CN1113545A - 无油立式往复真空泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无油立式往复真空泵。其特 点是被抽真空系统清洁、无油污染。整机自下而上由 机械传动、隔油颈、气体流通三部分构成。机械传动 部分的十字头在滑枕上采用油杯式滴油润滑；十字头 与活塞杆采用环形垫圈浮动连接并用方形螺母锁 紧。隔油颈部分采用刮油器和活塞杆开隔油槽以及 柔性石墨等填料吸油，以保证气体流通部分无油进 入。气体流通部分不需要任何液体工作介质。本发 明制造容易，安装方便且占用场地小。

Description

本发明涉及一种真空设备，特别是一种能使被抽真空系统无油污染的立式往复真空泵。

真空泵在稀有金属冶炼、食品和医药及其包装、干燥等等工业领域有着广泛的应用。而目前工业领域中普遍使用的往复式真空泵，它的抽气系统需要油杯供油，以保证气缸的润滑。这些泵油在活塞环与气缸的反复磨擦下，形成多种碳氢化合物油气，这些油气虽然大部分能被排出，但仍有少量进入被抽真空系统，这在工业生产中，尤其是食品、医药生产中是不能被允许的。而大量排出的油气又是一个严重的环境污染源。

本发明是提供一种能使被抽真空系统清洁、无油污染，制造容易，安装方便且占用场地少的无油立式往复真空泵。

本发明的目的是采用以下技术方案实现的。

本发明的整体结构从下至上由机械传动、隔油颈和气体流通三部分构成。

1、机械传动部分：

这部分的构件装在一个封闭的“曲轴箱”内，曲轴箱同时又是支撑整个机器的机身。由电动机带动旋转的曲轴颈经连杆与十字头连接;十字头与气体流通部分的活塞杆用一套球形垫圈浮动，且用一个方形螺母与之锁紧连接。

方形螺母是嵌入十字头上端的方形槽内，且钻有便于用螺杆取出的螺孔。

机身滑枕与十字头的润滑，采用油杯滴入滑枕小油池，且用水平连通管连通两滑枕小油池的办法，两小油池底部各钻有小孔，油径小孔进入滑枕轨道，实现与十字头之间的润滑。

2、隔油颈部分：

它是机械传动部分和气体通流部分之间专门设置的隔油装置。置于曲轴箱上部。用于防止机械传动活塞杆上粘上的油带入气体流通部分的气缸中，隔油颈下部与机械传动部的连接处设置有刮油器，可将活塞杆上的油绝大部分刮去;为了可靠地档油和保证气体流通部分的气缸的密封，在隔油颈上部与气缸连接处，为活塞杆设置了以四氟乙烯为基的材料的滑动轴承和真有具有密封、吸油、耐磨性能的特殊材料的填料密封圈架;为了确保气体流通部分的报缸中无油，处在隔油颈部分中的气缸活塞杆上开有隔油槽。

填料密封圈架是一个便于更换填料（如柔性石墨垫圈、四氟乙烯垫圈），可装可拆的独立零件。

隔油颈的隔油长度略大于气缸活塞的行程。

3、气体流通部分：

它由气缸、活塞、进排气阀等构成。气缸上有前后互为垂直的四个外方内圆的气室。每个气室装有圆形阀座。共有四个阀，两个进气阀和两个排气阀。进气阀装在进气室内，排气阀装在排气室内。阀座内有大小两个环形阀片和螺旋弹簧组成止逆阀。气缸中的活塞上装有三条活塞环，以保证活塞在气缸中的上下两间隙的气密。气缸上下两端盖及气缸壁铸有隔墙，迫使冷却水的定向流动。

整个气体流通部分的气缸内部，不需要任何液体工作介质。

下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细描述。

附图1是本发明的总装示意图。

附图2是本发明的机械传动部分的十字头与活塞杆连接的结构示意图。

附图3是本发明的机械传动部分的十字头与活塞杆固定连接所用方形螺母的正视示意图。

附图4是本发明的机械传动部分的十字头与活塞杆固定连接所用方形螺母的侧视示意图。

附图5是本发明的隔油颈部分结构示意图。

附图6是本发明的隔油颈上部与气缸连接处的填料部分装配示意图。

附图7是本发明的隔油颈上部与气缸连接处的填料部分的填料密封圈架正视示意图。

附图8是本发明的隔油颈上部分与气缸连接处的填料部分的填料密封圈架俯视示意图。

附图9是本发明的隔油颈上部填料密封圈架中填料垫圈的正视示意图。

附图10是本发明的隔油颈上部填料密封圈架中填料垫圈的侧视示意图。

附图11是本发明机械传动部分的滑枕与十字头的杯式滴油润滑结构图。

附图12是本发明气体流通部分的结构示意图。

如图1所示，本发明由机械传动部分（Ⅰ）、隔油颈部分（Ⅱ）和气体流通部分（Ⅲ）构成。

1、机械传动部分（Ⅰ）是底座（1）、电动机（3）、皮带轮（6）、机身即曲轴箱（11）、曲轴（5）、连杆（8）和十字头（10）以及滑枕（7）等构成。底座（1）上安装有电动机（3）和机身（11）。机身（11）的下部箱壁上装有一对滚柱轴承（4），滚柱轴承（4）上装有曲轴（5），曲轴（5）的伸出端上装一大皮带轮（6）。电动机（3）通过皮带传动带动曲轴（5）旋转。曲轴（5）与连杆（8）连接，且带有配重（2），连杆（8）经十字头销（9）与十字头（10）连接，十字头（10）在机身（11）的滑枕（7）上往复运动。如图2所示活塞相（13）插入十字头（10）上端孔，并且用一套球形垫圈（23）浮动，由如图3、4所示的方形螺母（24）和六角螺母（22）锁紧。方形螺母（24）嵌入十字头（10）上端方形槽（26）内，方形槽（26）尺寸略比方形螺母（24）大。为保证运动中不松动，加一紧定螺钉（25）;为方便方形螺母（24）拿出，在方形螺母（24）上钻一螺孔（27），用一螺杆旋入，便可将方形螺母（24）取出。

曲轴（5）、连杆（8）、十字头（10）采用传统的油池润滑，油池安排在机身（11）下方，通过曲轴（5）及其配重（2）的运动，把油池内的机油挠动、飞溅、润滑。

为保证机身滑枕（7）和十字头（10）的润滑要求，如图11所示采用油杯（30）滴油进入机身滑枕（7）的小油池（33），并用水平连通管道（31）连接两滑枕小油池（33）。两小油池（33）底部各钻有小孔（32），油径小孔（32）进入滑枕（7）轨道，以保证均匀润滑。取代了传统的油泵供油系统，结构简单，效果良好。

2、隔油颈部分（Ⅱ），是置于曲轴箱（11）上部的一个密封的箱体，是连接在气体流通部分（Ⅲ）的气缸（20）和机械传动部分（Ⅰ）的机身（11）之间的隔油装置。用于防止机身（11）中动动的活塞杆（13）上的粘油移入气缸（20）内。如图5所示，隔油颈（14）中的隔油长度h大于活塞（21）的行程。隔油颈（14）下部设置了刮油器（12），可将活塞杆（13）上的绝大部分油刮去，残留在活塞杆（13）上的油，由于隔油长度h大于活塞（21）的行程，很难进入气缸（20）;为确保气缸（20）中无油，又在处于隔油颈（14）中的活塞杆（13）上设了隔油槽（29），以防止油的爬行;同时，在隔油颈（14）上部为活塞杆（13）设置了以四氟乙烯为基材料的滑动轴承（17）和密封填料结构（16）。密封填料，采用柔性石墨材料和以四氟为基的材料，作为活塞杆（13）的垫圈（16a和16b），它既能实现无油润滑，又具有良好的吸油性能，以保证气缸（20）无油。填料密封部分（16）是用一特制的密封圈架（15），装入密封垫圈（16a和16b），并且是套在活塞杆（13）上的。其结构如图6所示，在密封圈架（15）内，装有柔性石墨密封垫圈（16a）和四氟垫圈（16b），由压块（28）压紧。柔性石墨密封垫圈（16a）和四氟垫圈（16b），如图9、10所示的结构，其圈边在垂直方向开有30°斜口。更换密封填料（16）时，只需松开压块（28），即可沿活塞杆（13）下滑拉出填料密封圈架（15），更换填料;而不需要拆卸气缸和活塞等，可实现快速更换，简便省力。

3、气体流通部分（Ⅲ），如图12所示，是由气缸（20）、活塞（21）和气室（34）、气阀（35）等构成。在气缸（20）的前后有互为水平垂直的两个外方内圆的气室（34），每个气室装有圆形阀座。共有四个阀，两个进气阀（36）和两个排气阀（37）。进气阀装在进气室内，排气阀装在排气室内。阀座内有大小两个环形阀片和螺旋弹簧组成止逆阀。

气缸（20）内的活塞（21）上装有三条活塞环（39），以保证被活塞（21）间隔的气缸（20）两端的气密。活塞（21）在气缸（20）内作往复运动时，不断改变气缸（20）内两个空间的容积，一端容积逐渐缩小排出气体，活塞（20）运动到极限位置时再反向运动，则吸气腔变成排气腔，排气腔变成吸气腔;同时气阀阀片的跳动形成一个有节奏配合、周期地完成真空泵的吸排气功能。

气缸上下两端盖及气缸壁铸有隔墙，迫使冷却水按定向流动，由下部气缸盖进水口进入，通过气缸壁内的水道（38）再由上部气缸盖出水口流出。

本发明有以下优点和积极效果：

1、其空气流通部分，也即抽气系统无任何液体工作介质，因而被抽真空系统清洁、无油污染，特别有利于环境保护。

2、其极限压力达1.3～2.6kpa（千帕），抽气效率达82%，比功率为69ws/l（瓦秒/升），比目前有油往复真空泵性能好。

3、由于抽气系统不需油润滑，其维护保养大大减少，并节约了润滑油。

4、由于是立式结构，比普通卧式往复泵容易安装，且节省三分之二的占用场地。

5、隔油颈上部由于采用了密封填料圈架结构，只需将填料圈架拆下，即可很方便地更换密封填料垫圈，而不需拆卸气缸和活塞等。

Claims (5)

1、一种由曲轴、连杆、十字头、活塞、活塞杆和气阀等构成的无油立式往复真空泵，其特征是整机自下而上由机械传动、隔油颈和气体流通三部分构成：

(1)机械传动部分(Ⅰ)的曲轴箱又是支撑整个机器的机身(11)；十字头(10)与气体流通部分(Ⅲ)的活塞杆(13)用球形垫圈(23)浮动，且用一个方形螺母(24)与之锁紧连接；机身滑枕(7)与十字头(10)的润滑，是由油杯(30)滴入滑枕小油池(33)，且水平连通管(31)连通两滑枕小油池(33)，两滑枕小油池底部各有小孔(32)，油经小孔(32)进入滑枕(7)轨道，实现与十字头(10)间的润滑；

(2)隔油颈部分(Ⅱ)置于曲轴箱(11)上部，是一密封的箱体，其下部与机械传动部分(Ⅰ)连接处设有与活塞杆(13)刮油的刮油器(12)；其上部与气体流通部分(Ⅲ)的连接处，设有一个填有柔性石墨垫圈(16a)和四氟垫圈(16b)的填料密封圈架(15)；处在隔油颈部分(Ⅱ)中的气缸活塞杆(13)上开有隔油槽(29)；

(3)气体流通部分(Ⅲ)的气缸(20)内，不用任何液体工作介质；支撑活塞杆(13)的无油润滑的滑动轴承(17)，其材料为以四氟乙烯为基的材料。

2、按权利要求1所述的无油立式往复真空泵，其特征是机械传动部分（Ⅰ）的活塞杆（13）与十字头（10）连接的锁紧方螺母（24）是嵌入十字头（10）的方形槽（26）内，方形螺母（24）上钻有可用螺杆取出的螺孔（27）;十字头（10）上有一固定方形螺母（24）的防松螺钉（25）。

3、按权利要求1所述的无油立式往复真空泵，其特征是隔油颈部分（Ⅱ）的上部与气体流通部分（Ⅲ）连接处的填料密封圈架（15）是由压块（28）压紧并与气体流通部分（Ⅲ）连接在一起;填料密封圈架（15）独立可装可拆，只需松开压块（28），填料密封圈架（15）即可沿活塞杆（13）下滑，更换密封填料（16）。

4、按权利要求1或3所述的无油立式往复真空泵，其特征是填料密封圈架（15）中的填料密封垫圈（16a和16b）的圈边，在垂直方向开有30°斜口。

5、按权利要求1所述的无油立式往复真空泵，其特征是隔油颈（14）的隔油长度h大于活塞（21）的行程。

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