高真空维持泵，包括至少一个维持单元；

维持单元包括第一气缸、第一活塞、第一活塞杆和第一液压缸；

第一液压缸与第一活塞杆的一端连接，用于带动第一活塞杆沿第一活塞杆的轴向做往复移动；

第一活塞杆与第一活塞连接；

第一活塞设置在第一气缸内，将第一气缸分割为上腔体和下腔体；

上腔体上设置有与外界连通的进气阀；

下腔体上设置有与外界接通的排气阀。

进一步的，大型储能高真空维持泵还包括微放气装置；

微放气装置连通上腔体和下腔体。

进一步的，微放气装置为第一单向阀；

第一单向阀设置在第一活塞上。

进一步的，微放气装置包括连通管、微放气阀罩、微放气阀和调压弹簧；

微放气阀罩为空心圆锥体；

微放气阀罩的开口端与下腔体连通；

微放气阀罩的尖端与连通管的一端连通；

连通管的另一端与上腔体连通；

微放气阀设置在微放气阀罩内，用于密封微放气阀罩，阻止上腔体与下腔体的连通；

调压弹簧的一端固定设置在微放气阀罩内，另一端与微放气阀相抵，用于阻止微放气阀密封微放气阀罩。

进一步的，上腔体还设置有排气阀；

下腔体上还设置有进气阀。

进一步的，维持单元为两个；

两个维持单元中的第一液压缸为同一个。

进一步的，大型储能高真空维持泵还包括液压储能器；

液压储能器一端连接第一液压缸，另一端连接液压泵。

进一步的，大型储能高真空维持泵还包括二级维持单元；

二级维持单元包括第二气缸、第二单向阀、第二液压缸和第二活塞杆；

第二气缸与第一气缸连接；

第二气缸内的靠近第一气缸的腔体与下腔体连通；

第二单向阀设置在第二气缸内，用于将与下腔体连通的腔体内的气体排出；

第二单向阀与第二活塞杆的一端连接；

第二液压缸与第二活塞杆的另一端连接。

进一步的，大型储能高真空维持泵还包括压力调节阀；

压力调节阀与第一液压缸连接，用于调节第一液压缸的压力。

进一步的，排气阀连接有滑阀泵或爪泵。

本发明提供的大型储能高真空维持泵，将设置在维持单元上的进气阀与用户需要抽真空的使用空间连通，通过单向阀将使用空间内的气体抽进上腔体内，再通过活塞的移动，将上腔体内的气体排入下腔体，再通过下腔体上连接的排气阀，将下腔体内的气体排出，进而完成整个抽真空的过程。这样的设置在主抽时不需要活塞杆一直运动进行抽气，先将上腔体抽真空后，使用空间内的气体会由于压差的存在自动进入上腔体，每次使用空间内的真空度达不到要求时，活塞上下移动一次，将上腔体内的空气抽出，以增加上腔体与使用空间的压差，使其能继续保持抽真空状态。使用本装置取代整个主抽机组后，操作比较简单，且成本和能耗较低，维护简单，没有污染气体的排放，保护了环境。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明大型储能高真空维持泵的维持单元的结构示意图；

图2为本发明大型储能高真空维持泵的一种实施例的结构示意图；

图3为本发明大型储能高真空维持泵的另一种实施例的结构示意图；

图4为本发明大型储能高真空维持泵的二级维持单元的结构示意图；

图5为本发明大型储能高真空维持泵的又一种实施例的结构示意图。

附图标记：

1：第一气缸 2：上腔体 3：进气阀

4：第一活塞 5：排气阀 6：下腔体

7：第一活塞杆 8：微放气阀罩 9：调压弹簧

10：微放气阀 11：连通管 12：微放气装置

13：第一液压缸 14：爪泵 15：液压泵

16：液压储能器 17：压力调节阀 18：第二气缸

19：第二单向阀 20：第二活塞杆 21：第二液压缸

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如附图所示，本发明提供了大型储能高真空维持泵，包括至少一个维持单元；

维持单元包括第一气缸1、第一活塞4、第一活塞杆7和第一液压缸13；

第一液压缸13与第一活塞杆7的一端连接，用于带动第一活塞杆7沿第一活塞杆7的轴向做往复移动；

第一活塞杆7与第一活塞4连接；

第一活塞4设置在第一气缸1内，将第一气缸1分割为上腔体2和下腔体6；

上腔体2上设置有与外界连通的进气阀3；

下腔体6上设置有与外界接通的排气阀5。

将进气阀3与需要进行主抽的使用空间连通，将使用空间内的空气抽出形成真空后，上腔体2内为真空状态。使用空间内进入空气进而使其真空度降低，此时使用空间内的压强高压上腔体2内的压强，由于其与上腔体2单向连通，因此在进气阀3处会形成压差，进而使用空间内的空气会通过进气阀3进入上腔体2内，进而使上腔体2与下腔体6之间形成压差，使活塞下移。当第一活塞4移动到最下端时，启动第一液压缸13，推动第一活塞杆7带动第一活塞4上移，将上腔体2内的气体进入下腔体6，此时上腔体2内再次为真空，可以继续通过排气阀5将使用空间内的气体吸入，当其再次推动第一活塞4下移时，会将下腔体6内的气体通过排气阀5排出下腔体6，进而使整个系统保持真空状态。

进一步的，大型储能高真空维持泵还包括微放气装置12；

微放气装置12连通上腔体2和下腔体6。

在真空系统中很早就有人说，两个金属半球合在一起，五匹马都拉不开。在往复真空泵中，如果真空到一定高度，气门关闭，其受真空拉力会消耗很多能量。

在由第一液压缸13驱动第一活塞杆7时，带动第一活塞4上行，真空拉力全都呈现在下腔体6内，下腔体6内初始时就承受真空的拉力较大，少则几百公斤，多则数吨。

为了解决这一矛盾，在下腔体6内设置有微放气装置12，将上腔体2和下腔体6连通。第一活塞4上行时，下腔体6内的真空就有所降低，因此上行阻力小。

进一步的，微放气装置12为第一单向阀；

第一单向阀设置在第一活塞4上。

在第一活塞4上设置第一单向阀，当第一活塞4上行时，气体可以通过第一单向阀从上腔体2进入下腔体6内，使上腔体2与下腔体6内的压差保持相同；当第一活塞4下行时，由于第一单向阀的作用，气体无法从下腔体6进入上腔体2内，进而将上腔体2内的气体移动一次排入下腔体6一部分，为了保证第一活塞4下行时上腔体2和下腔体6内的压差，排气阀5开启，可以将下腔体6内的气体通过排气阀5排出下腔体6，进而使第一气缸1内上腔体2和下腔体6的真空度相同。

进一步的，微放气装置12包括连通管11、微放气阀罩8、微放气阀10和调压弹簧9；

微放气阀罩8为空心圆锥体；

微放气阀罩8的开口端与下腔体6连通；

微放气阀罩8的尖端与连通管11的一端连通；

连通管11的另一端与上腔体2连通；

微放气阀10设置在微放气阀罩8内，用于密封微放气阀罩8，阻止上腔体2与下腔体6的连通；

调压弹簧9的一端固定设置在微放气阀罩8内，另一端与微放气阀10相抵，用于阻止微放气阀10密封微放气阀罩8。

第一气缸1第一工作时，上腔体2和下腔体6内均充满了气体。当第一活塞4上行时，上腔体2内的气体压缩，压强变大，下腔体6内的腔体压强变小，进而会给第一活塞4上行带来较大的阻力。

为解决这一问题，在上腔体2和下腔体6的外侧设置有连通两个腔体的连通管11，当第一活塞4上行时，上腔体2内的气体能够通过连通管11进而下腔体6，进而使第一活塞4顺利上行。

但是，如果只是通过连通管11连通的话，当第一活塞4下行时，下腔体6内的气体会通过连通管11进入上腔体2内，进而使第一气缸1内的气体无法排出，也就无法进行抽真空。

为解决这一问题，在下腔体6上设置了微放气阀罩8和微放气阀10，连通管11与微放气阀罩8连通，通过微放气阀10控制气体只能从连通管11内进而下腔体6，而无法使气体从下腔体6进入连通管11，进而保证了下腔体6内的气体不会进入上腔体2只能从排气阀5排出。

还可以在微放气阀罩8和微放气阀10之间设置调压弹簧9，能够使在上腔体2和下腔体6之间的压差不大的时候，微放气阀10可以始终关闭。

也就是说，第一活塞4上行时，微放气阀10孔小，真空吸力大时，阀门吸开；第一活塞4下行时，微放气阀10的阀门关闭，第一活塞4在上行时阀门吸开，直到第一活塞4两端压差≤1000Pa左右永远关闭；上腔体2和下腔体6内的气体，被真空泵依次抽走平衡系统真空最终压差在0－100Pa时，微放气阀10永远打不开，真空泵正常工作。

进一步的，上腔体2还设置有排气阀5；

下腔体6上还设置有进气阀3。

在上腔体2内同时设置排气阀5，在下腔体6内同时设置进气阀3，上腔体2内的进气阀3和下腔体6内的进气阀3同时与用户的需要抽真空的使用空间连通，进而可以使第一活塞4在下行时能够对使用空间进行抽真空，在上行时同样也可以对使用空间进行抽真空。这样就可以在第一活塞4上下一个来回进行两次抽真空作业，将工作效率提高了一倍，也就是将能耗降低了一半，大大的降低了能耗。

进一步的，维持单元为两个；

两个维持单元中的第一液压缸13为同一个。

将维持单元设置为两个，且两个维持单元中的第一液压缸13为同一个。这样的设置可以将第一液压缸13的功能充分利用。

将两个维持单元以第一液压缸13为轴对称设置，这样当第一液压缸13向一端移动时，两个第一活塞杆7一个上行一个下行，进而带动两个第一活塞4一个上行一个下行。这样设置可以使第一液压缸13一次移动，对使用空间进行双倍抽真空，进而将工作效率提高了一倍，也就是将能耗降低了一半，大大的降低了能耗。如果再将上腔体2和下腔体6上均设置进气阀3和排气阀5，那么整个装置的能耗将会降到很低的程度，而工作效果将会得到极大的提高。

进一步的，大型储能高真空维持泵还包括液压储能器16；

液压储能器16一端连接第一液压缸13，另一端连接液压泵15。

在大型储能高真空维持泵中设置液压储能器16，将液压泵15内的能够通过液压储能器16储存。

将液压储能器16与第一液压缸13连通，当第一气缸1内的上腔体2和下腔体6存在压差时，第一液压缸13带动第一活塞杆7进而带动第一活塞4移动，第一液压缸13消耗能量。每当第一液压缸13消耗能量后，液压储能器16能够给第一液压缸13及时充能，进而保证整个装置能够持续处于主轴状态，进一步就实现了对使用空间的真空维持。

进一步的，大型储能高真空维持泵还包括二级维持单元；

二级维持单元包括第二气缸18、第二单向阀19、第二液压缸21和第二活塞杆20；

第二气缸18与第一气缸1连接；

第二气缸18内的靠近第一气缸1的腔体与下腔体6连通；

第二单向阀设置在第二气缸18内，用于将与下腔体6连通的腔体内的气体排出；

第二单向阀19与第二活塞杆20的一端连接；

第二液压缸21与第二活塞杆20的另一端连接。

当第一活塞4下行，下腔体6内的气体没有排干净的时候，可以通过在下腔体6上设置二级维持单元，即通过第二气缸18将下腔体6内的气体排出。

通过第二液压缸21带动第二活塞杆20进而带动第二单向阀19移动，第二单向阀19将第二气缸18分割为两个腔体，一个与下腔体6连通，一个与外界连通，进而将下腔体6内的气体通过单向阀排向外界，对下腔体6实现抽真空。

当第二气缸18内的气体较多时，可以直接通过第二单向阀19直接将第二气缸18内的气体排出；当第二气缸18内的气体较少，即其内的压强较小时，需要连接真空泵，通过真空泵将第二气缸18内的气体抽出。

进一步的，大型储能高真空维持泵还包括压力调节阀17；

压力调节阀17与第一液压缸13连接，用于调节第一液压缸13的压力。

通过压力调节阀17，可以调节第一液压缸13的压力，进而调节用户需要抽真空的使用空间的真空度。

进一步的，排气阀5连接有滑阀泵或爪泵14。

在排气阀5出连接滑阀泵或爪泵14，进而可以保证排气阀5排出的气体能够及时从下腔体6内排出。

在本发明中，所有的气缸和活塞之间的密封性良好，并有良好的润滑；两个第一气缸1与液压缸在同一垂直线上，不得偏移；第一活塞4在微弱压差下，反应灵敏。

在系统真空度达到了工艺要求(或者少量泄漏)后，由液压的蓄能器为动力保持真空度。所有的电机停止，当真空系统经过N时间后蓄能器的能量不够时(压力)，电机再次启动，在短时间就维持了蓄能器的能量，周而复始达到了节能目的。

本发明提供的大型储能高真空维持泵，将设置在维持单元上的进气阀3与用户需要抽真空的使用空间连通，通过单向阀将使用空间内的气体抽进上腔体2内，再通过活塞的移动，将上腔体2内的气体排入下腔体6，再通过下腔体6上连接的排气阀5，将下腔体6内的气体排出，进而完成整个抽真空的过程。这样的设置在主抽时不需要活塞杆一直运动进行抽气，先将上腔体2抽真空后，使用空间内的气体会由于压差的存在自动进入上腔体2，每次使用空间内的真空度达不到要求时，活塞上下移动一次，将上腔体2内的空气抽出，以增加上腔体2与使用空间的压差，使其能继续保持抽真空状态。使用本装置取代整个主抽机组后，操作比较简单，且成本和能耗较低，维护简单，没有污染气体的排放，保护了环境。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种大型储能高真空维持泵，其特征在于，包括至少一个维持单元；

所述维持单元包括第一气缸、第一活塞、第一活塞杆和第一液压缸；

所述第一液压缸与所述第一活塞杆的一端连接，用于带动所述第一活塞杆沿所述第一活塞杆的轴向做往复移动；

所述第一活塞杆与所述第一活塞连接；

所述第一活塞设置在所述第一气缸内，将所述第一气缸分割为上腔体和下腔体；

所述上腔体上设置有与外界连通的进气阀；

所述下腔体上设置有与外界接通的排气阀；

还包括液压储能器；

所述液压储能器一端连接所述第一液压缸，另一端连接液压泵；

还包括微放气装置；

所述微放气装置连通所述上腔体和所述下腔体；

所述微放气装置包括连通管、微放气阀罩、微放气阀和调压弹簧；

所述微放气阀罩为空心圆锥体；

所述微放气阀罩的开口端与所述下腔体连通；

所述微放气阀罩的尖端与所述连通管的一端连通；

所述连通管的另一端与所述上腔体连通；

所述微放气阀设置在所述微放气阀罩内，用于密封微放气阀罩，阻止所述上腔体与所述下腔体的连通；

所述调压弹簧的一端固定设置在所述微放气阀罩内，另一端与所述微放气阀相抵，用于阻止所述微放气阀密封所述微放气阀罩。

2.根据权利要求1所述的大型储能高真空维持泵，其特征在于，所述微放气装置为第一单向阀；

所述第一单向阀设置在所述第一活塞上。

3.根据权利要求1所述的大型储能高真空维持泵，其特征在于，所述上腔体还设置有所述排气阀；

所述下腔体上还设置有所述进气阀。

4.根据权利要求1所述的大型储能高真空维持泵，其特征在于，所述维持单元为两个；

两个所述维持单元中的所述第一液压缸为同一个。

5.根据权利要求1所述的大型储能高真空维持泵，其特征在于，还包括二级维持单元；

所述二级维持单元包括第二气缸、第二单向阀、第二液压缸和第二活塞杆；

所述第二气缸与所述第一气缸连接；

所述第二气缸内的靠近所述第一气缸的腔体与所述下腔体连通；

所述第二单向阀设置在所述第二气缸内，用于将与所述下腔体连通的腔体内的气体排出；

所述第二单向阀与所述第二活塞杆的一端连接；

所述第二液压缸与所述第二活塞杆的另一端连接。

6.根据权利要求1所述的大型储能高真空维持泵，其特征在于，还包括压力调节阀；

所述压力调节阀与所述第一液压缸连接，用于调节所述第一液压缸的压力。

7.根据权利要求1-6任一项所述的大型储能高真空维持泵，其特征在于，所述排气阀连接有滑阀泵或爪泵。