专利名称：真空泵的活塞式往复双作用单缸抽气装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种真空泵的抽气装置，特别是一种真空泵的活塞式往复双作用单缸抽气装置，属于真空泵领域。
背景技术：
凡是从设备中抽出气体，使设备内部达到真空的机械称为真空泵，真空泵广泛应 用于塑料机械、农药化工、染料化工、低温设备、食品机械、电子行业、冶金、印刷、石油、矿山 地基处理等领域，按照运动方式的不同，真空泵大致可分为往复式真空泵、回转式真空泵 和射流式真空泵。其中，往复式真空泵又称活塞式真空泵，它是使泵腔(气缸)的工作容积 发生周期性变化来抽气的。现有传统往复式真空泵的结构如图1所示，包括缸体Γ及在该缸体Γ中做往 复运动的活塞2'，活塞2'由曲柄连杆机构3'来驱动，并在缸体Γ的左端安装有排气 阀4'和吸气阀5'，排气阀4'能够连通缸体内腔和外界，吸气阀5'能够连通缸体1'内 腔和被抽容器6'，初始状态时，排气阀4'和吸气阀5'均处于关闭状态，当曲柄连杆机 构3'带动活塞2'向右运动时，缸体Γ的左腔体积不断增大，压力逐渐减小，这时，吸气 阀5'打开，被抽容器6'中的气体经过吸气阀5'进入缸体1'左腔，直至活塞2'运动到 右端极限位置时完成抽气过程；然后活塞2'向左运动，迎面的气压使吸气阀5'关闭，缸 体1'左腔内的气体被压缩，当缸体1'左腔的压力大于外界气压时，排气阀4'被打开，使 压缩的气体排出缸体1'，直至活塞2'运动到左端极限位置时完成排气过程，如此循环反 复，直到被抽容器达到所需的真空度为止。显然，在上述的抽气结构中，抽气过程仅在缸体的左腔内进行，而右腔处于空闲状 态，导致活塞在往复运动中只能在左腔内完成一吸一排，是一种单作用的结构形式，工作效 率低下；缸体的左、右两腔的气压不均勻，使得活塞上靠近缸体左腔处的作用力大，易于磨 损；此外，吸气阀和排气阀均设于缸体的同一端，导致活塞在吸气和排气的过程中容易产生 横波劣性振动，噪音大。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提出了一种能使缸体内的左右两腔均 可抽气的真空泵的活塞式往复双作用单缸抽气装置。本发明的目的可通过下列技术方案来实现真空泵的活塞式往复双作用单缸抽气 装置，包括一圆筒形的缸体、安装于该缸体内的活塞和内端与该活塞相固连的活塞杆，所述 的活塞能够相对缸体作往复直线运动，且在所述的活塞与缸体之间设有能够防止缸体内由 活塞相隔而成的两个容腔相通的密封件，所述活塞杆的外端伸出缸体，其特征在于，所述的 活塞杆内具有轴向贯通的抽气通道，所述的活塞具有连通该抽气通道的中空结构，且在所 述活塞的两侧均固设有能够防止两个容腔内的气体进入活塞内腔的单向阀一，且当所述的 单向阀一利用气压打开后能使活塞内的气体进入对应的容腔内，所述缸体的两端均固设有能够防止外界气体进入对应容腔内的单向阀二，且当所述的单向阀二利用气压打开后能使对应容腔内的气体向外排出。在实际使用时，应将缸体连接到真空泵的传动机构上，传动机构一般由电机带动， 活塞杆的外端固定并连接被抽容器，密封件将缸体内腔分隔成封闭的左、右两个容腔，活塞 两侧的单向阀一保证活塞内腔中的气体有序进入缸体中容积不断增大、气压逐渐减小的一 个容腔内，缸体两端的单向阀二使缸体内容积不断减小、气压逐渐增大的一个容腔内的气 体向外排出。其工作过程如下当传动机构推动缸体向左运动时，缸体的左腔容积不断增 大，而气压不断减小，迫使被抽容器里的气体通过活塞杆的抽气通道顶开活塞左侧的单向 阀一，使气体进入缸体的左腔内，即缸体左腔处于吸气状态，同时，缸体右腔的容积不断减 小，气压越来越高，使得活塞右侧的单向阀一保持关闭状态，而顶开缸体右端的单向阀二， 使右腔内压缩的气体向外排出，即缸体右腔处于排气状态，直至缸体向左推到极限位置时， 缸体左腔完成了吸气，缸体右腔完成了排气；反之，当缸体向右运动时，根据同上所述的工 作原理，缸体左腔的气体被完全排出，而缸体右腔则充满了来自被抽容器的气体，由此实现 了双向作功。在上述真空泵的活塞式往复双作用单缸抽气装置中，所述的活塞上具有若干个轴 向贯通并与活塞内腔相通的出气孔，所述的单向阀一包括固设于所述活塞的端面上并能够 阻挡各个出气孔的口部的弹性阀片一。单向阀一主要由一个片状的弹性阀片构成，结构简 单，制造方便。在上述真空泵的活塞式往复双作用单缸抽气装置中，所述的出气孔以活塞的中心 为圆心呈圆周排列。多个出气孔呈圆周排列使得气体排出均勻，噪音小，并使弹性阀片一受 力均勻，磨损小，使用寿命长。在上述真空泵的活塞式往复双作用单缸抽气装置中，所述弹性阀片一的中部通过 螺钉固定于活塞上。本结构使弹性阀片一的中部刚性固定在活塞上，而弹性阀片一的周部 直接抵靠在活塞上，当活塞内腔的压力大于该弹性阀片一外侧的压力时，易于顶开弹性阀 片一的周部，而使出气孔与缸体的对应容腔相通。在上述真空泵的活塞式往复双作用单缸抽气装置中，所述的活塞与活塞杆制成一 体。当缸体相对活塞作往复运动时，使得缸体始终相对活塞保持同一直线运动(自动调 节)，防止缸体内壁造成失圆，有利于延长使用寿命。在上述真空泵的活塞式往复双作用单缸抽气装置中，所述的活塞包括圆盘形的活 塞体和活塞盖，所述活塞体的一个端面上制有与活塞杆的抽气通道相通的气腔，所述的活 塞盖盖住气腔口部形成封闭的中空结构，且所述的出气孔轴向贯通于活塞体和活塞盖并与 所述的气腔相通。将活塞由分体的活塞体和活塞盖固定而成，便于加工出与抽气通道相通 的中空结构。在上述真空泵的活塞式往复双作用单缸抽气装置中，所述缸体的两端均固定有一 端盖，两端盖上均具有若干个排气孔，所述的单向阀二是在端盖的外侧上固定有一能够阻 挡各个排气孔的口部的弹性阀片二。单向阀二的结构简单，制造方便，成本低。在上述真空泵的活塞式往复双作用单缸抽气装置中，所述的排气孔以端盖的中心 为圆心呈圆周排列。排气孔呈圆周排列使得排气均勻，噪音小。在上述真空泵的活塞式往复双作用单缸抽气装置中，所述活塞的中部具有环形凹槽，所述的密封件固定套接于环形凹槽内并与缸体的内壁滑动配合。使密封件可靠固定在活塞上，且当缸体作往复运动时还能使缸体内腔始终被阻隔成封闭的两个容腔。在上述真空泵的活塞式往复双作用单缸抽气装置中，所述密封件的两侧均具有密 贴于缸体内壁的环形密封唇。缸体作往复运动时，气压逐渐升高的容腔内的气体会使靠近 该容腔的承压端处的密封唇自动胀紧，有助于进一步提高密封性，从而有效避免缸体内的 两个容腔相互窜气。与现有技术相比，本真空泵的活塞式往复双作用单缸抽气装置是在普通活塞缸的 基础上，将活塞杆与活塞制成相通的结构，并在活塞的两侧和缸体的两端均设置单向阀，其 构造简单，制造成本低，当缸体作往复运动时，缸体的两个容腔均能实现抽气功能，是一种 双作用的结构形式，工作效率可提高一倍，并且活塞的两侧及其缸体的两端具有对称的结 构，使得各运动部件受力均勻，磨损小，噪音低；各个单向阀仅由一个片状的弹性阀片构成， 其利用两侧的气压差而发生弹性变形实现自动开启和关闭，结构极其简单，固定方便；此 夕卜，活塞与活塞杆制成一体，能够获得更好的同心度，防止缸体内壁失圆，有利于延长使用 寿命ο
图1是现有技术中往复式真空泵的结构示意图。图2是本真空泵的活塞式往复双作用单缸抽气装置的结构示意图。图中，1'缸体；2'活塞；3'曲柄连杆机构；4'排气阀；5'吸气阀；6'被抽容 器；1缸体；Ia左腔；Ib右腔；2a出气孔；2b活塞体；2c活塞盖；2d气腔；2e环形凹槽；3活 塞杆；3a抽气通道；4弹性阀片一 ；5螺钉；6、7端盖；6a排气孔；8弹性阀片二 ；9密封件；9a 环形密封唇。
具体实施例方式以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述， 但本发明并不限于这些实施例。如图2所示，本真空泵的活塞式往复双作用单缸抽气装置主要由缸体1、活塞、活 塞杆3和单向阀组成，其中缸体1为运动件，它通过传动机构来带动，而活塞是相对静止的， 通过缸体的运动使得缸体内由活塞相隔而成的两个容腔发生容积变化。具体地说，本装置中的缸体1呈圆筒形，其两端均固定有一端盖，两端盖6、7上均 开有若干个周向均布并与缸体1内腔相通的排气孔6a，两端盖6、7的外侧均安装有由弹性 阀片二 8构成的单向阀二，弹性阀片二 8的中部通过螺钉固定于对应的端盖6、7上，弹性阀 片二 8可由橡胶材料或者弹性金属薄片制成，常态时弹性阀片二 8堵住各个排气孔6a的口 部，当缸体1的内腔压力小于外界气压时，外界气压作用于弹性阀片二 8上使其紧贴于端盖 6、7上，即单向阀二关闭，从而防止外界气体进入缸体1内；当缸体1的内腔压力大于外界 气压时，就会顶开弹性阀片二 8，这样，就能使缸体1内的气体向外排出了。本装置中的活塞具有中空结构，其安装于该缸体1内并与活塞杆3的内端固定为 一体，活塞杆3的外端穿过缸体1的端盖6并伸出缸体1外，在活塞杆3内开有轴向贯通的 抽气通道3a，抽气通道3a的外口用于连接被抽容器，为了保证一定的连接强度，可在活塞杆3的外端部开制外螺纹，使活塞杆3与被抽容器通过螺纹连接，抽气通道3a的内口连通活塞的内腔，活塞的圆周壁上开有一环形凹槽2e，在环形凹槽2e内固定套接有由橡胶材料 制成的密封件9，该密封件9的两侧均具有贴于缸体1内壁的环形密封唇9a，密封件9的圆 周面与缸体1的内壁形成密封使得缸体1内构成两个封闭的容腔la、lb,活塞的两侧还开有 若干个轴向贯通并与活塞内腔相通的出气孔2a，并在活塞的两侧均由螺钉5固定有由弹性 阀片一 4构成的单向阀一，弹性阀片一 4能够阻挡各个出气孔的口部，单向阀一与单向阀二 的工作原理相同，但它用于防止两侧容腔la、lb内的气体进入活塞内腔。为了使得排气均 勻，可将出气孔2a以活塞为中心按圆周均勻分布。在实际制造时，可将活塞杆3与活塞制成一体，保证两者具有更好的同心度，使活 塞相对于缸体保持同一直线运动，防止缸体内壁失圆，有利于延长使用寿命；为了便于加工 出活塞上用于连通抽气通道3a的中空结构，可将活塞分体制造，即先制成圆盘形的活塞体 2b和活塞盖2c，活塞体2b可与活塞杆3制成一体，在活塞体2b的外端面上开一与活塞杆 3的抽气通道3a相通的气腔2d，再将活塞盖2c盖住气腔2d 口部，用螺钉固定，这样就能形 成封闭的中空结构，而与该中空结构相通的出气孔2a轴向贯通于活塞体2b和活塞盖2c。本装置的具体工作过程如下当缸体1向左推动时，密封件右侧的密封唇面对迎 面的气压自动胀紧，活塞右侧的弹性阀片一 4关闭，阻止了缸体右腔Ib的气流进入缸体左 腔la，由于外界的气压大于缸体左腔Ia的压力使得缸体1左端的弹性阀片二 8也自动关 闭，而缸体左腔Ia的容积在不断增大，气压越来越低，迫使被抽容器内的气体通过活塞杆3 的抽气通道3a，而打开活塞左侧的弹性阀片一 4，使气流进入缸体左腔la，此时，缸体左腔 Ia进入吸气；同时，活塞右侧的弹性阀片一 4还处于关闭状态，由于缸体右腔Ib的容积在 不断减少，气压在逐渐升高，当气压大于缸体1右端的弹性阀片二 8的作用力时，就会顶开 弹性阀片二8，开始排气，直至缸体1向左推至极限位置时，缸体左腔Ia完成了吸气，而缸体 右腔Ib完成了排气，这就是本抽气装置的单程工作过程。反之，当缸体1反向复位时，根据如上所述的工作原理，缸体左腔Ia的气体被完全 排出，而缸体右腔Ib则充满了来自被抽容器的气体，由此实现了双向作功。本抽气装置主要运用于真空蒸馏、真空浓缩、真空结晶、真空过滤、真空干燥和混 凝土真空作业等，在实际运用中，当抽除含有水蒸气的气体时，可在抽气通道的吸气口处安 装冷凝器，当抽除含有灰尘的气体时，可在抽气通道的吸气口处安装过滤器。由于单个活 塞缸只能对一个容器进行抽真空，效率低，因此，一般将多个活塞缸组合起来使用，如在同 一水平面上按圆周均布若干个这样的活塞缸，通过传动机构使各个活塞缸的缸体作同步摆 动，而活塞杆的外端均连接一被抽容器并轴向固定，缸体的来回摆动使其相对活塞作直线 往复运动，活塞杆顺着缸体的摆动作相应的偏摆，从而使缸体的左、右两个容腔的容积发生 变化，实现双向抽气，这是单层的方式，还可将多个这样的单层结构上下叠加起来构成多层 的方式，来实现更大的工作效率；另外，还可将多个活塞缸平行排列起来，通过传动机构使 各个活塞缸的缸体作同步往复直线运动，各个活塞杆的外端均连接一被抽容器并固定不 动，也能使各个缸体的左、右两个容腔的容积发生变化来双向抽气。
权利要求
真空泵的活塞式往复双作用单缸抽气装置，包括一圆筒形的缸体(1)、安装于该缸体(1)内的活塞和内端与该活塞相固连的活塞杆(3)，所述的活塞能够相对缸体(1)作往复直线运动，且在所述的活塞与缸体(1)之间设有能够防止缸体(1)内由活塞相隔而成的两个容腔相通的密封件(9)，所述活塞杆(3)的外端伸出缸体(1)，其特征在于，所述的活塞杆(3)内具有轴向贯通的抽气通道(3a)，所述的活塞具有连通该抽气通道(3a)的中空结构，且在所述活塞的两侧均固设有能够防止两个容腔内的气体进入活塞内腔的单向阀一，且当所述的单向阀一利用气压打开后能使活塞内的气体进入对应的容腔内，所述缸体(1)的两端均固设有能够防止外界气体进入对应容腔内的单向阀二，且当所述的单向阀二利用气压打开后能使对应容腔内的气体向外排出。
2.根据权利要求1所述的真空泵的活塞式往复双作用单缸抽气装置，其特征在于，所 述的活塞上具有若干个轴向贯通并与活塞内腔相通的出气孔(2a)，所述的单向阀一包括固 设于所述活塞的端面上并能够阻挡各个出气孔(2a)的口部的弹性阀片一(4)。
3.根据权利要求2所述的真空泵的活塞式往复双作用单缸抽气装置，其特征在于，所 述的出气孔(2a)以活塞的中心为圆心呈圆周排列。
4.根据权利要求3所述的真空泵的活塞式往复双作用单缸抽气装置，其特征在于，所 述弹性阀片一(4)的中部通过螺钉(5)固定于活塞上。
5.根据权利要求1-4任一条所述的真空泵的活塞式往复双作用单缸抽气装置，其特征 在于，所述的活塞与活塞杆(3)制成一体。
6.根据权利要求5所述的真空泵的活塞式往复双作用单缸抽气装置，其特征在于，所 述的活塞包括圆盘形的活塞体(2b)和活塞盖(2c)，所述活塞体(2b)的一个端面上制有与 活塞杆⑶的抽气通道(3a)相通的气腔(2d)，所述的活塞盖(2c)盖住气腔(2d) 口部形成 封闭的中空结构，且所述的出气孔(2a)轴向贯通于活塞体(2b)和活塞盖(2c)并与所述的 气腔(2d)相通。
7.根据权利要求6所述的真空泵的活塞式往复双作用单缸抽气装置，其特征在于，所 述缸体(1)的两端均固定有一端盖，两端盖(6、7)上均具有若干个排气孔(6a)，所述的单向阀二是在端盖(6、7)的外侧上固定有一能够阻挡各个排气孔(6a)的口部的弹性阀片二 ⑶。
8.根据权利要求7所述的真空泵的活塞式往复双作用单缸抽气装置，其特征在于，所 述的排气孔(6a)以端盖(6、7)的中心为圆心呈圆周排列。
9.根据权利要求7所述的真空泵的活塞式往复双作用单缸抽气装置，其特征在于，所 述活塞的中部具有环形凹槽(2e)，所述的密封件(9)固定套接于环形凹槽(2e)内并与缸体 (1)的内壁滑动配合。
10.根据权利要求9所述的真空泵的活塞式往复双作用单缸抽气装置，其特征在于，所 述密封件(9)的两侧均具有密贴于缸体(1)内壁的环形密封唇(9a)。
全文摘要
本发明提供了一种真空泵的活塞式往复双作用单缸抽气装置，属于真空泵领域。它解决了现有的单作用真空泵工作效率低、受力不均匀、噪音大等问题。本真空泵的活塞式往复双作用单缸抽气装置，包括缸体、活塞和与该活塞固连的活塞杆，活塞能相对缸体运动，在活塞与缸体之间设有能防止缸体内由活塞相隔而成的两个容腔相通的密封件，活塞杆的外端伸出缸体，活塞杆内具有抽气通道，活塞具有连通抽气通道的中空结构，活塞的两侧均固设有能够防止两个容腔内的气体进入活塞内腔的单向阀一，缸体的两端均固设有能够防止外界气体进入对应容腔内的单向阀二。本发明采用双作用的抽气方式，工作效率提高一倍，且各运动部件受力均匀，磨损小，噪音低。
文档编号F04B37/14GK101806295SQ20101015238
公开日2010年8月18日 申请日期2010年4月22日 优先权日2010年4月22日
发明者陈人德, 陈如英, 陈纪舣 申请人:陈人德