CN1061131C - 一种抽吸高真空度的装置 - Google Patents
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Abstract
一种抽吸高真空度的装置，该装置有一安装在叶轮片的转子，该转子以转轴偏心地安装于一缸体的圆形内腔中，缸体内腔两端与装有液体介质的连接端盖的液体介质箱连通，叶轮高速旋转，液体介质贴靠缸体内腔的圆孔壁形成一液体介质圆环，该圆环的内环面与叶轮的轮毂外圆之间形成一新月形的空间，于该新月形空间起始端和终止端的尖角处分别设置吸气口和排气口，本发明具有无进、排气阀门，无密封填料，无直接磨损，高效率，长寿命的特点，可实现高真空度直至绝对压力的真空要求。
Description
本发明涉及高真空度的设备，具体的是一种以无密封填料、无进、排气阀门、无直接磨损、长寿命、高效率为其特点的抽吸高真空度的装置。
在国民经济领域及科学实验中获取高真空度一般使用真空泵，真空泵是一种制备真空环境所必备的设备，现有的真空泵有往复式和回旋式类型，往复式使用活塞在缸体内往复运动抽气，其抽气口和排气口没有单向阀门；回旋式例如叶片泵或螺杆泵，它们有轴承支承的回转轴外接驱动轮，在其抽气工作室与外露轴头之间需要使用密封圈或填料密封，这些真空泵的效率和高真空度受密封不严，阀门精度不严，密封件使用一段时间后磨损等造成气体往返、渗漏和有害气室的影响，不能满足高效率，高真空度的需要，这里说的有害气室即抽排气过程中存留不能排出而返还气体的空间，现有技术中，结构简单的真空设备由于泄漏而达不到高真空度的要求，能达到高真空度的真空设备则由于结构复杂，制造难度要求高而价格昂贵，并因有直接磨损而影响使用寿命降低，且也很难达到绝对压力的要求。
本发明的目的是提供一种抽吸高真空度的装置，具有无进气阀门、无直接磨损、无密封填料的特点，可实现高真空度直到绝对压力的真空要求，并且高效率，长寿命，构造简单，易于推广，用途广泛。
本发明的目的是这样实现的：
一种抽吸高真空度的装置，其特征在于：
A．该装置有一安装有叶轮片的转子，该转子以转轴偏心地安装于一缸体的圆形内腔中；
B．缸体内腔两端与装有液体介质的连接端盖的液体介质箱连通，液体介质进入缸体内腔；
C．吸气口和排气口分别设置于缸体内一新月形空间的两个尖角，该新月形空间是由液体介质在离心力作用下贴靠缸体内腔孔壁所成液体介质环的内环面与叶轮的轮毂外圆面之间自然形成的；所述吸气口和排气口的形状及位置与新月形空间的起始端和终止端的尖角重合，所述吸气口连接被抽真空容器，所述排气口连通容器内的液体介质，并由上顶接通大气。
本发明的目的还可以通过以下措施实现：
所述装置是一种液体介质全封闭式高真空度真空泵，其构造包含叶轮和泵体；
A．安装在主轴上的叶轮轮毂和叶轮由两端轴承支承，主轴中心线与泵体中心线相互平行且有一偏心距；
B．在泵体轴向两端各有一端盖液体介质箱，在该介质箱与泵体连接的两个端盖平面上各有一吸气口和一排气口，该吸气口和排气口的形状及位置各与一新月形空间的两个尖端形状相重合：该新月形空间由液体介质环的内环面与叶轮轮毂的外圆面轮廓形成，所述液体介质环是在叶轮高速旋转时带动泵体内的液体介质旋转，在离心力作用下而自然形成的与泵体同心且紧贴于泵体内圆表面有一定厚度的液体介质圆环，根据叶片转动方向，所述吸气口设置于新月形空间的起始端，该吸气口连接吸气管，该吸气管与液体介质箱中的液体介质隔绝，从端盖液体介质箱的端面通出，连接于被抽真空的容器，所述排气口设置于新月形空间的终止端，该排气口与液体介质箱中的液体连通，空气排出管由液体介质箱上端引出与大气相通。
这种由主轴、叶轮、泵体，流体介质容器及主轴等部件组成的全封闭式、长寿命、高效率、高真空度(绝压)的真空设备，其特点是与主轴相连的叶轮在主轴的带动下转动，泵体内的流体介质在离心力的作用下在泵体内旋转，由于叶轮与泵体的偏心而形成一定厚度的流体介质环，流体介质环与叶轮轮毂之间形成新月形空间，轮毂与流体介质环相接触形成高低压腔的分离，叶轮与流体介质环之间的气室由小变大的过程为吸气过程，由大变小的过程为排气过程，为了消除主轴与端盖叶轮端面的间隙引起的气体的渗漏，端盖外可为一流体介质箱，使渗漏的物体为流体介质，渗漏的流体介质在缸体端面上形成膜改善叶轮与端面的密封，渗漏的流体介质在压缩过程中被从排气口排出缸体。
本发明有以下积极有益的效果：
1．能实现高真空度：
利用叶片，轮毂和流体介质环之间的空间由小变大，再由大变小的过程进行抽气和排气，主轴与端盖，叶片与泵体之间均为无磨擦的间隙配合，一切间隙造成的高低压腔之间，轴与端盖之间的渗漏物不是气，而是两端盖流体介质箱内的流体介质及由主轴承渗进泵体的流体介质在端盖内表面形成的流体介质膜，排除了气体回蹿的问题，因而不需设置进、排气阀门，能实现高真空度，达到绝对压力的真空。
2．无有害气室，本发明抽气过程是连续的，抽气的初始容积为零，没有有害气室，从而有利于提高抽空极限。
3．工作气室的所有渗漏均为流体介质，防止了气体的回蹿。
4．无直接磨损：泵体与主轴无需密封填料，泵体与叶片间均无磨擦，降低了功耗。
5．液体介质可根据需要选用不同的液体，如水、油，其它少蒸发或无蒸发的液体或润滑性能好的液体。
6．构造简单，制造成本相对较低，便于推广，具有较大的社会效益和经济效益。
7．用途广泛，可广泛应用于对真空度的各种需要，如石油、化工、制药、食品、军工、科学试验等。
现以较佳实施例结合附图进行说明。
图1是本发明一实施例的构造示意图；
图2是图1的A-A视图；
图3是图1实施例的外形示意图。
附图编号为：
1．主轴 2．叶轮 3．叶轮轮毂
4．泵体 5．端盖流体介质箱 6．轴承
7．吸气口 8．排气口 9．主轴转动方向
10．流体介质环 11．连接被抽真空容器的吸气管
12．通向大气的空气排出管
请参照图1，本发明是一种抽吸高真空度的装置；
A．该装置有一安装有叶轮片的转子，该转子以转轴偏心地安装于一缸体的圆形内腔中；
B．缸体内腔两端与装有液体介质的连接端盖的液体介质箱连通，液体介质进入缸体内腔；
C．吸气口和排气口分别设置于缸体内一新月形空间的两个尖角，该新月形空间是由液体介质在离心力作用下贴靠缸体内腔孔壁所成液体介质环的内环面与叶轮的轮毂外圆面之间自然形成的；所述吸气口和排气口的形状及位置与新月形空间的起始端和终止端的尖角重合，所述吸气口连接被抽真空容器，所述排气口连通容器内的液体介质，并由上顶接通大气。
本发明的抽吸高真空度的装置，可用图1所示的一种实施例来实现，图1所示装置是一种液体介质全封闭式高真空度真空泵，其构造包含叶轮和泵体。
在图1中，主轴1与端盖流体介质箱5之间的泵体侧壁为间隙配合，在断面图中，7为端盖流体介质箱5上的吸气口，8为端盖流体介质箱上的排气口，主轴转动方向如箭头9所示，10为流体介质环，本发明的工作过程是这样实现的：在泵体4内偏心安装在主轴1按箭头9所示方向转动，带动泵体4内的流体介质旋转，在离心力的作用下形成流体介质环10，流体介质环10的内表面与叶轮轮毂3外廓之间形成一新月形空间，从流体介质环10的内表面与叶轮轮毂3外廓之间形成一新月形空间，从流体介质环10和叶轮轮毂3围成的空间渐渐增大，气体从吸气口7吸入，该过程为吸气过程，当空间增至最大值后叶轮继续转动，两叶片与流体介质环10和叶轮轮毂3围成的空间渐渐缩小，空气将被从排气口8排出，直至该空间被压缩至零，所有的空气被排出，该过程为排气过程，所有的渗漏如：叶轮2与端盖流体介质箱5接触面的渗漏，主轴1与端盖5上的轴孔间的渗漏均为流体介质，在压缩过程中将会把所有的空气和多余的流体介质全部排出，然后以零容积进入吸气过程，连续的转动形成连续的抽吸，将空气从吸气口吸入后从排气口排出。
在上述工作原理的基础上可进行变形设计以适应不同要求，如：
(一)根据工作需要泵体内的流体介质可以用水或其它介质如油类或其它不易挥发，不与所抽吸的气体产生化学反应的液体替代，以改变润滑状态，增加适用范围，加深真空度。
(二)改变主轴1，叶轮2，叶轮轮毂3，泵体4，端盖流体介质箱5等机件的材料可适应不同的工作介质和工作环境，如抽吸腐蚀性气体，工作在腐蚀性环境等。
由上述变形设计方法可以看出本发明有很广的适用性。
实施时，可以采用不易挥发的液体，消除由于液体挥发对的真空度的影响，制成适用于要求高真空度的真空泵。
实施时，可以采用不锈钢或其它合金，合成材料制造的真空泵可满足工作介质，工作环境对真空泵的不同要求如耐酸、耐碱、高温等。
Claims (3)
1．一种抽吸高真空度的装置，该装置有一安装有叶轮片的转子，以转轴支承于壳体两端的轴承座中，该转轴外伸端连接驱动电机，该转子的转轴偏心地安装于一缸体的圆形内腔中，其特征在于：
A．缸体内腔两端与装有液体介质的连接端盖的液体介质箱连通，液体介质进入缸体内腔；
B．吸气口和排气口分别设置于缸体内一新月形空间的两个尖角，该新月形空间是由液体介质在离心力作用下贴靠缸体内腔孔壁所成液体介质环的内环面与叶轮的轮毂外圆面之间自然形成的；所述吸气口和排气口的形状及位置与新月形空间的起始端和终止端的尖角重合，所述吸气口连接被抽真空容器，所述排气口连通容器内的液体介质，并由上顶接通大气。
2．如权利要求1所述的抽吸高真空度的装置，其特征在于：所述装置是一种液体介质全封闭式高真空度真空泵，其构造包含叶轮和泵体，其特征在于：
A．安装在主轴(1)上的叶轮毂(3)和叶轮(2)由两端轴承(6)支承，主轴(1)中心线与泵体(4)中心线相互平行且有一偏心距；
B．在泵体轴向两端各有一端盖液体介质箱，在该介质箱与泵体连接的两个端盖平面上各有一吸气口(7)和一排气口(8)，该吸气口(7)和排气口(8)的形状及位置各与一新月形空间的两个的两个尖端形状相重合；该新月形空间由液体介质环(10)的内环面与叶轮轮毂(3)的外圆面轮廓形成，所述液体介质环(10)是在叶轮(2)调整旋转时带动泵体(4)内的液体介质旋转，在离心力作用下面自然形成的与泵体(4)同心且紧贴于泵体(4)内圆表面有一定厚度的液体介质圆环，根据叶片转动方向，所述吸气口(7)设置于新月形空间的起始端，该吸气口连接吸气管(11)，该吸气管与液体介质箱中的液体介质隔绝，从端盖液体介质箱的端面通出，连接于被抽真空的容器，所述排气口(8)设置于新月形空间的终止端，该排气口与液体介质箱中的液体连通，空气排出管(12)由液体介质箱(5)上端引出与大气相通。
3．如权利要求1所述的抽吸高真空度的装置，其特征在于：所述液体介质可以是水、油及其他非气体的流体。
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