CN112145426B - 一种真空水环组合泵 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种真空水环组合泵，涉及空气泵的技术领域，其包括储存罐、罗茨真空泵、过滤装置与水环真空泵，储存罐、罗茨真空泵、过滤装置、水环真空泵均通过气管依次连通，过滤装置包括离心壳、排气管、与第一蜗壳，离心壳呈竖直设置，第一蜗壳固定连接在离心壳轴向的上端，第一蜗壳与离心壳同轴设置，第一蜗壳的一端与罗茨真空泵的出气端连通，第一蜗壳的另一端与离心壳内部连通，离心壳的下端连通有排污管，排污管上连通有排污阀，排气管与离心壳同轴设置，且排气管的一端从离心壳的上端穿设至离心壳内，排气管的另一端与水环真空泵的进气端连通。本申请能够降低了水环真空泵内部结垢的概率，而且不易影响组合泵的抽真空效果。

Description

一种真空水环组合泵

技术领域

本申请涉及空气泵的领域，尤其是涉及一种真空水环组合泵。

背景技术

罗茨水环真空机组选用水环泵作为前级泵比其它真空泵更为有利，它克服了单台水环泵使用时极限压力差（机组的极限压力比水环泵有很大的提高），在一定压力下抽气速率低的缺点，同时保留了罗茨泵能迅速工作，有较大抽气速率的优点。。因此罗茨泵-水环泵机组广泛地用于化工行业中的真空蒸馏、真空蒸发、脱水结晶；食品行业中的冷冻干燥；医药工业的真空干燥；轻纺工业的涤纶切片；高空模拟试验等的抽真空系统中。

目前，公告日为2020年05月26日，公告号为CN210623019U的中国实用新型专利提出了一种组合式真空泵组，其主要包括储存罐、水箱、多个离心泵、水喷射真空泵、冷却组件、过滤组件和罗茨泵组，水箱一侧面通过管道连接到过滤组件的进口端，过滤组件的出口端固定连接到多个离心泵，多个离心泵的出口端通过管道连接到水喷射真空泵，水喷射真空泵出水口通过管道连接到水箱，并且贯穿箱盖与水箱内部相通，水喷射真空泵的进气端通过管道连接到罗茨泵组的一端，罗茨泵组的另一端通过管道连接到储存罐。

针对上述中的相关技术，发明人认为，杂质在进入水喷射真空泵后会与水混合，通过过滤组件与水喷射真空泵之间的循环虽然可以过滤处水喷射真空泵中水的杂质，但是部分杂质仍然会附着在水喷射真空泵的叶片上，使水喷射真空泵的内壁上结垢。

发明内容

为了降低水环真空泵内结垢的概率，本申请提供一种真空水环组合泵。

本申请提供的一种真空水环组合泵采用如下的技术方案：

一种真空水环组合泵，包括储存罐、罗茨真空泵、过滤装置与水环真空泵，所述储存罐、罗茨真空泵、过滤装置、水环真空泵均通过气管依次连通，所述过滤装置包括离心壳、排气管、第一蜗壳、第二蜗壳、第一涡轮与第二涡轮，所述离心壳呈竖直设置，所述第一蜗壳固定连接在所述离心壳轴向的上端，所述第二蜗壳固定连接在所述离心壳的下端，所述第一蜗壳、第二蜗壳、离心壳同轴设置，所述第一蜗壳的一端与所述罗茨真空泵的出气端连通，所述第一蜗壳的另一端与所述离心壳内部连通，所述第二蜗壳的一端与所述水环真空泵的出气端连通，所述第二蜗壳的另一端与大气连通，所述第一涡轮同轴设置在所述离心壳中，所述第二涡轮设置在所述第二蜗壳中，所述第一涡轮通过转动轴与所述第二涡轮同轴固定连接，所述离心壳的下端连通有排污管，所述排污管上连通有排污阀，所述排气管与所述离心壳同轴设置，且所述排气管的一端从所述离心壳的上端穿设至所述离心壳内，所述排气管的另一端与所述水环真空泵的进气端连通。

通过采用上述技术方案，在启动罗茨真空泵和水环真空泵后，空气从罗茨真空泵的出气端流入第一蜗壳，第一蜗壳将空气进行导流，使空气在离心壳中呈螺旋状下降，由于固体颗粒和油滴的质量大于空气的质量，在离心力的作用下固体颗粒和油滴均聚集在离心壳的内壁上，并且在离心壳的内壁上不断低落，离心壳靠近轴心的空气从排气管中被吸出并进入水环真空泵，如此杂质和油污在进入水环真空泵前便被过滤，降低了水环真空泵内部结垢的概率；空气从水环真空泵中排出后进入第二蜗壳并驱动第二涡轮转动，第二涡轮再带动离心壳中的空气旋转，加大了离心壳中空气的离心力度，提高了过滤效果，并且节约了能源；而且空气在流经过滤装置时的流阻小，不易影响组合泵的抽真空效果；在组合泵停止工作时，打开排污阀即可将离心壳中的油污和杂质排出。

可选的，所述离心壳呈倒锥形设置。

通过采用上述技术方案，空气从第一蜗壳中流入离心壳内后呈螺旋状向下流动，由于离心壳的半径缩小，进而增大了空气的离心力，提高了离心效果。

可选的，所述第一蜗壳上固定连接有泄压阀，所述泄压阀与大气连通。

通过采用上述技术方案，组合泵将储存罐中的空气抽真空并达到一定的压强后，流经过滤装置和水环真空泵的空气便会减少，此时泄压阀打开，将大气中的空气补充到过滤装置中以便于进行离心，同时提高第二蜗壳中空气的流量，便于提高离心壳中的离心力；而且在罗茨真空泵的作用下，不影响储存罐中的真空度。

可选的，所述转动轴外同轴套设有防污管，所述防污管的底端与所述离心壳的底端固定连接，所述转动轴与所述防污管转动连接。

通过采用上述技术方案，在离心壳中离心析出的油污在凝结后流至离心壳的底端，在防污管的保护下油污与杂质不易与转动轴接触，进而保护了转动轴，延长了转动轴的寿命，同时防污管对转动轴起到转动导向的作用，使第一涡轮与第二涡轮在转动时不易偏离离心壳的轴心，提高了离心效果。

可选的，所述离心壳的内壁上固定连接有上液位传感器与下液位传感器，所述上液位传感器的高度低于所述防污管的最高处，所述下液位传感器设置在所述上液位传感器的下方，所述第一蜗壳与所述罗茨真空泵之间连通有单向阀，所述上液位传感器、下液位传感器均与排污阀、泄压阀电连接。

通过采用上述技术方案，在离心壳中的油污和杂质超过上液位传感器后，上液位传感器控制泄压阀全开并且控制排污阀打开，离心壳中的油污便会排出离心壳；在油污低于下液位传感器时，泄压阀关闭并且关闭排污阀；在排出油污时由于单向阀的设置，罗茨真空泵不易受离心壳中气压的影响，进而在不影响储存罐中压力的情况下将油污卸出，提高了组合泵工作的连续性。

可选的，所述转动轴的外周面上套设有浮动轴承，所述浮动轴承与所述转动轴呈间隙配合，所述浮动轴承与所述转动轴同轴转动连接，所述浮动轴承还卡接在所述防污管内，所述浮动轴承与所述防污管呈间隙配合，所述浮动轴承与所述防污管转动连接，所述防污管内充斥有润滑油。

通过采用上述技术方案，在第二涡轮带动第一涡轮转动时，转动轴与防污管发生相对转动，浮动轴承在转动轴的带动下与转动轴同向转动，但浮动轴承的转速低于转动轴，此时浮动轴承既与转动轴发生相对转动又与防污管发生相对转动，润滑油浸入浮动轴承与转动轴之间、浮动轴承与防污管之间的间隙中形成油膜，降低了转动轴因转动产生的摩擦热，节约了能源，提高了第一涡轮的转动效率。

可选的，所述浮动轴承上开设有进油孔，所述进油孔的轴心垂直于所述浮动轴承的轴心。

通过采用上述技术方案，在浮动轴承转动时便于浮动轴承径向两侧的润滑油进行流动，进而使浮动轴承的内周面上与外周面上始终具有油膜，减小转动轴与防污管之间的摩擦力。

可选的，所述浮动轴承的周内面上与外周面上均开设有螺纹槽，所述离心壳的外壁上固定连接有润滑油箱，所述防污管的两端均与所述润滑油箱连通。

通过采用上述技术方案，在转动轴带动浮动轴承转动时，浮动轴承便能自行带动润滑油流动，如此不需使用油泵便能实现防污管中润滑油的循环，节约了资源。

可选的，所述螺纹槽的方向与所述转动轴的转动方向相同，所述防污管的下端与所述润滑油箱的下端连通。

通过采用上述技术方案，转动轴带动浮动轴承转动时，润滑油从防污管的下端向上端流动，如此润滑油箱内不注满油也可保证浮动轴承的润滑，提高了润滑的可靠性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过过滤装置的设置，能够降低水环真空泵内部结垢的概率；第一涡轮与第二涡轮的设置提高了过滤效果，节约了能源；而且空气在流经过滤装置时的流阻小，不易影响组合泵的抽真空效果。

2.通过泄压阀的设置，组合泵将储存罐中的空气抽真空并达到一定的压强后，流经过滤装置和水环真空泵的空气便会减少，此时泄压阀打开，将大气中的空气补充到过滤装置中以便于进行离心，同时提高第二蜗壳中空气的流量，便于提高离心壳中的离心力；而且在罗茨真空泵的作用下，不影响储存罐中的真空度。

3.通过防污管的设置，杂质不易与转动轴接触，进而保护了转动轴，延长了转动轴的寿命，同时防污管对转动轴起到转动导向的作用，使第一涡轮与第二涡轮在转动时不易偏离离心壳的轴心，提高了离心效果。

4.通过浮动轴承的设置，浮动轴承既与转动轴发生相对转动又与防污管发生相对转动，润滑油浸入浮动轴承与转动轴之间、浮动轴承与防污管之间的间隙中形成油膜，降低了转动轴因转动产生的摩擦热，节约了能源，提高了第一涡轮的转动效率。

附图说明

图1是本申请实施例的系统图；

图2是本申请实施例中过滤装置的整体结构示意图；

图3是本申请实施例中过滤装置的剖视示意图；

图4是本申请实施例中防污管处的剖视示意图。

附图标记说明：110、储存罐；120、罗茨真空泵；130、水环真空泵；200、过滤装置；210、离心壳；211、排污管；212、排污阀；220、排气管；221、支撑板；230、第一蜗壳；231、泄压阀；240、第二蜗壳；250、第一涡轮；260、第二涡轮；270、防污管；271、下段管；272、中段管；273、上段管；280、转动轴；310、上液位传感器；320、下液位传感器；330、单向阀；340、浮动轴承；341、螺纹槽；342、进油孔；350、润滑油箱。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种真空水环组合泵。参照图1，真空水环组合泵包括储存罐110、罗茨真空泵120、过滤装置200与水环真空泵130，其中储存罐110的一端与需要抽真空的设备连通，储存罐110的另一端与罗茨真空泵120的进气端连通，罗茨真空泵120的出气端与过滤装置200连接，水环真空泵130的进气端与出气端均与过滤装置200连接。

参照图1及图2，过滤装置200包括离心壳210、排气管220、第一蜗壳230、第二蜗壳240、第一涡轮250、第二涡轮260、转动轴280与防污管270。其中离心壳210呈竖直设置，且离心壳210呈倒锥形，离心壳210的下端连通有排污管211，排污管211上连通有排污阀212。

参照图1及图2，第一蜗壳230通过螺栓固定连接在离心壳210轴向的上端，第一蜗壳230与离心壳210呈同轴设置。第一蜗壳230的进气端通过单向阀330与罗茨风机的出气端连通，第一蜗壳230的出气端与离心壳210的上端连通，且第一蜗壳230与离心壳210连通的一端与离心壳210的周面相切。

从罗茨真空泵120中排出的空气通过第一蜗壳230进入离心壳210，并在离心壳210中进行加速以提高离心力，油污和杂质在离心力的作用下被甩到离心壳210的内端面上，并且不断凝结滴落至离心壳210的底端。打开排污阀212即可将离心壳210中的油污和杂质排出。

参照图1及图3，排气管220同轴穿设在离心壳210内，并与离心壳210内部连通，排气管220远离离心壳210的一端与水环真空泵130的进气端连通。排气管220通过支撑板221与离心壳210固定连接，其中支撑板221通过螺栓与离心壳210的内周面固定连接，排气管220再听过螺栓与支撑板221固定连接。

参照图1及图3，第二蜗壳240通过螺栓同轴固定连接在离心壳210的底端，其中第二蜗壳240的进气端与水环真空泵130的出气端连通，第二蜗壳240的出气端与大气连通。第二蜗壳240内同轴转动连接有第二涡轮260，离心壳210内同轴设置有第一涡轮250，转动轴280的两端分别与第一涡轮250、第二涡轮260键连接。

水环真空泵130汲取离心壳210中的空气，并且将空气排放至第二蜗壳240中以驱动第二涡轮260转动，第二涡轮260再通过转动轴280带动第一涡轮250转动，使第二涡轮260带动离心壳210中的空气旋转，提高离心泵中空气的离心力，以提高过滤效果。

参照图3及图4，转动轴280外同轴套设有防污管270，转动轴280与防污管270同轴转动连接。防污管270包括下段管271、中段管272与上段管273，下段管271焊接或者螺纹连接在离心壳210的底端面上，中段管272螺纹连接在下段管271的上端，或者中段管272与下段管271通过轴套同轴固定连接，上段管273螺纹连接在中段管272的上端，或者上段管273与中段管272通过轴套同轴固定连接。

参照图3及图4，下段管271内部的上端卡接有浮动轴承340，中段管272的上端也卡接有浮动轴承340，浮动轴承340还同轴套设在转动轴280上。浮动轴承340与下段管271、中段管272呈间隙配合设置，浮动轴承340与转动轴280也呈间隙配合设置，防污管270与转动轴280之间留有间隙，并且防污管270与转动轴280之间充斥有润滑油。

在第二涡轮260带动转动轴280转动时，转动轴280也会带动浮动轴承340转动，由于转动轴280与防污管270、转动轴280之间均为间隙配合设置，使得浮动轴承340的转速低于转动轴280的转速。此时润滑油便会侵入转动轴280与浮动轴承340之间、浮动轴承340与防污管270之间形成油膜，减小了转动轴280与防污管270之间的摩擦力，便于第二涡轮260带动第一涡轮250转动。

参照图4，浮动轴承340的周面上开设有多个进油孔342，进油孔342的轴心垂直于浮动轴承340的轴心，且进油孔342沿浮动轴承340的周向均布设置。在浮动轴承340转动时便于浮动轴承340径向两侧的润滑油进行流动，进而使浮动轴承340的内周面上与外周面上始终具有油膜，减小转动轴280与防污管270之间的摩擦力。

参照图2及图4，离心壳210的外壁上或者第二蜗壳240上通过螺栓固定连接有润滑油箱350，防污管270的上下两端均与润滑油箱350连通，并且防污管270的下端与润滑油箱350的下端连通。浮动轴承340的周内面上与外周面上均开设有螺纹槽341，螺纹槽341的方向与转动轴280的转动方向相同，即螺纹槽341的螺旋方向与第二涡轮260的螺旋方向相反。在转动轴280带动浮动轴承340转动时，浮动轴承340便能自行带动润滑油流动，如此不需使用油泵便能实现防污管270中润滑油的循环，节约了资源。

参照图1及图2，在组合泵将储存罐110中的空气抽真空并达到一定的压强后，流经过滤装置200和水环真空泵130的空气便会减少。在第一蜗壳230与大气之间连通有泄压阀231，当组合泵将储存罐110中的空气抽真空并达到一定的压强后，泄压阀231打开，将大气中的空气补充到过滤装置200中以便于进行离心，同时提高第二蜗壳240中空气的流量，便于提高离心壳210中的离心力；而且在罗茨真空泵120的作用下，不影响储存罐110中的真空度。

参照图3，离心壳210的内壁上螺纹连接有上液位传感器310与下液位传感器320，上液位传感器310的高度低于防污管270的最高处，下液位传感器320设置在上液位传感器310的下方，上液位传感器310、下液位传感器320均与排污阀212、泄压阀231电连接。

在离心壳210中的油污和杂质超过上液位传感器310后，上液位传感器310控制泄压阀231全开并且控制排污阀212打开，离心壳210中的油污便会排出离心壳210；在油污低于下液位传感器320时，泄压阀231关闭并且关闭排污阀212；在排出油污时由于单向阀330的设置，罗茨真空泵120不易受离心壳210中气压的影响，进而在不影响储存罐110中压力的情况下将油污卸出，提高了组合泵工作的连续性。

本申请实施例一种真空水环组合泵的实施原理为：

在真空水环泵启动后，空气从罗茨真空泵120的出气端进入离心壳210内，空气在离心壳210内螺旋下降，并且速度逐渐增加，在空气的离心作用下杂质和油污被离心到离心壳210的内壁上，并且不断凝结滴落至离心壳210的底端；离心壳210中清洁的空气从出气管中流动至水环真空泵130的进气端，如此水环真空泵130中便不易结垢，保护了水环真空泵130，水环真空泵130再将空气排放至第二蜗壳240中驱动第二涡轮260，第二涡轮260带动第一涡轮250转动，进一步提高离心壳210中空气的离心力，进而提升离心过滤的效果。

在离心壳210中的气压低于一定数值后，泄压阀231便会打开，将大气中的空气压入离心壳210中，提高离心壳210中空气的流动量，以便于离心作用，同时便于水环真空泵130驱动第二涡轮260转动。

在离心壳210中的油污和杂质积攒超过上液位传感器310时，上液位传感器310空气泄压阀231和排污阀212全开，此时离心壳210中的气压暂时恢复到大气压力，并且将离心壳210中的油污排出离心壳210，由于单向阀330的设置，离心壳210中气压的升高不易影响罗茨真空泵120抽真空，进而便于过滤装置200连续工作。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种真空水环组合泵，其特征在于：包括储存罐（110）、罗茨真空泵（120）、过滤装置（200）与水环真空泵（130），所述储存罐（110）、罗茨真空泵（120）、过滤装置（200）、水环真空泵（130）均通过气管依次连通，所述过滤装置（200）包括离心壳（210）、排气管（220）、第一蜗壳（230）、第二蜗壳（240）、第一涡轮（250）与第二涡轮（260），所述离心壳（210）呈竖直设置，所述第一蜗壳（230）固定连接在所述离心壳（210）轴向的上端，所述第二蜗壳（240）固定连接在所述离心壳（210）的下端，所述第一蜗壳（230）、第二蜗壳（240）、离心壳（210）同轴设置，所述第一蜗壳（230）的一端与所述罗茨真空泵（120）的出气端连通，所述第一蜗壳（230）的另一端与所述离心壳（210）内部连通，所述第二蜗壳（240）的一端与所述水环真空泵（130）的出气端连通，所述第二蜗壳（240）的另一端与大气连通，所述第一涡轮（250）同轴设置在所述离心壳（210）中，所述第二涡轮（260）设置在所述第二蜗壳（240）中，所述第一涡轮（250）通过转动轴（280）与所述第二涡轮（260）同轴固定连接，所述离心壳（210）的下端连通有排污管（211），所述排污管（211）上连通有排污阀（212），所述排气管（220）与所述离心壳（210）同轴设置，且所述排气管（220）的一端从所述离心壳（210）的上端穿设至所述离心壳（210）内，所述排气管（220）的另一端与所述水环真空泵（130）的进气端连通。

2.根据权利要求1所述的一种真空水环组合泵，其特征在于：所述离心壳（210）呈倒锥形设置。

3.根据权利要求1或2所述的一种真空水环组合泵，其特征在于：所述第一蜗壳（230）上固定连接有泄压阀（231），所述泄压阀（231）与大气连通。

4.根据权利要求3所述的一种真空水环组合泵，其特征在于：所述转动轴（280）外同轴套设有防污管（270），所述防污管（270）的底端与所述离心壳（210）的底端固定连接，所述转动轴（280）与所述防污管（270）转动连接。

5.根据权利要求4所述的一种真空水环组合泵，其特征在于：所述离心壳（210）的内壁上固定连接有上液位传感器（310）与下液位传感器（320），所述上液位传感器（310）的高度低于所述防污管（270）的最高处，所述下液位传感器（320）设置在所述上液位传感器（310）的下方，所述第一蜗壳（230）与所述罗茨真空泵（120）之间连通有单向阀（330），所述上液位传感器（310）、下液位传感器（320）均与排污阀（212）、泄压阀（231）电连接。

6.根据权利要求4所述的一种真空水环组合泵，其特征在于：所述转动轴（280）的外周面上套设有浮动轴承（340），所述浮动轴承（340）与所述转动轴（280）呈间隙配合，所述浮动轴承（340）与所述转动轴（280）同轴转动连接，所述浮动轴承（340）还卡接在所述防污管（270）内，所述浮动轴承（340）与所述防污管（270）呈间隙配合，所述浮动轴承（340）与所述防污管（270）转动连接，所述防污管（270）内充斥有润滑油。

7.根据权利要求6所述的一种真空水环组合泵，其特征在于：所述浮动轴承（340）上开设有进油孔（342），所述进油孔（342）的轴心垂直于所述浮动轴承（340）的轴心。

8.根据权利要求6所述的一种真空水环组合泵，其特征在于：所述浮动轴承（340）的周内面上与外周面上均开设有螺纹槽（341），所述离心壳（210）的外壁上固定连接有润滑油箱（350），所述防污管（270）的两端均与所述润滑油箱（350）连通。

9.根据权利要求8所述的一种真空水环组合泵，其特征在于：所述螺纹槽（341）的方向与所述转动轴（280）的转动方向相同，所述防污管（270）的下端与所述润滑油箱（350）的下端连通。

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