CN1078685C - 吸真空设备 - Google Patents

Abstract

一种吸真空设备，维持吸气能力而工作寂静，结构简化。此设备包括：一个积存循环水的水箱；一条由一水泵将循环水在其中循环的水道，水泵装在水道吸水进口侧，水道有一出水口设在水箱中循环水的水面之上；一装在水道上的吸气器3和一环绕出水口的逆流阻止机构，它具有一小孔，其尺寸使得在沉入水下位置放出的水量少于从出水口流出的水量，并具有一缓冲器(中空的壳体)，在水面之上的位置具有放水窗。此设备用于在水泵工作期间将循环水放入水中，而在水泵停止时从出水口将空气吸入真空容器中。

Description

吸真空设备

本发明涉及一种吸真空设备，并特别涉及一种吸真空设备，它在水道中装有一吸气器，水由一水泵在水道中循环。

以前已有一种设备，它使用一吸气器作为将一真空容器中的空气吸去的装置。此吸气器在一软管中装有一内管，它朝水流的下游向其端头逐渐变细。在内管的侧壁上有一吸气道与真空容器相连接。那就是，内管促使水流加速，在水流周围形成低压部分，因为吸气道是通低压部分的，所以吸气道可以将真空容器内的空气吸去。

图13示出发明人所了解的一种常规的吸真空设备53，它在水道51中装有一吸气器52，水由一水泵50在水道中循环。吸真空设备53在水箱54中存有循环水，在吸气器52的吸气道56中装有一单向机构，它只有当真空容器55中的空气被吸走时才可开放，真空容器55系与吸气器52相连接。因此，另外装有一大气开放阀57，以使真空容器55的内部恢复到大气压力。

至于单向机构，如图14(a)所示，当液体朝图上左向流动时，孔58，59不被球60所关闭，而如图14(b)所示，当液体朝图上右向流动时，在液体压力的影响下，孔58被球60所关闭，常规的吸真空设备53，即使随水泵50停下而液体停止流动后，靠这种装在吸气道56中的单向机构，仍能维持真空容器55中的真空。

但是，如果要将真空容器55从吸气器52上拆下等等，需要使真空容器内部回复到大气压力时，就得要有其他的装置，因此，装有一大气开放阀57。

如上文所提到，由于常规吸真空设备具有一单向机构，和与其相配的大气开放阀和控制装置，便有一个问题，即常规的吸真空设备系统尺寸大。因此，需要将吸真空设备的单向机构和大气开放阀取消，以简化系统。然而，如图15和16中所示，在只取消单向机构和大气开放阀的设备中，当水的出口设在水下或水面之上时，分别会发生下述的问题。

那就是，如图15中所示，当出水口61设在水面之下时，从出水口61放出的循环水不会和水面相碰撞而发出噪声，空气也不会卷入而使吸气器52的吸气能力下降(参阅图15(a))，但有一个问题，当水泵停止时，因为循环水从出水口反向流入真空容器，产生一种令人不快的啜水声，并且水箱54中的水位下降到出水口61端头的位置(参阅图16(b))。

另一方面，当出水口61设在水面之上时，水泵50停止时循环水不大可能从出水口61进入真空容器55中(参阅图16(b))，但有一个问题，因为空气进入水箱54中并且产生大量的气泡(参阅图16(a))，吸气器52的吸气能力下降。此外，还有一个问题，即由于从吸气器52放出的水与水箱54的水面相碰撞，产生噪声。

鉴于以上所述，本发明的一个目的便是提供一种吸真空设备，它工作寂静，使系统简化，并维持吸真空能力。

根据本发明，有一种吸真空设备，它包括一积存循环水的水箱；一靠水泵将循环水在其中循环的水道，水泵装在水箱吸水进口一侧；一装在水道上的吸气器；一逆流阻止机构，用于阻止循环水逆向流入和吸气器相连的真空容器中和将新鲜空气从吸气器引入真空容器中。

水道的出口以设在水箱中循环水的水面之上为好，而逆流阻止机构设在出水口上，并可在水泵工作时将循环水放入水中，而在水泵停止时从出水口将空气吸入真空容器中。

在这种情况，逆流阻止机构包住出水口，它最好有一小孔，其尺寸使得所放出的水量少于从在沉于水下位置的出水口流出的水量，这逆流阻止机构包括一中空的壳体，此壳体在水面之上的位置具有放水窗。中空的壳体最好在其外侧具有一阻浪板，此阻浪板沿水箱中循环水的水面伸出。

另外一种情况，逆流阻止机构最好包括一橡皮管，其端头在水泵工作期间可以伸到水面之下，而在水泵停止时被真空容器中的负压吸到出水口中翻转过来。

还有一种情况，逆流阻止机构最好包括一挠性管道，在水泵工作期间可以将端头伸入水面之下，而在水泵停止时靠其本身的回复力缩回到水面之上。

为了上述目的，管道最好是波纹管形的，或者管道可以包括：两块板，各在其中心附近有一孔；一挠性管，连接两块板上的孔；和一弹性体，装在两块板之间。

此外，还有一种情况，水道的出水口可以设在水箱中循环水的水面之下，逆流阻止机构可以包括一旁通管，它从吸气器的上游一侧通到水箱中的水面，装在旁通管中的阀只让空气通向吸气器的方向。在此情况，此阀还可以设计得与水泵互锁联动，一起开和关。

本发明的吸真空设备可以在水泵期间将循环水放入水中，而在水泵停止时靠逆流阻止机构从出水口吸入空气。

当出水口设在水箱中循环水的水面之上，并且逆流阻止机构包括具有一小孔和放水窗的中空壳体时，在水泵工作期间，因为从小孔流出的水量少于从出水口放出的水量，中空壳体中的水面上升。因此，出水口沉入水面之下。在另一方面，因为水泵停止时中空壳体中的水面立即回复到原来的高度，出水口露在水面之上，空气从出水口被吸入真空容器之中。当此中空壳体的外侧设有阻浪板时，此板可以阻止从放水窗溢出的循环水在水面上产生隆起和空气卷入从小孔喷出到水中的循环水流中。

当采用电—橡皮管组成的逆流阻止机构时，在水泵工作期间，橡皮管的端头沉入到水面之下。但当水泵停止时，橡皮管的内壁先是因真空容器中负压的作用而牢牢相贴，然后被向上吸入处理在水面之上的出水口内。于是，空气通过翻转过来的橡皮管被吸入真空容器之中。

再者，当采用由挠性管道组成的逆流阻止机构时，在水泵工作期间，管道的端头被循环水的水压力伸展到水面之下，而当水泵停止时靠其自身的回复力缩回到水面之上。

还有，当出水口设在水箱中循环水的水面之下时，采用由一旁通管和一阀组成的逆流阻止机构，在水泵停止时，空气通过装在吸气器上游侧通到水箱中水面的旁通管被吸入真空容器中。阀被真空容器中的负压所打开，或和水泵互锁联动而打开或关闭。

现在参照图纸详细说明根据本发明的一种吸真空设备。

图1是根据本发明的吸真空设备一个实施例的透视图；

图2是图1所示吸真空设备的逆流阻止机构部分切去的透视图；

图3是一剖面图，示图2中的逆流阻止机构的作用；

图4是图1所示逆流阻止机构作用的示意图；

图5是根据本发明的吸真空设备另一实施例的透视图；

图6是图5中吸真空设备的逆流阻止机构装配前的透视图；

图7是图6中逆流阻止机构作用的示意图；

图8是根据本发明的吸真空设备逆流阻止机构又一实施例的构成和作用示意图；

图9是根据本发明的吸真空设备逆流阻止机构另一实施例的构成和作用示意图；

图10是根据本发明的吸真空设备另一实施例的透视图；

图11是图10中吸真空设备作用的示意图；

图12是图11中所示阀的透示图；

图13是常规吸真空设备的示意图；

图14是图13中单向机构一部分的示意图；

图15是常规吸真空设备如果简化所产生问题的示意图；

图16也是常规吸真空设备如果简化所产生问题的示意图。

本发明的吸真空设备和图13中所示现有技术的吸真空设备的不同之点，在于取消了设在吸气器52的吸气道56中的单向机构、设在真空容器55中的大气开放阀57和与大气开放阀相关的一些装置(未示出)以及系统的简化，在这系统中，在水泵工作期间真空容器保持在真空下，而当水泵停止时回复到大气压力。至于构成，有二种情况：出水口设在水面之上，或设在水面之下。

首先，在出水口设在水面之上的情况，出水口装有逆流阻止机构，并设计得在水泵工作期间沉在水面之下有一段距离，而当水泵停止工作时露出在水面之上一段距离。因此，虽然循环水被放入水中，但由于水泵停止工作时空气通过出水口被吸入到真空容器内，阻止了循环水的逆流。对于这种型式的逆流阻止机构，考虑了：图1到4中所示吸真空设备10的逆流阻止机构(中空壳体)8、图5到7所示吸真空设备20的由一橡皮管21组成的逆流阻止机构22，或图8或9所示吸真空设备20的由一挠性管道组成的逆流阻止机构25或30。

其次，当出水口系设在水面之下时，考虑的是这样一种型式的逆流阻止机构，在这机构中设置了一旁通管31(参阅图10)，以分开保证一条将空气吸入到真空容器中去的空气通道。

这里先按图1到图4说明根据本发明装有一由中空壳体8(下文称之为缓冲器)组成的逆流阻止机构的吸真空设备10。图1中序号1是水箱；2是由电动机4驱动的水泵，电动机包括一电容器3；5是水道，积存在水箱1中的循环水在水道中循环，水道在吸水进口侧装有一水泵2；6是一吸气器，它有一吸气道7，将真空容器与吸气器相连接。

如图2中所示，缓冲器8包括一中空壳体，其内部有一腔，还包括一内出水口9。此外，缓冲器8在底上具有一小孔11，在上侧具有放水窗12，并在外侧具有一炸面饼圈状的阻浪板13。小孔11，如图2中所示，最好设在要沉到水面下去的位置，并钻在底板的中心。因为冲向前去的水流所产生的力量是对称的，空气不易被带入水箱中。另外，小孔11的尺寸设计得只能通过少于从出水口9放出的水的量。

放水窗12设在水面之上的位置。设置放水窗是为了让从出水口放出、但不能从小孔11放出而积存在缓冲器8的水溢出。因此，放水窗最好用一上盖14盖上，盖14有一侧边部分14a向下伸展。这样，因为水流如图3(a)所示沿缓冲器8外侧8a流动，不必担心由于水撒落在水面上会产生大的声响并由于卷入空气而产生气泡。

阻浪板13设在缓冲器8外侧8a的中间附近，其位置就在水箱1所积存循环水的水面A处(参阅图3)，借此可以阻止从放水窗口溢流出来的循环水使水面隆起。阻浪板13还能阻止从小孔11喷出到水中的循环水流引起空气卷入。

还有，吸气器6的出水口9设在缓冲器8之内，其位置高于水箱1中积存的循环水的水面A。缓冲器8是这样安装的，即其近一半可以沉入水面之下。

下面按图3解释缓冲器8的工作情况。图3(a)示水泵工作时缓冲器8的侧视示意图。图3(b)示水泵停止时缓冲器的侧视示意图。

在水泵工作期间，循环水从吸气器6的出水口9流出(箭头B)。循环水的一部分从水箱水面之下的小孔11流出(箭头C)。但是，因为小孔的尺寸太小，不能将所有的循环水放出，不从小孔11放出的循环水便从放水窗12溢流而出(箭头D)。这时，由于缓冲器8中的水面上升，出水口9可以沉在水中，不会发生产生噪声和卷入空气等人的问题。再者，当水泵停止时，由于缓冲器8中的水面和水面A平齐，出水口9露在水面之上，空气从出水口9经过吸气通道7被吸入真空容器中(箭头E)。

图4表示水泵工作期间吸真空设备10的水流。循环水积存在水箱1中。水面是确定的，以致缓冲器8的小孔11可沉在水中，缓冲器8中所装吸气器6的出水口9可位于水面之上。当电动机4的开关置于“开”时，水泵工作，水被水泵2经过水道5泵到吸气器6中，从出水口9放出。吸气器6可用这水流将真空容器(未示出)中的空气吸出，该容器系通过吸气通道7和吸气器6相连接。这时，缓冲器8的出水口9系在水中(参阅图3(a))。当电动机4的开关置于“关”时，由于水泵停止，水流便停止，缓冲器8中的水面与水箱1中的水面平齐，出水口9露出在水面之上(参阅图3(b))。

下面按图5说明根据本发明的吸真空设备的另一实施例。

此吸真空设备20装有一由橡皮管21替代缓冲器8构成的逆流阻止机构22。图6是此逆流阻止机构22在装配前的示意图，其中橡皮管21系通过一圆筒23装在吸气器6上，如图7中所示，圆筒23的一端头23a位于水箱1的水面A之上，接在端头23a上的橡皮管21的长度是以让端头21a进入水箱1的水面A之下。

橡皮管的质量、内径和厚度最好是这样确定的，即其内表面当水泵停止时可以被真空器中的负压将其牢牢贴在一起，并且很容易翻转过来。具体地说，它最好是用天然橡胶，尤其是硅橡胶制成。对内径没有特别的限制，但一般为14mm左右，厚度一般为0.1mm左右。

在图6中，圆筒23在与橡皮管21相连一侧的内径F最好大于橡皮管21的外径，因为橡皮管21在圆筒23中翻转，具体地说，当橡皮管的外径为14mm时，圆筒的内径F最好为15—20mm，橡皮管的厚度为0.1mm。圆筒23可以用聚氯乙烯(PVC)制成。

下面按图7说明由橡皮管21构成的逆流阻止机构22的工作情况。当水泵工作时，循环水从出水口9放出，真空容器中的空气被抽掉。在这例中，橡皮管21的端头21a位于水箱1的水面A之下，从而阻止水流产生噪声和卷入空气(参阅图7(a))。当水泵停止时，负压期真空容器内起作用(箭头G)，在循环水被吸起之前，橡皮管21就先是被此负压牢牢地贴在一起(参阅图7(b))，其次橡皮管被吸起(参阅图7(c))，最后翻转到圆筒23之中(参阅图7(d))，让空气经过翻转的橡皮管21被吸到真空容器之中。

进一步，按图8和9说明使用一挠性管道的逆流阻止机构25。

图8是一使用波纹管状挠性管道的逆流阻止机构的构成和作用示意图。此逆流阻止机构25包括一圆筒体，其中有塑料、防水布等一类似的材料粘贴在一诸如螺旋弹簧的弹性体上，或利用塑料本身弹性的波纹管等等。如图8(b)所示，在自然状态，逆流阻止机构25的端头位于水箱1的水面A之上，而在水泵工作期间由水的压力沉到水下，如图8(a)所示。换言之，当水泵停止时，逆流阻止机构25被其回复力回到自然状态，空气从露出在水面之上的出水口端头25a被吸入。因此，在端头部分25a附近最好设置一被加压件25b，它位于里面并在水流的方向垂直展开，使得容易承受水流压力。

图9是由—有两块板26、27，一根管子28和一弹性体29组成的逆流阻止机构30的构成和作用的示意图。在此逆流阻止机构30中，端头30a在自然状态下也是位于水箱1的水面A之上，如图9(b)所示，而当水泵工作时，在水压力的作用下沉入水中，如图9(a)所示。当水泵停止时，由弹性体29的回复力，逆流阻止机构30回至自然状态，空气从露在水面之上出的水口端头30a被吸入。此逆流阻止机构30的管28将两块板26和27的孔26a和27a连接，它是用可以压瘪的材料制成。因此，它最好是由塑料制成波纹管状，没有回复力。管28的内径H也最好大于板的孔26a和27a(尤其是27a)的直径，以使一缩窄的部分28a容易接受水流压力。

弹性体29在自然状态时起到将端头一侧的板27提升到水面之上的作用，如图9(b)所示。这样，弹性体29最好是螺旋弹簧一类的弹簧件，如图9中所示，也可以使用合成橡胶、天然橡胶等等，它们在室温下是有弹性的，或者使用磁力、气垫(这是一种物体，它靠活塞一类部件中密封的空气的压力而复原)等等。弹性体29不少于两个，最好等距离隔开并沿周向围绕水流，以使板26和27之间的距离是一致的。

在上面图8和9所示的布置中，由于循环水是放入水中，并且由于没有卷入空气，吸气器6的性能同时不受影响而降低，在水泵工作期间，系统的工作也是无噪声和平静的。因为出水口位于水面之上，空气经过出水口被吸入真空容器之中，循环水不会倒流。

下面按图10解释吸真空设备38，它具有设在水面之下的出水口32和水道5中的旁通管31。

旁通管31从吸气器6的上游侧延伸到水箱1的上部，旁通管端头的开口33设置在水箱1的上部并位于循环水的水面之上。旁通管内设有一阀34。

如图11中所示，设在旁通管中的阀34只能向图上右方开放。亦即，如图11(a)中所示，在水泵工作期间，阀34被水流的压力关闭，循环水从设在水面之下的出水口32放入水中。如图11(b)所示，当水泵停止时，由于真空容器的内压是负的，水道5内部也变为负压。阀34开放，以致空气从开口33经过吸气器6的上部被吸入真空容器35中。因此，不必担心循环水从开口32侵入。

此外，由于在水泵开放工作时，没有足够的水压力作用在阀34上，阀关闭不严，可想而知，循环水通过旁通管31。这样，旁通管31端头的开口33最好引向水箱1的上部，但如果旁通管不通向大气的话，它可以引向水箱1的外面。

还有，对于阀34，如图12所示，可以使用一阀板36，支承在环形的座37上，可以开闭；或如图4所示，也可使用常规的单向机构等等。阀34可以这样设计，即与电动机14的“开”和“关”相连，在“开”时半关，而在“关”时开放。

如已说明，在吸真空设备中，真空容器的内部靠水泵工作而吸去空气，保持真空，随水泵的停止而回复至大气压。因此，仅靠电动机上所装开关的“开”和“关”，真空容器的内部即可被吸去空气或回复至大气压，操作容易，系统简化。

逆流阻止机构在水泵工作期间，将循环水放入水中，而在水泵停止时空气被引入真空容器中。因此，它是寂静的，因为可想而知，放出的水不会产生噪声，并且因为可想而知，空气不会被卷入循环水中，不会产生气泡，并且吸气器的性能不会受到影响而下降。再者，当水泵停止时，循环水不会因真空容器中的负压而倒流。

虽然这里只详细说明了某些现在优选的实施例，显然对于熟悉此项技术的人来说，可以作某些变化和修改，而不会离开下面权利要求书所限定的发明的精神和范围。

Claims (9)

1.一种吸真空设备，它包括：

一个积存循环水的水箱；

一条由一水泵使循环水在其中循环的水道，水泵装在水面吸水入口的一侧，

一装在水道上的吸气器；

其特征在于：

一个逆流阻止机构，在水泵停止期间，它阻止循环水倒流入与吸气器相连的真空容器中，并将新鲜空气从吸气器引入真空容器中，其中，所述水道的出水口设在水箱中循环水的水面之上，所述逆流阻止机构设在出水口处，在水泵工作时间让循环水放入水中，而在水泵停止期间将空气从出水口吸入真空容器中。

2.根据权利要求1的设备，其特征在于，该逆流阻止机构包括一出水口，它在沉入水中的位置有一小孔，其尺寸使得放出的水量小于从出水口流出的水量；该逆流阻止机构还包括有一中空的壳体，它在水面以上的位置具有放水窗。

3.根据权利要求2的设备，其特征在于，该逆流阻止机构在其外侧有一阻浪板，沿水箱中循环水的水面伸出。

4.根据权利要求1的设备，其特征在于：逆流阻止机构包括一橡皮管，其端头在水泵工作期间可以沉入水中，而在水泵停止时被真空容器中的负压吸入出水口中而翻转过来。

5.根据权利要求1的设备，其特征在于，逆流阻止机构包括一挠性管道，在水泵工作期间可以将其端头进入水面之下，而在水泵停止期间靠其自身的回复力退回至水面之上。

6.根据权利要求5的设备，其特征在于，管道是波纹管状的。

7.根据权利要求5的设备，其特征在于，管道具有：两块板，各在其中心附近有一孔；一挠性管连接两块板上的孔；和装在两块板之间的一个弹性体。

8.一种吸真空设备，它包括：

一个积存循环水的水箱；

一条由一水泵使循环水在其中循环的水道，水泵装在水面吸水入口的一侧，

一装在水道上的吸气器；

其特征在于：

一个逆流阻止机构，在水泵停止期间，它阻止循环水倒流入与吸气器相连的真空容器中，并将新鲜空气从吸气器引入真空容器中，其中，所述水道的出水口设在水箱中循环水的水面之下，所述逆流阻止机构包括一旁通管，它从吸气器的上游通向水箱中的水面；还有一阀，装在旁通管中，只让空气向吸气器的方向通过。

9.根据权利要求8的设备，其特征在于，阀与水泵是互锁联动开闭的。

Images