CN117247078B - 压力波动自适应真空脱气装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及真空脱气装置技术领域，提出了压力波动自适应真空脱气装置，包括真空泵、真空罐、一级缓冲机构、二级缓冲机构、三级缓冲机构和控制箱，真空罐中设置有动态脱气组件，真空罐顶部设置有排气阀，出水阀与真空罐底部的出水口相连通，动态脱气组件用于带动真空罐中的水在进行脱气时进行运动，一级缓冲机构包括设置为矩形的环形管路，一级缓冲机构用于对水循环系统中的快速流动的水流进行减速缓冲，二级缓冲机构用于将水中的游离态气体与水分离，三级缓冲机构用于控制多个真空罐依次进行进水以及出水，通过上述技术方案，解决了现有技术中传统的真空脱气装置在对水循环系统中的水进行脱气时无法应对水路压力波动的问题。

Description

压力波动自适应真空脱气装置

技术领域

本发明涉及真空脱气装置技术领域，具体的，涉及压力波动自适应真空脱气装置。

背景技术

供暖及冷水循环系统中不可避免的会存在一些空气，空气的来源是系统的补水和管网泄漏，气体在管路中有三种存在的形式，第一种是以气团的形式积聚在系统中的高点或者局部的高点，例如拐角等，第二种气体的形式是气体以气泡游离在水循环系统中，第三种形式，时气体溶解于水中，并随水进行循环，第一种以及第二种气体的形式为游离态气体，第三种为溶解性气体，这三种会不断的相互转化，水中存在的空气会对供暖以及冷水循环系统带来很多不利的影响，积聚的气体会产生气阻，造成水路系统的阻力，会产生噪音、气蚀以及气堵，这些问题会降低水循环系统的扬程以及运行效率，同时空气中的氧气会对系统造成氧腐蚀，从而降低水路系统中设备以及管路的使用寿命，所以需要将水循环系统中的空气排出系统。

在将水循环系统中的空气排出是通过使用真空脱气机，真空脱气机连接到水循环系统中，水中的游离态气体排出后，对水进行抽真空，将水中的溶解性气体与水分离并排出，使得水中的气体被剔除，以保证水循环系统的正常运行，但是传统的真空脱气装置，与水循环系统直接连接，而水系统中的水在快速流动时会对真空脱气装置造成较大压力，水中存在较多的游离态气体进入到真空脱气装置会造成较低的压力，压力的波动会对真空脱气机的密封性以及稳定性造成影响，所以为了可以稳定的将水循环系统中的空气排出，需要一种可以适应压力波动的真空脱气装置。

发明内容

本发明提出压力波动自适应真空脱气装置，解决了相关技术中传统的真空脱气装置在对水循环系统中的水进行脱气时无法应对水路压力波动的问题。

本发明的技术方案如下：

压力波动自适应真空脱气装置，包括：

真空泵，所述真空泵的顶部设置有压力表，所述真空泵下方设置有排水口；

真空罐，所述真空罐设置有两个，所述真空罐与所述真空泵相连接，所述真空罐中设置有动态脱气组件；

其中，所述动态脱气组件用于带动所述真空罐中的水在进行脱气时进行运动；

一级缓冲机构，所述一级缓冲机构包括设置为矩形的环形管路，所述一级缓冲机构用于对水循环系统中的快速流动的水流进行减速缓冲；

二级缓冲机构，所述二级缓冲机构与所述一级缓冲机构以及所述真空罐相连通，所述二级缓冲机构用于将水中的游离态气体与水分离；

三级缓冲机构，所述三级缓冲机构与所述真空泵以及所述真空罐相连接，所述三级缓冲机构用于控制多个所述真空罐依次进行进水以及出水；

控制箱，所述控制箱设置在所述真空泵远离所述二级缓冲机构的一侧；

所述一级缓冲机构包括：

限流阀，所述限流阀设置在所述环形管路上；

过滤器，所述过滤器安装在所述环形管路上远离所述限流阀的一端；

所述二级缓冲机构包括：

分离罐，所述分离罐上的进水口一与所述过滤器相连通，所述分离罐的顶部安装有排气阀；

其中，所述进水口一设置在所述分离罐的上部；

水位器，所述水位器安装在所述分离罐侧方；

气水分离组件，所述气水分离组件安装在所述分离罐中，所述气水分离组件用于将进入到所述分离罐中的水中包含的气团、气泡与水分离，并将不含有气泡的水输送到三级缓冲机构中；

所述气水分离组件包括：

盘形水槽，所述盘形水槽呈螺旋状设置，所述盘形水槽固定设置在所述分离罐中，所述进水口一与所述盘形水槽的顶部相对齐；

出水管，所述出水管竖直固定在所述分离罐中，所述出水管在所述分离罐中一端设置在所述分离罐底部，所述出水管上穿过所述分离罐的一端与所述三级缓冲机构相连接；

所述动态脱气组件包括：

驱动缸，所述驱动缸设置在所述真空罐的底部，所述驱动缸的输出端伸入所述真空罐中；

涡轮片，所述涡轮片安装在所述驱动缸的输出端顶部，所述涡轮片与所述真空罐内部滑动设置；

所述涡轮片设置为多个倾斜挡板，相邻的挡板之间设置有过滤网；

在环形管路中设置有回水管，回水管呈弧形设置，回水管的一端与环形管路上靠近限流阀的一端连通，回水管的另一端与环形管路上远离限流阀的一端相连通，水通过限流阀进入到环形管路，当水的流速过快时水会冲入回水管中，水在回水管中流动一圈后再次进入到环形管路中。

所述三级缓冲机构包括：

进水阀，所述进水阀与所述出水管以及所述真空罐相连通；

出水阀，所述出水阀与所述真空泵以及所述真空罐相连通。

所述真空罐顶部设置有所述排气阀，所述进水阀与所述真空罐上部的进水口二相连通，所述出水阀与所述真空罐底部的出水口相连通。

本发明的工作原理及有益效果为：

1、本发明中通过设置一级缓冲机构，水路循环系统与限流阀相连通，水通过限流阀后流入到环形管路中，水通过环形管路后经过过滤器进行过滤，由于水循环系统中通过水泵将水送入到真空脱气装置中，当水泵输送的水流速过快时，或者限流阀连通的水管位置过高时水流会形成水锤，对真空脱气装置中的管路造成冲击，通过使用环形管路使得水流在环形管路中进行多次转弯后再进入到过滤器，水流的流速降低，避免了水锤对真空脱气装置的冲击，同时水在通过环形管路后经过过滤器，供暖以及冷水循环系统中包含的碎屑等杂质经过过滤器过滤可避免其对真空脱气装置的损伤，同时减少碎屑在水循环系统中堵塞的可能；

2、本发明中通过设置二级缓冲机构，水在经过过滤器后通过进水口一流到盘形水槽上，水沿盘形水槽在分离罐中流动，水流动时摊平在盘形水槽上，水中包含的气团以及气泡状气体此时与水分离停留在分离罐中，水汇集在分离罐的底部，分离罐顶部的排气阀关闭，随着进水口一在持续的向分离罐中输送气体与水，分离罐中的气压将水挤压到出水管中，水沿出水管流到进水阀，分离罐中的水位可通过水位器进行判断，当分离罐中的气体越来越多，水位逐渐降低，当水位过低时分离罐顶部的排气阀打开使得分离罐中的气体通过排气阀离开分离罐，此时分离罐中的气压降低，沿出水管流到进水阀的水量减少，同时水在进水口一处流入到分离罐中，分离罐中的水位上升，当分离罐中的水位较高时，分离罐顶部的排气阀关闭，水继续通过出水管流到进水阀，通过盘形水槽可以使得水中的游离态气体可以高效的与水分离并汇集在分离罐的顶部，通过出水管可将分离掉游离态气体的水送入到真空管中，减少进入到真空罐中的气体量，大量的气体进入到真空罐中会使得真空罐中的压力降低，通过减少进入到真空罐中的空气量可降低压力波动对真空脱气装置的影响；

3、本发明中通过设置三级缓冲机构，进水阀和出水阀与两个真空罐相连通，真空罐进行真空脱气时，水通过进水口二进入到真空罐中，当水充满真空罐后停止进水，真空泵使真空罐中产生负压使得融合在水中的空气与水分离，气体汇集在真空罐的顶部，此时，出水口打开将脱气后的水通过真空泵流回水循环系统中，当真空泵时真空罐产生负压时，真空罐中无法通过进水口二向内注水，此时通过进水阀使得出水管将水通入到另一个真空罐中，直至将另一个真空罐充满水，此时变为负压的真空罐中的水完成脱气，将脱气后的水排出真空罐，排气阀打开空气充满真空罐，此时出水阀将充满空气的真空阀底部的出水口关闭，进水阀控制充满水的真空罐上的进水口二关闭，水流入到充满空气的真空罐中，空气通过排气阀被挤压出真空罐，此时真空泵将充满水的真空罐变为负压，对其中的水进行脱气，通过设置进水阀与出水阀，可控制出水口中流出的水交替性的向两个真空罐中进行注水，一方面避免在真空泵对真空罐中的水进行脱气时无法注水，使得出水管中水的压力对真空罐造成影响，当分离罐中的压力产生波动时，通过将水交替性的向两个真空罐中注水避免压力波动对真空罐造成冲击，另一方面两个真空罐交替的进行脱气使得脱气的效率大幅提升；

4、本发明中通过设置动态脱气组件，通过驱动缸带动涡轮片在真空罐中进行纵向滑动，涡轮片在真空罐中纵向滑动时由于涡轮片上设置的多个倾斜挡板，水在通过涡轮片时沿涡轮片上的挡板进行旋转，从而带动真空罐中的水进行运动，传统的真空脱气装置在进行脱气时真空罐中的水多是保持静置状态，不利于真空泵将水中溶解的空气抽出，通过涡轮片的带动使得真空罐中的水进行运动可提高脱气的效率，同时通过在涡轮片上设置的过滤网可对经过真空泵水进行过滤，可减少经过真空泵的杂质，提高真空泵的使用寿命；

5、本发明中通过设置一级缓冲机构可降低水锤对真空脱气装置的影响，同时可对水进行过滤，通过设置二级缓冲机构可将水中的游离态气体与水分离，通过设置三级缓冲机构可以将出水管中的水交替性的向两个真空罐中进行注水，可避免分离罐中水在脱气时无法注入真空罐，使得分离罐中产生的压力波动对真空罐进行冲击，并且可提升脱气效率，通过设置动态脱气组件可使得真空罐中的水保持运动状态，提升脱气效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明中整体的结构示意图；

图2为本发明中整体的另一视角结构示意图；

图3为本发明中分离罐的剖视结构示意图；

图4为本发明中盘形水槽和出水管的配合结构示意图；

图5为本发明中进水阀和出水阀的配合结构示意图；

图6为本发明中出水口和出水阀的配合结构示意图；

图7为本发明中真空罐的剖视结构示意图；

图8为本发明中图7中A的局部结构示意图。

图中： 1、真空泵；2、压力表；3、排水口；4、真空罐；5、环形管路；6、控制箱；7、限流阀；8、过滤器；9、分离罐；10、进水口一；11、排气阀；12、水位器；13、盘形水槽；14、出水管；15、进水阀；16、出水阀；17、进水口二；18、出水口；19、驱动缸；20、涡轮片；21、过滤网；22、回水管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。

实施例一

如图1~图8所示，本实施例提出了压力波动自适应真空脱气装置，包括真空泵1、真空罐4、一级缓冲机构、二级缓冲机构、三级缓冲机构和控制箱6，真空泵1的顶部设置有压力表2，真空泵1下方设置有排水口3，真空罐4设置有两个，真空罐4与真空泵1相连接，真空罐4中设置有动态脱气组件，真空罐4顶部设置有排气阀11，进水阀15与真空罐4上部的进水口二17相连通，出水阀16与真空罐4底部的出水口18相连通，其中，动态脱气组件用于带动真空罐4中的水在进行脱气时进行运动，一级缓冲机构包括设置为矩形的环形管路5，一级缓冲机构用于对水循环系统中的快速流动的水流进行减速缓冲，二级缓冲机构与一级缓冲机构以及真空罐4相连通，二级缓冲机构用于将水中的游离态气体与水分离，三级缓冲机构与真空泵1以及真空罐4相连接，三级缓冲机构用于控制多个真空罐4依次进行进水以及出水，控制箱6设置在真空泵1远离二级缓冲机构的一侧，水在水循环系统中依次通过一级缓冲机构、二级缓冲机构、三级缓冲机构后，水经过真空罐4进行脱气，脱气后的水通过真空泵1，并通过排水口3将脱气后的水回流到水循环系统中。

如图2~图3所示，一级缓冲机构包括限流阀7和过滤器8，限流阀7设置在环形管路5上，过滤器8安装在环形管路5上远离限流阀7的一端，水循环系统中的水通过水泵通入到环形管路5中，水经过限流阀7后通入环形管路5，水泵通入的水可能流速过快，会对真空脱气装置造成冲击，水流冲击在环形管路5中经过多次转弯，流速减慢，对分离罐9的压力冲击减少，水通过环形管路5后通过过滤器8，过滤器8将水中的杂质过滤掉，可降低水循环系统中的杂质在水路中的积压，同时避免杂质对真空脱气装置造成影响。

如图1~图4所示，二级缓冲机构包括分离罐9、水位器12和气水分离组件，分离罐9上的进水口一10与过滤器8相连通，分离罐9的顶部安装有排气阀11，其中，进水口一10设置在分离罐9的上部，水位器12安装在分离罐9侧方，气水分离组件安装在分离罐9中，气水分离组件用于将进入到分离罐9中的水中包含的气团、气泡与水分离，并将不含有气泡的水输送到三级缓冲机构中，气水分离组件包括盘形水槽13和出水管14，盘形水槽13呈螺旋状设置，盘形水槽13固定设置在分离罐9中，进水口一10与盘形水槽13的顶部相对齐，出水管14竖直固定在分离罐9中，出水管14在分离罐9中一端设置在分离罐9底部，出水管14上穿过分离罐9的一端与三级缓冲机构相连接，水通过过滤器8后经过进水口一10后进入到分离罐9中，水流到盘形水槽13上，水沿盘形水槽13进行螺旋流动，水在流动过程中水中包含的气团以及气泡状气体与水分离汇集到分离罐9的顶部，水汇集到分离罐9的底部，分离罐9的排气阀11关闭，由于进水口一10处有水持续通入，分离罐9中的压力升高，出水管14在分离罐9中的一端设置在分离罐9的底部，气压将水在出水管14中挤出，出水管14中的水不包含气体，随着水持续加入到分离罐9中，分离罐9中的气体逐渐增加，通过水位器12可观察到分离罐9中的水位，当水位接近出水管14的进水处时，分离罐9顶部的排气阀11自动打开，气体在气压的作用下排出分离罐9，此时水不通入出水管14，分离罐9中的水位上升，当水位提高到一定高度后排气阀11关闭，分离罐9中的水在气压作用下继续通入出气管中。

如图5~图6所示，三级缓冲机构包括进水阀15和出水阀16，进水阀15与出水管14以及真空罐4相连通，出水阀16与真空泵1以及真空罐4相连通，进水阀15与两个真空罐4上的进水口二17相连通，出水管14与两个真空罐4上的出水口18连通，出水管14中的水经过进水阀15后注入其中一个真空罐4中，出水阀16将正在注水的真空罐4的出水口18关闭，正在注水的真空罐4中水位逐渐升高，气体在顶部的排气阀11处排出，当水充满真空罐4后排气阀11关闭，此时进水阀15控制出水管14向另一个真空罐4中注水，出水阀16控制正在注水的真空罐4的出水口18关闭，此时真空泵1对注满水的真空罐4中的水进行脱气，当完成脱气后排气阀11开启，水通过出水口18排出，当水排出后正在注水的真空罐4完成注水，此时真空泵1对完成注水的真空罐4中的水进行脱气，两个真空罐4交替进行注水以及脱气，通过两个真空罐4的交替注水，与传统的真空脱气机不同，出水管14中流向真空罐4的水不需要关停，水持续的注入到两个真空罐4中，避免了水的压力波动对真空罐4造成冲击，同时使用两个真空罐4进行交替脱气可提高脱气效率。

如图7~图8所示，动态脱气组件包括驱动缸19和涡轮片20，驱动缸19设置在真空罐4的底部，驱动缸19的输出端伸入真空罐4中，涡轮片20安装在驱动缸19的输出端顶部，涡轮片20与真空罐4内部滑动设置，涡轮片20设置为多个倾斜挡板，相邻的挡板之间设置有过滤网21，在真空罐4进行脱气过程中，驱动缸19推动涡轮片20在真空罐4中进行纵向滑动，涡轮片20在滑动过程中水流经过涡轮片20上的挡板之间，由于涡轮片20上的多个挡板呈旋转倾斜设置，水在经过涡轮片20后进行旋转，真空罐4中的水在旋转运动后更加利于进行脱气，同时在水进过涡轮片20时会通过过滤网21，水中残留的杂质会被过滤网21过滤，减少通过真空泵1的杂质，延长真空脱气装置的使用寿命。

综上所述，本压力波动自适应真空脱气装置的工作原理为：

水循环系统中的输水管路与限流阀7相连通，水通过限流阀7进入到环形管路5中，水通过环形管路5后流速减慢，水经过过滤器8将水中的杂质过滤掉，水通过过滤器8后经过进水口一10进入分离罐9中，水流到盘形水槽13上并沿盘形水槽13进行螺旋流动，水中的气团与气泡与水分离，水汇集在分离罐9的底部，气体汇集在分离罐9上部，水通过进水口一10送入到分离罐9中时使得分离罐9中的气压增大，将分离罐9底部的水挤压，通过出水管14进入到进水阀15处，通过水位器12可观察到分离罐9中的水位高度，当分离罐9中积压的空气较多时，分离罐9中的水位较低，当水位低于出水管14时气体会进入到出水管14，此时分离罐9上的排气阀11自动开启，分离罐9中的空气通过排气阀11向外排出，分离罐9中的液位升高，当分离罐9中的液位较高时，分离罐9顶部的排气阀11关闭，水继续通入出水管14中，进水阀15控制出水管14中的水流向的真空罐4，出水阀16控制两个真空罐4上出水口18与真空泵1是否连通，出水阀16控制正在注水的真空罐4底部的出水口18不与真空泵1连通，随着水逐渐注入到真空罐4中，真空罐4中的空气在顶部的排气阀11处排出，当水注满真空罐4时，进水阀15控制向另一个真空罐4注水，出水阀16同时控制注满水的真空罐4与真空泵1相连通，真空泵1将真空罐4中变为负压，此时真空罐4中溶于水中的气体与水分离，完成脱气，当脱气完成后排气阀11开启，真空泵1将真空罐4中的水抽空，同时另一个真空罐4中完成注水，两个真空罐4交替完成脱气，真空罐4进行脱气的同时驱动缸19推动涡轮片20在真空罐4中纵向滑动，水经过涡轮片20上倾斜的挡板时，水在真空罐4中进行旋转，同时水在经过涡轮片20上的过滤网21时，水中残留的杂质会被过滤网21过滤，不经过真空泵1。

本实施例二在实施例一的基础上

在环形管路5中设置有回水管22，回水管22呈弧形设置，回水管22的一端与环形管路5上靠近限流阀7的一端连通，回水管22的另一端与环形管路5上远离限流阀7的一端相连通，水通过限流阀7进入到环形管路5，当水的流速过快时水会冲入回水管22中，水在回水管22中流动一圈后再次进入到环形管路5中，如图2所示，水在经过回水管22后进入环形管路5时，水的流向与在环形管路5中的水流动方向相反，从而回水管22中的水可对环形管路5中的水进行减速，进入环形管路5的水流速越快，进入到回水管22中的水的流速就越快，回水管22中的水对环形管路5中的水的减速效果就越大，同时使用回水管22对环形管路5中的水进行减速可减少水锤效果对环形管路5造成的损坏，延长环形管路5的使用寿命。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.压力波动自适应真空脱气装置，其特征在于，包括：

真空泵（1），所述真空泵（1）的顶部设置有压力表（2），所述真空泵（1）下方设置有排水口（3）；

真空罐（4），所述真空罐（4）设置有两个，所述真空罐（4）与所述真空泵（1）相连接，所述真空罐（4）中设置有动态脱气组件；

其中，所述动态脱气组件用于带动所述真空罐（4）中的水在进行脱气时进行运动；

一级缓冲机构，所述一级缓冲机构包括设置为矩形的环形管路（5），所述一级缓冲机构用于对水循环系统中的快速流动的水流进行减速缓冲；

二级缓冲机构，所述二级缓冲机构与所述一级缓冲机构以及所述真空罐（4）相连通，所述二级缓冲机构用于将水中的游离态气体与水分离；

三级缓冲机构，所述三级缓冲机构用于控制两个所述真空罐（4）交替进行注水以及交替脱气，水持续的注入到两个所述真空罐（4）中，避免了水的压力波动对所述真空罐（4）造成冲击；

控制箱（6），所述控制箱（6）设置在所述真空泵（1）远离所述二级缓冲机构的一侧；

所述一级缓冲机构包括：

限流阀（7），所述限流阀（7）设置在所述环形管路（5）上；

过滤器（8），所述过滤器（8）安装在所述环形管路（5）上远离所述限流阀（7）的一端；

所述二级缓冲机构包括：

分离罐（9），所述分离罐（9）上的进水口一（10）与所述过滤器（8）相连通，所述分离罐（9）的顶部安装有排气阀（11）；

其中，所述进水口一（10）设置在所述分离罐（9）的上部；

水位器（12），所述水位器（12）安装在所述分离罐（9）侧方；

气水分离组件，所述气水分离组件安装在所述分离罐（9）中，所述气水分离组件用于将进入到所述分离罐（9）中的水中包含的气团、气泡与水分离，并将不含有气泡的水输送到三级缓冲机构中；

所述气水分离组件包括：

盘形水槽（13），所述盘形水槽（13）呈螺旋状设置，所述盘形水槽（13）固定设置在所述分离罐（9）中，所述进水口一（10）与所述盘形水槽（13）的顶部相对齐；

出水管（14），所述出水管（14）竖直固定在所述分离罐（9）中，所述出水管（14）在所述分离罐（9）中一端设置在所述分离罐（9）底部，所述出水管（14）上穿过所述分离罐（9）的一端与所述三级缓冲机构相连接；

所述三级缓冲机构包括：

进水阀（15），所述进水阀（15）与所述出水管（14）以及所述真空罐（4）相连通；

出水阀（16），所述出水阀（16）与所述真空泵（1）以及所述真空罐（4）相连通；

所述动态脱气组件包括：

驱动缸（19），所述驱动缸（19）设置在所述真空罐（4）的底部，所述驱动缸（19）的输出端伸入所述真空罐（4）中；

涡轮片（20），所述涡轮片（20）安装在所述驱动缸（19）的输出端顶部，所述涡轮片（20）与所述真空罐（4）内部滑动设置；

所述涡轮片（20）设置为多个倾斜挡板，相邻的挡板之间设置有过滤网（21）；

在环形管路（5）中设置有回水管（22），回水管（22）呈弧形设置，回水管（22）的一端与环形管路（5）上靠近限流阀（7）的一端连通，回水管（22）的另一端与环形管路（5）上远离限流阀（7）的一端相连通，水通过限流阀（7）进入到环形管路（5），当水的流速过快时水会冲入回水管（22）中，水在回水管（22）中流动一圈后再次进入到环形管路（5）中。

2.根据权利要求1所述的压力波动自适应真空脱气装置，其特征在于，所述真空罐（4）顶部设置有排气阀（11），所述进水阀（15）与所述真空罐（4）上部的进水口二（17）相连通，所述出水阀（16）与所述真空罐（4）底部的出水口（18）相连通。