专利名称：一种用于传递大量补充液体的真空系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在传送液体的同时产生真空的泵装置。
技术背景液环泵广泛用于产生真空。这种泵以高效的方式传送气体。然而， 其缺点在于在传送液体方面受到限制。如果待传送液体与待传送气体体积之比超出约为5%的值，那么泵的组件上会随之发生重力现象 (gravitational phenomena )、噪声干扰和过度的机械张力，导致阻塞、电 机过载或泵的损坏。使用第二单独的泵用来传送液体会带来更多的空间需求，需要消耗 更多的能量，并且还伴随着更高的操作和安装费用。发明内容因此，本发明的目的在于提供一种用于在传送液体的同时产生真空 的泵装置。上述目的通过权利要求1所述的特性实现。本发明的关键在于形成 真空泵与用于传输液体的泵的单相组合。本发明的泵装置特别紧凑，与 大小相当的传送液体的液环泵相比，提高了 30%的效率，所述泵装置不 需要任何附加的控制元件，并防止所述真空泵由于要传送液体太多而过 载。从属权利要求中提供了本发明的其它有益效果。本发明的特性和细 节将参照附图通过描述两个实施方式而给出。
图l是根据一个实施方式的泵装置的透视图； 图2是根据图1的泵装置的正视图；图3是根据图1的泵装置的侧视图；图4是根据图1的泵装置的俯视图；图5是根据图1的通过泵装置的泵腔的纵向截面图；图6是根据图1的泵装置操作过程中流动顺序的示意图；以及图7是根据第二实施例的泵装置操作过程中流动顺序的示意图。
具体实施方式
下面将参照图1至图5描述本发明的一个实施方式。首先，描述所 述泵装置的结构。泵装置1包括配置为电机2的传动装置，电机2具有 沿着旋转轴线3定位的驱动轴4、电机外壳5和基座6。此外，泵装置l 包括用于产生真空的第一泵7，第一泵7具有第一抽入连接部件8、第一 出口连接部件9和第一泵壳10。第一泵7特别配置为液环泵。此外，泵 装置1包括具有第二抽入连接部件12、第二出口连接部件13和第二泵壳 14的用于传送液体的第二泵11。第二泵11 ^皮配置作为侧流道泵(side channel pump)并且是自吸的(self-priming )。然而，第二泵11也可以作 为其它任何的适合传送液体的泵配置。最后，泵装置1包括具有第一液 体分离机16的第一供应管15、具有第二分离机18的用于更远传送气体 的第一排放管17、第二供应管19和用于更远传送液体的第二排放管20。第一供应管15通过第一供应管凸缘21与第一抽入连接部件8相连。 第一供应管15具有可控制的入口 44,用于给第一泵7提供操作液体。第 一排放管17通过第一排放管凸缘22与第一出口连接部件9相连。同样， 第二供应管19通过第二供应管凸缘23与第二抽入连接部件12相连，第 二排放管20通过第二排放管凸缘24与第二出口连接部件13相连。最后， 第二供应管19的、与第二抽入连接部件12相对的末端通过第一分离机 凸缘25与第一液体分离机16相连。第二排放管20是T形的，并通过形 成T形部件的一臂的连接部件26与第二液体分离机18相连。所有的凸 缘连接21、 22、 23、 24、 25和27都配置为气密的，尤其是防水的。此 外，泵装置1具有主供应管45和气体排放管46。主供应管45在进入到 第一液体分离机16的泵的侧面是开放的。气体排放管46在进入第二液 体分离机18的泵的侧面是开放的。液体分离机16、 18被配置作为重力分离机。它们还可以通过允许泵 装置1用特别经济的方式构造的简易管道形成。第一泵壳IO基本被配置为中空的圆筒形，位于偏离驱动轴4中心的 位置。第二泵壳14同样基本3皮配置为中空的圓筒形，并与驱动轴4同心。第一泵7具有第一泵腔28，该泵腔在其周边以及对着电机2的一側， 以气密防水方式与第一泵壳IO密封。在远离电机2的一侧，第一泵腔28 被属于第一泵壳10的第一盖板29确定界线。第一盖板29具有第一抽入 口 30、第一出口 31和第一连接口 32。这种结构中，第一抽入连接部件8 与第一抽入口 30流体连通。第一出口连接部件9和第一出口 31流体连 通。在第一盖板29上远离第一泵腔28的一侧上，通过隔断壁(在图中 未示出)将压力和第一泵7的抽入侧隔开。第 一泵腔28偏离驱动轴4的中心。驱动轴4被引导通过第一泵腔28, 驱动轴4一方面与第一泵壳IO密封，另一方面与第一盖板29密封。第 一叶轮33在第一泵腔28内位于驱动轴4之上。第一叶轮33特别地以"悬 浮(floating)"的方式位于驱动轴4之上。在第一泵壳10对着电机2的 一侧，驱动轴4通过外壳10的路径被密封件34密封，密封件34被配置 为活动环形密封件。第一盖板29在其周边通过O形环35与第一泵壳10和第二泵壳14 密封。第二泵壳14在旋转轴3的方向上与第一泵壳10的、远离电机2 — 侧相邻。这种设置允许泵装置1以特别紧凑的方式构造。驱动轴4的直径在第一盖板29的区域略微减小。第二泵11具有第二泵腔36。第二泵腔36在其面对电机2的一侧由 与第二泵壳14整体形成的隔断壁37充分确定界限。第二泵腔36由第二 泵壳14周边地确定界限。在旋转轴3的方向上与隔断壁37相对的一侧， 第二泵腔36由防护罩38确定界限，防护罩38属于第二泵壳14并与第 二泵壳14以气密防水方式连接。防护罩38具有座39,用于容纳驱动轴 4远离电机2的端部。驱动轴4可以通过轴承(在图中未示出)安装在座 39上。防护罩38在其面对电机2的一侧也具有流道类的环形槽，该槽形 成侧流道40并且是第二泵腔36的一部分。为避免不需要的涡流漩流的形成，将侧流道40的外边界壁配置为与第二泵壳14的内壁对准。侧流 道40在周边方向上具有裂口 (break)。第二叶轮41在第二泵腔36内安 装于驱动轴4上。第二叶轮41以紧密滑动的方式位于驱动轴4上。为避 免容许偏差问题，将其配置为在驱动轴4的轴方向上可自动调节。第二抽入连4^部件12和第二出口连接部件13与泵腔36流体相通。 隔断壁37具有第二连接口 42。第一连接口 32、第二连接口42以及连接 管43形成第一泵腔28与第二泵腔36外部区域之间的通流连接47。连接 管43被配置为例如铸造流道。第一泵壳IO和第二泵壳14用灰铸铁制成，叶轮33、 34用青铜制成， 驱动轴4用不锈钢制成，以防止受到气蚀损害和腐蚀。叶轮33、 41和外 壳IO、 14在有些应用时还可以用不锈钢制成。才艮据泵装置l的用途，可 选择替换材料。泵装置1的操作将在下文参照图6进行描述。尽管在泵装置1操作 过程中的流程顺序已在图6中示意性地示出，但是还是给出了分别与泵 装置l中各构造元件相关联的附图标号，以便使所述顺序更容易理解。通过主供应管45，将气液混合物从处理腔48通过抽吸作用抽入。压 力A在主供应管45中占有优势。通过抽吸作用抽入的液体由于重力的原 因集中在第一液体分离机16的底部，因此气液混合物至少部分分离为液 体和气体两种组分。然后可含有液体残留的气体由第一泵7经由第一供 应管15在抽吸作用下，经第一抽气连接部件8抽入到第一泵腔28。电机 2通过驱动轴4带动的第一叶轮33的旋转，迫使第一泵7的第一泵腔28 内的操作液体在离心力的作用下，远离旋转轴3，到达第一泵腔28的周 边边界。从而，第一泵7的操作液体在第一泵腔28的外区域形成液体环。 由于第一泵腔28相对于驱动轴4的离心结构，所以导致了这样的腔室， 即，其以气密形式密封，且一方面由液体环确定界限、另一方面由第一 叶轮33确定界限，并且其体积在叶轮33绕旋转轴3旋转的过程中周期 性地变化。这种体积上周期性的变化与压力的周期起伏相联系。在腔室 具有最小体积并从而具有最大压力的区域具有第一出口 31,通过该出口 ， 具有压力pD〉ps的气体从第一泵7离开。通过第一泵7之后，在气体通过气体排放管46进一步传送之前，在第二液体分离机18中将气体中残存的处理液体或泵中的操作液体与气体 分离。在第二液体分离机18中分离的液体通过连接部件26引入第二排 放管20，并与从第二泵11排放的液体一起进一步传送。在第一液体分离机16中分离的液体由第二泵11通过第二供应管19 的抽吸作用下，经由第二抽入连接部件12进入第二泵腔36。第二泵11 的第二叶轮41和第一泵7的第一叶轮33 —样被驱动轴4驱动。因此第 一泵7和第二泵11具有共同的驱动轴4。因此，被配置作为液环泵的第 一泵7和被配置作为侧流道泵的第二泵11的组合是非常紧凑和节省空间 的。通过第二泵11之后，被传送的液体由第二出口连接部件13引入第 二排放管20,并传送通过第二排放管20。在第一液体分离机16中将气液混合物分离成液体部分和气体部分， 防止了 ，由于通过液环泵的抽吸作用而抽起的瞬间液体流体积超出由液 环泵传送的气体体积中的约为5 %的最大允许值。这样确保了不管待传送 液体的量是多少，液环泵总是以无气蚀(cavitation-free)方式操作。这就 意味着可避免泵的组件的损坏和电机2的过载。同时，泵装置1与大小 相当的、传送液体的液环泵相比，效率提高了30%。在第二排放管20中具有和第一排放管17相同的压力Pd。尽管可能 在第二液体分离机18中以及泵7和11的压力侧上导致干扰压力补偿现 象，但是在原则上，在第二排放管20中存在不同于第一排放管17中压 力po的压力是可能的。第一泵腔28中来自液体环的液体可以通过连接47流入第二泵腔36。 这消除了侧流道泵干燥运行的风险。因为两个泵腔28、 36之间压力的差异很小，所以在两个泵腔28、 36 之间不需要对轴进行复杂和非常有效的密封。因此，窄间隙密封就足够 了。由于侧流道泵的传送特性的缘故，不需要特别的控制机制来操作传 送液体的第二泵11,所以与例如离心泵相比，液环泵和側流道泵的组合 尤其有益。所述泵装置1的另一个实施例在下文中参考图7描述。与第一个实 施例基本的不同在于，提供两根分开的供应管15、 19代替用于通过抽吸 作用抽起气液混合物的主供应管45，以及用于将被传送的液体从被传送的气体中分离的第一液体分离机16。第一供应管15主要用于传送气体， -陂配置作为液环泵的第一泵7确保在处理腔室48中保持真空。；故配置作 为自吸泵(尤其作为側流道泵)的第二泵11利用第二供应管19在处理 腔室48中传送液体。第一泵7与第二泵11之间的通流连接47防止了侧 流道泵在只有少量液体的情况下干燥运行，从而防止了对密封的损坏。
权利要求
1. 泵装置，用于传送气液混合物，包括a.第一泵(7)，用于传送气体并包括i.第一泵腔(28)，以及ii.第一叶轮(33)，b.第二泵(11)，用于传送液体并包括i.第二泵腔(36)，以及ii.第二叶轮(41)，以及c.驱动装置，包括可旋转驱动的驱动轴(4)，用于驱动所述泵(7、11)，d.所述驱动轴(4)与两个叶轮(33、34)相连。
2. 根据权利要求1所述的泵装置，其特征在于，所述第一泵(7) 被配置为液环泵。
3. 根据上述任一项权利要求所述的泵装置，其特征在于，所述第 二泵(11)是自吸泵。
4. 根据上述任一项权利要求所述的泵装置，其特征在于，所述第 二泵(11 )被配置为侧流道泵。
5. 根据权利要求1所述的泵装置，其特征在于，至少一个液体分 离机(16)被设置用于从传送的气体中分离传送的液体。
6. 根据权利要求5所述的泵装置，其特征在于，至少一个液体分 离机(16)位于所述泵(7、 11)的抽吸侧。
7. 根据权利要求5或6所述的泵装置，其特征在于，在出口侧设 置有第二液体分离机(18 )。
8.根据权利要求5到7中任一项所述的泵装置，其特征在于，至 少一个液体分离机(16、 18)被配置为重力分离机。
全文摘要
一种用于传送气液混合物的泵装置，包括具有第一泵腔(28)和第一叶轮(33)的用于传送气体的第一泵(7)，具有第二泵腔(36)和第二叶轮(41)的用于传送液体的第二泵(11)，以及具有可旋转驱动的驱动轴(4)的用于驱动所述泵(7、11)的驱动装置(2)，所述驱动轴(4)与两个叶轮(33、34)相连。
文档编号F04D31/00GK101270765SQ200710112440
公开日2008年9月24日 申请日期2007年6月26日 优先权日2007年3月20日
发明者鲁迪·迪特马尔 申请人:加德纳·丹佛德国股份有限公司