CN216842142U - 一种v法铸造真空泵的管路结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于抽真空管路结构技术领域，本实用新型公开的一种V法铸造真空泵的管路结构，包括主管路和多根支管路，主管路依次设置有多个弯曲接头，主管路通过弯曲接头与各支管路的一端连通，各支管路的另一端分别连接小功率泵和大功率泵，大功率泵的功率大于小功率泵，小功率泵和大功率泵按气流方向依次设置，本实用新型通过采用弯曲接头连接支管路与主管路，通过弯曲接头能有效消除支管路中的气体涡流，保证分管道有效抽气面积；采用主管路截面积为各支管路截面积之和，主管路在压力分布和抽速上优于各支管路，使得真空泵工作时没有负压差别，能等效地工作，提高真空泵的有效使用率。

Description

一种V法铸造真空泵的管路结构

技术领域

本实用新型涉及抽真空管路结构技术领域，具体而言，涉及一种V法铸造真空泵的管路结构。

背景技术

真空系统是V法铸造的心脏，但是在V法铸造工艺推广实施过程中，很多企业包括一些铸造设备厂没有意识到真空系统的重要性。由于管道设计不合理，导致管道抽气阻力大，有效抽气速率低，真空使用效率低，而且真空系统耗能过大，不能充分利用真空达到提高效率节约成本的效果。

目前工厂常采用的是直角单边抽气管道如图1所示，存在缺点主要有：

1、主管道与分管道采用直角的方式连接，且主管道与分管道的直径都是随意设置，这种结构通过利用fluent软件模拟，如图2所示，发现主管道压力分布差别较大，中间压力低，而且中间分管道连接处没有气体涡流，两端的分管道涡流严重造成高真空区，主管道气体流速差别达到近50m/s，两端分管道由于涡流严重，有效抽气面积大大减少，导致两端的真空泵抽气阻力很大而中间的分管道却气体太集中来不及抽走，因而中间真空泵的负压较低，两边真空泵负压较高。

2、现在工厂常常采用大小泵串联使用，但大小泵的前后位置对泵的使用率也有明显影响，如果小泵安排在大泵后面，由于小泵的抽气能力有限，导致主管道中气体来不及抽走而紊乱，气体抽气阻力增大。

3、主管道末端多出的一截，产生了严重气流停滞而旋转，这段对于主管道而言是不需要的，应该去掉，如图3所示。

以上三点问题导致真空泵利用不充分，工作效率低，资源浪费，亟待解决。

实用新型内容

本实用新型是这样实现的：

一种V法铸造真空泵的管路结构，包括主管路和多根支管路，所述主管路依次设置有多个弯曲接头，所述主管路通过所述弯曲接头与各所述支管路的一端连通，各所述支管路的另一端分别连接小功率泵和大功率泵，所述大功率泵的功率大于所述小功率泵，所述小功率泵和所述大功率泵按气流方向依次设置。

在本实用新型的一种实施例中，所述主管路的截面积为各所述支管路的截面积之和，所述弯曲接头的弯曲半径为500mm。

在本实用新型的一种实施例中，所述主管路的尾端通过所述弯曲接头与所述支管路的一端连通。

在本实用新型的一种实施例中，当所述支管路的数量为三路时，所述主管路的直径为350mm，所述支管路的直径为200mm。

相较于现有技术，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过采用弯曲接头连接支管路与主管路，通过弯曲接头能有效消除支管路中的气体涡流，保证分管道有效抽气面积。

2、本实用新型采用主管路截面积为各支管路截面积之和，主管路在压力分布和抽速上优于各支管路，使得真空泵工作时没有负压差别，能等效地工作，提高真空泵的有效使用率。

3、本实用新型通过以小功率泵在前，大功率泵在后的真空方式，从而减小抽气阻力，是的各真空泵都能充分得到利用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是现有管路结构示意图；

图2是现有管路结构模拟主管路压力分布图；

图3是现有管路结构模拟主管路末端气流速率分布图；

图4是本实用新型的管路结构示意图；

图5是本实用新型的管路结构气流速率分布图；

图6是本实用新型的小功率泵在后大功率泵在前的气流速率分布图；

图7是本实用新型的大功率泵在后小功率泵在前的气流速率分布图。

附图标记说明：1、主管路；2、支管路；3、小功率泵；4、弯曲接头；5、大功率泵。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例

参照附图4-7所示，本实用新型提供一种V法铸造真空泵的管路结构，包括200mm的三个支管路2、弯曲半径为500mm的弯曲接头4，和直径350mm的主管路1，三个支管路2分别与真空泵相连，支管路2通过弯曲接头4与主管路1相连。

三个支管路2的截面积之和应与主管路1的截面积大约相等，支管路2直径为200mm，主管路直径为350mm,其原理分析为：

设支管路质量流量为Q_i,主管路质量流量为Q₀，则有；

Q₀＝∑Q_i, (式1-1)

Q＝ρvs (式1-2)

其中Q为气体质量流量，v为气流速度，s为管道截面积，ρ为气体密度。

管道理想气体密度公式：

其中(为气体分子摩尔质量，p为气体压力，R为摩尔气体常数，T为气体热力学温度。

将理想气体密度公式(式1-3)和式1-2代入式1-1可得：

式中p₀为主管路1压力，v₀为主管路1气体流速，d₀为主管路1直径，p_i为支管路2压力，v_i为支管路气体流速，d_i为支管路2直径。

我们希望铸型中的漏气量尽快被抽走，这样铸型压差就能维持，铸型强度就能得到保证，当末端铸型气阻和压差一定时，气体质量流量也不变，那么管道设计应该是气体整体平均流速越快越好，因此在真空泵接入管道处，希望主管路1抽速和各真空泵入口管道抽速相等，据实际观察，通常某一小段真空管道的压降损失其实很小，不到0.001Mpa，在粗真空表上难以察觉，因此这一小段粗真空的压力损失可以忽略，假设主管路1压力等于支管路压力，消去压力与速度得到：

即在弯曲接头4压力损失较小时主管路截面积应为支管路截面积之和。

支管路2与主管路1的连接方式为弯曲连接，弯曲半径为500mm，常规用的直角接头的最大流速在支管路2，支管路2接头处极易形成气体涡流，减少支管路2等效抽气面积，采用的弯曲接头4的最大流速在主管路1，涡流现象得到明显改善。

如图6、图7所示，真空泵与支管路2连接的方案为，小功率泵3在前，大功率泵5在后，如果小功率泵3在后，由于小功率泵3的抽气能力有限导致主管路1中气体来不及抽走而紊乱，气体抽气阻力增大，采用小功率泵3在前，大功率泵5在后的方案，能减小抽气阻力，大小泵都能充分得到利用。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种V法铸造真空泵的管路结构，其特征在于，包括主管路(1)和多根支管路(2)，所述主管路(1)依次设置有多个弯曲接头(4)，所述主管路(1)通过所述弯曲接头(4)与各所述支管路(2)的一端连通，各所述支管路(2)的另一端分别连接小功率泵(3)和大功率泵(5)，所述大功率泵(5)的功率大于所述小功率泵(3)，所述小功率泵(3)和所述大功率泵(5)按气流方向依次设置。

2.根据权利要求1所述的一种V法铸造真空泵的管路结构，其特征在于，所述主管路(1)的截面积为各所述支管路(2)的截面积之和，所述弯曲接头(4)的弯曲半径为500mm。

3.根据权利要求2所述的一种V法铸造真空泵的管路结构，其特征在于，所述主管路(1)的尾端通过所述弯曲接头(4)与所述支管路(2)的一端连通。

4.根据权利要求3所述的一种V法铸造真空泵的管路结构，其特征在于，当所述支管路(2)的数量为三路时，所述主管路(1)的直径为350mm，所述支管路(2)的直径为200mm。

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