CN109406225A - 用于大气中烟气及颗粒物采集的真空采样泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械制造技术领域，特别涉及一种用于大气中烟气及颗粒物采集的真空采样泵。包括泵体，与泵体连接的电机,设于泵体与电机连接处的固定环套，泵体包括偏心结构设置的偏心套筒和设于偏心套筒内的转子，偏心套筒与转子之间形成一吸附大气的负压腔，在转子上沿转子轴线方向贯穿设置有卡槽，在卡槽内设置有与卡槽活动链接的当转子高速旋转时驱动其向卡槽外快速伸出的石墨刮片，还包括驱动负压腔体积发生变化的负压发生机构，负压发生机构包括在石墨刮片上开设有当石墨刮片伸出时瞬间增大负压腔体积的增容槽。本发明用于大气中烟气及颗粒物的采集，通过增大负压腔体积来增大负压，电机功率一定下大气抽取量增多，真空度高，噪音小，能耗低。

Description

用于大气中烟气及颗粒物采集的真空采样泵

技术领域

本发明涉及机械制造技术领域，特别涉及一种用于大气中烟气及颗粒物采集的真空采样泵。

背景技术

真空泵是指利用机械、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。常用真空泵包括干式螺杆真空泵、水环泵、往复泵、滑阀泵、旋片泵、罗茨泵和扩散泵等，这些泵是我国国民经济各行业应用真空工艺过程中必不可少的主力泵种。近年来，伴随着我国经济持续高速发展，真空泵相关下游应用行业保持快速增长势头，同时在真空泵应用领域不断拓展等因素的共同拉动下，我国真空泵行业实现了持续稳定地快速的发展。

其中，旋片式真空泵泵内偏心安装的转子与定子固定面相切，两个（或以上）旋片在转子槽内滑动（通常为径向）并与定子内壁相接触，将泵腔分为几个可变容积的一种旋转变容积真空泵。通常，旋片与泵腔之间的间隙用油来作为密封，所以旋片真空泵一般是油封式机械真空泵。

专利CN 105784430 A，公开了一种新型真空采样泵, 包括电机、采样室和消音室，所述消音室在电机和采样室之间，所述消音室的外部设有托架，所述采样室外部包括首端盖、后端盖和外套，在采样室内部设有进气口、出气口和转子，在转子的内腔设有凹槽，在凹槽内嵌有石墨片，转子的内腔为偏心结构，在所述消音室的内部设有联轴器和硅胶，所述转子的中心轴与所述电机的主轴通过联轴器连接在一起。专利CN 201705668 U，公开了直流无刷气体采样泵，其电机和偏心泵均固定连接在固定座上，联轴器将电机和偏心泵连接在一起，所述电机为直流无刷电机，所述偏心泵包括泵体和转子，泵体上开有进气孔和出气孔，泵体两端固定设置有密封端盖，转子两端分别与前后密封端盖相连，将转子固定在偏心泵体内，石墨刮片插入转子的槽内。

上述专利，一方面，石墨片在转子的内腔里运动时，石墨片后部会产生负压，既可以用于测量气体流速，还可以用于测量负压，但是，其容积较小，产生的负压小，因而较为耗能；另一方面，虽能方便调整气体流量，但从其附图中可以看出，其在转子上开设有4个槽，并将石墨片插入转子的槽内，所以其石墨片与偏心泵内壁围成的容积小，从而导致抽取气体的速度慢、气体流量小，进而导致其能耗高，工作效率低；另外，因其没有采取降噪措施，密封仅用密封端盖及密封轴承进行粗略密封，所以其噪音大，真空度较低，不利于节能及提高工作效率。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种通过增大负压腔体积实现增大负压，电机功率一定下大气抽取量增多，真空度高，能耗低，噪音小，进行快速大流量大气的采集，结构简单，工作效率高的用于大气中烟气及颗粒物采集的真空采样泵。

本发明为实现上述目的采用的技术方案是：用于大气中烟气及颗粒物采集的真空采样泵，包括两端均设有密封端盖的泵体，与泵体连接且靠近密封端盖一侧设有减震橡胶片的电机,设于泵体与电机连接处用于保护和加固整体采样泵牢固度的固定环套，所述泵体包括偏心结构设置的偏心套筒和设于偏心套筒内带有同心中心轴的转子，所述偏心套筒与转子之间形成一吸附大气的负压腔，在转子上沿转子轴线方向贯穿设置有卡槽，在卡槽内设置有与所述卡槽活动链接的当转子高速旋转时驱动其向卡槽外快速伸出的石墨刮片，还包括驱动负压腔体积发生变化的负压发生机构，所述负压发生机构包括在石墨刮片上开设有当石墨刮片伸出时瞬间增大负压腔体积的增容槽。

进一步的，所述增容槽沿石墨刮片的伸出方向开设有数个。

进一步的，所述增容槽与转子轴线平行设置为若干个，所述增容槽的深度为石墨刮片厚度的1/4-1/3。

进一步的，所述卡槽的数量设置为三个，三个所述的卡槽在转子的上底面和下底面上的延长线两两夹角为120度，所述三个卡槽在转子的上底面和下底面上的端点位于将转子三等分的半径上且位于中心轴侧面到转子侧面距离的1/4-1/3处，所述石墨刮片在伸出时与偏心套筒内腔壁的接触方式为线接触。

进一步的，所述卡槽沿转子半径方向延伸开设。

进一步的，在偏心套筒靠近电机的一侧面及其对立面的两侧面上沿偏心套筒轴向开设有曲率半径相同的隔音腔，所述隔音腔内设有吸音片。

进一步的，所述隔音腔可为不贯穿不连续、不贯穿连续、贯穿连续、贯穿不连续设置，在转子外表面开设有若干所述的增容槽。

进一步的，所述密封端盖包括前密封端盖和后密封端盖，在前密封端盖的外侧设有固定支撑转子的轴承，在轴承的外侧设有用于防尘和密封的轴承盖，在后密封端盖外侧设有将电机的转轴与转子的中心轴连接的连接器，在连接器外套设有用于减震保护连接器的连接器保护套，所述前密封端盖与轴承之间设有用于密封的内包骨架，所述轴承为单列向心球轴承。

进一步的，所述固定环套包括前固定环套和后固定环套，所述泵体的一端固定在后固定环套上，另一端与前固定环套固定连接，还包括套设于泵体外侧面用于保护泵体的泵套组件。

进一步的，在偏心套筒的最大壁厚部位两侧分别开设有进气口和出气口，所述进气口和出气口上分别设有便于与检测仪器连接的进气嘴和出气嘴，进气嘴和出气嘴通过密封圈与泵套组件密封连接。

本发明用于大气中烟气及颗粒物采集的真空采样泵的有益效果是：通过设有负压发生机构，使得负压腔体积发生变化，在石墨刮片上开设有的增容槽，可使得负压腔体积增大，从而使得电机功率一定情况下大气的抽取量增多，也使得单位大气抽取量下，电机转速低，节约电能，延长电机使用寿命，达到提高工作效率和降低能耗的目的；优选的将卡槽沿转子半径方向伸出开设，使得石墨刮片在伸出时与偏心套筒内腔壁的线与面接触变为面与面接触，提高密封性能，增大真空度，降低能耗；隔音腔和吸音片的设置，可吸取石墨刮片与偏心套筒内壁碰撞和摩擦的声音，从而可实现降噪的目的。本发明结构简单，低能耗，噪音小，真空度高，快速大流量大气采集，工作效率高。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明泵体俯视结构示意图；

图3为本发明泵体俯视图中A部放大图；

图4为本发明石墨刮片立体示意图；

图5为本发明石墨刮片侧视图；

图6为本发明转子结构示意图；

图7为本发明偏心套筒上隔音腔俯视图；

图8为本发明偏心套筒上隔音腔不贯穿剖视图；

图9为本发明偏心套筒上隔音腔贯穿剖视图；

图10为本发明卡槽沿转子半径方向开设结构示意图；

图11为本发明实施例2的石墨刮片结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1：

如图1-10所示，用于大气中烟气及颗粒物采集的真空采样泵，包括两端均设有密封端盖的泵体1，与泵体1连接且靠近密封端盖一侧设有减震橡胶片2的电机3, 减震橡胶片2可以通过减震的方式对电机进行减震降噪，减少噪音污染，以保护环境。还包括设于泵体1与电机3连接处用于保护和加固整体采用泵牢固度的固定环套，固定环套包括前固定环套19和后固定环套20，泵体1的一端固定在后固定环套20上，另一端与前固定环套19固定连接，还包括套设于泵体1外侧面用于保护泵体1的泵套组件21。

泵体包括偏心结构设置的偏心套筒4和设于偏心套筒4内带有同心中心轴11的转子5，在偏心套筒4的最大壁厚部位两侧分别开设有进气口22和出气口23，进气口22和出气口23上分别设有便于与检测仪器连接的进气嘴24和出气嘴，进气嘴24和出气嘴通过密封圈25与泵套组件21密封连接，密封效果好，提高真空度，以便于大气的抽取更顺利进行。

偏心套筒4与转子5之间形成一吸附大气的负压腔8，在转子5上沿转子轴线方向贯穿设置有卡槽6，在卡槽6内设置有与卡槽活动链接的当转子5高速旋转时驱动其向卡槽6外快速伸出的石墨刮片7，石墨刮片7在卡槽6内自由式旋转。还包括驱动负压腔8体积发生变化的负压发生机构，负压发生机构包括在石墨刮片7上开设有当石墨刮片7伸出时瞬间增大负压腔8体积的增容槽9。当石墨刮片7伸出时瞬间使得负压腔的体积发生变化，既而产生负压，即当石墨刮片7伸出时瞬间增大了负压腔8的体积，因此，增大了负压，在大气抽取量一定下，降低电机转速，节省电能，从而达到降低能耗的同时延长电机使用寿命的目的，在电机功率一定情况下，使得大气的抽取量增多，既而达到提高工作效率的目的。

优选的，增容槽9沿石墨刮片7的伸出方向开设有数个，如此设置，石墨刮片7在高速旋转时，石墨刮片的磨损程度不会影响负压腔8的体积，即负压腔8的体积不变，因此大气抽取量较为稳定。增容槽9还可以与转子5轴线平行设置为若干个，增容槽9的深度为石墨刮片7厚度的1/4-1/3，本实施例中增容槽的深度为石墨刮片的1/3。

优选的，卡槽6的数量设置为三个，三个卡槽6在转子5的上底面和下底面上的延长线两两夹角为120度，三个卡槽6在转子的上底面和下底面上的端点10位于将转子三等分的半径上且位于中心轴11侧面到转子5侧面距离的1/4-1/3处，石墨刮片7在伸出时与偏心套筒4内腔壁的接触方式为线接触，增大负压腔8的体积，同时还可延长石墨刮片的使用寿命。

作为更优选的，卡槽6沿转子5半径方向伸出开设，使得石墨刮片7在伸出时与偏心套筒4内腔壁的线与面接触变为面与面接触，从而提高密封性能，进一步增大真空度，以降低能耗。

为吸取石墨刮片7与偏心套筒4内壁碰撞和摩擦的声音，以实现降噪保护环境的目的，在偏心套筒4靠近电机的一侧面及其对立面的两侧面上沿偏心套筒4轴向开设有曲率半径相同的隔音腔26，隔音腔26内设有吸音片。隔音腔26可为不贯穿不连续、不贯穿连续、贯穿连续、贯穿不连续设置，在转子5外表面开设有若干所述的增容槽9，进一步增大负压腔8的体积，本实施例中隔音腔26不贯穿连续设置。

密封端盖包括前密封端盖12和后密封端盖13，在前密封端盖12的外侧设有固定支撑转子5的轴承14，轴承14为能够在高速运动中承受不同大小负荷的单列向心球轴承，在轴承14的外侧设有用于防尘和密封的轴承盖15，在后密封端盖13外侧设有将电机3的转轴与转子5的中心轴11连接的连接器16，在连接器16外套设有用于减震保护连接器16的连接器保护套17，通过连接器保护套17给连接器16减震，以延长连接器16的使用寿命，前密封端盖12与轴承14之间设有用于密封的内包骨架18，以保证密封性，提高真空度，使得大气的抽取变得更容易，以降低能耗。

实施例2:

如图11所示，本实施例与实施例1相同部分不再赘述，其不同之处在于：增大石墨刮片7上增容槽9的密集度，以实现最大负压腔体积，增大负压，在大气抽取量一定下，降低电机转速，节省电能，从而达到降低能耗的同时延长电机使用寿命的目的，在电机功率一定情况下，使得大气的抽取量增多，既而达到提高工作效率的目的。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于大气中烟气及颗粒物采集的真空采样泵，包括两端均设有密封端盖的泵体，与泵体连接且靠近密封端盖一侧设有减震橡胶片的电机,设于泵体与电机连接处用于保护和加固整体采样泵牢固度的固定环套，其特征在于：所述泵体包括偏心结构设置的偏心套筒和设于偏心套筒内带有同心中心轴的转子，所述偏心套筒与转子之间形成一吸附大气的负压腔，在转子上沿转子轴线方向贯穿设置有卡槽，在卡槽内设置有与所述卡槽活动链接的当转子高速旋转时驱动其向卡槽外快速伸出的石墨刮片，还包括驱动负压腔体积发生变化的负压发生机构，所述负压发生机构包括在石墨刮片上开设有当石墨刮片伸出时瞬间增大负压腔体积的增容槽。

2.根据权利要求1所述的用于大气中烟气及颗粒物采集的真空采样泵，其特征是：所述增容槽沿石墨刮片的伸出方向开设有数个。

3.根据权利要求1所述的用于大气中烟气及颗粒物采集的真空采样泵，其特征是：所述增容槽与转子轴线平行设置为若干个，所述增容槽的深度为石墨刮片厚度的1/4-1/3。

4.根据权利要求1所述的用于大气中烟气及颗粒物采集的真空采样泵，其特征是：所述卡槽的数量设置为三个，三个所述的卡槽在转子的上底面和下底面上的延长线两两夹角为120度，所述三个卡槽在转子的上底面和下底面上的端点位于将转子三等分的半径上且位于中心轴侧面到转子侧面距离的1/4-1/3处，所述石墨刮片在伸出时与偏心套筒内腔壁的接触方式为线接触。

5.根据权利要求1所述的用于大气中烟气及颗粒物采集的真空采样泵，其特征是：所述卡槽沿转子半径方向延伸开设。

6.根据权利要求1所述的用于大气中烟气及颗粒物采集的真空采样泵，其特征是：在偏心套筒靠近电机的一侧面及其对立面的两侧面上沿偏心套筒轴向开设有曲率半径相同的隔音腔，所述隔音腔内设有吸音片。

7.根据权利要求6所述的用于大气中烟气及颗粒物采集的真空采样泵，其特征是：所述隔音腔可为不贯穿不连续、不贯穿连续、贯穿连续、贯穿不连续设置，在转子外表面开设有若干所述的增容槽。

8.根据权利要求7所述的用于大气中烟气及颗粒物采集的真空采样泵，其特征是：所述密封端盖包括前密封端盖和后密封端盖，在前密封端盖的外侧设有固定支撑转子的轴承，在轴承的外侧设有用于防尘和密封的轴承盖，在后密封端盖外侧设有将电机的转轴与转子的中心轴连接的连接器，在连接器外套设有用于减震保护连接器的连接器保护套，所述前密封端盖与轴承之间设有用于密封的内包骨架，所述轴承为单列向心球轴承。

9.根据权利要求8所述的用于大气中烟气及颗粒物采集的真空采样泵，其特征是：所述固定环套包括前固定环套和后固定环套，所述泵体的一端固定在后固定环套上，另一端与前固定环套固定连接，还包括套设于泵体外侧面用于保护泵体的泵套组件。

10.根据权利要求9所述的用于大气中烟气及颗粒物采集的真空采样泵，其特征是：在偏心套筒的最大壁厚部位两侧分别开设有进气口和出气口，所述进气口和出气口上分别设有便于与检测仪器连接的进气嘴和出气嘴，进气嘴和出气嘴通过密封圈与泵套组件密封连接。