一种负压平衡与机械式智能补液装置的制作方法

本发明属于流体输送技术领域，具体涉及一种负压平衡与机械式智能补液装置。

背景技术：

高铁及动车靠站时，污物要求在较短的停站时间内通过真空管道全部排出车厢，这就要求快速给真空管道提供一个负压，负压供给通常是由转子泵完成的；这种泵通常不注入润滑液，而是直接由污物中的液体来形成润滑水膜，保证泵的转子不会与泵体干摩擦而严重磨损。由于在抽吸过程中，介质是以气液固多相存在，可能存在短时间的泵内为纯气体状态，易造成转子发热磨损，这就需要及时补充灌入高压液体。而现有补充灌入高压液体的技术通常采用电器元件来实现，但是由于泵和部分电器元件安装在潮湿的地下空间，时间一长就容易出现各种故障。因此，研发一种不采用任何电器元件、能快速提供负压平衡、智能且快速补充高压液的装置具有重要意义。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种负压平衡与机械式智能补液装置。

本发明包括泵体、补偿稳压罐、输液管、排液管、支管和阀体；所述的泵体开设有入液口、出液口、螺钉安装孔、转子安置腔、泄压入口通道、泄压出口通道、泄压阀杆滑道和滑块滑道；所述的转子安置腔连通泵体的入液口和出液口；所述的泄压入口通道连通泵体的入液口和泄压阀杆滑道；所述泄压出口通道的入液口与滑块滑道连通；所述的输液管接泵体的入液口，所述的排液管接泵体的出液口；泄压阀杆与泵体的泄压阀杆滑道构成滑动副，并与滑块固定；且泄压阀杆与泵体的泄压阀杆滑道之间设有密封圈；滑块与泵体的滑块滑道构成滑动副；阀杆作用弹簧两端分别与泵体和泄压阀杆固定；所述的阀杆作用弹簧为拉簧；两块摩擦板一上一下设置，且均贴紧泵体的转子安置腔壁面；泵体的螺钉安装孔共有四个，两个螺钉安装孔位于一块摩擦板处，另两个螺钉安装孔位于另一块摩擦板处；每个螺钉安装孔与对应的摩擦板通过螺钉连接；所述螺钉的中心处开设有补充口；所述的补充口与泵体的转子安置腔连通；两根转子安装轴平行设置，且均与泵体构成转动副；每根转子安装轴上固定有转子；两个转子均置于泵体的转子安置腔内，且相互啮合；所述转子的叶片上距离转子圆心最远的点所在圆周半径等于摩擦板内径。

所述支管的输入端与输液管侧壁开口连通，且支管输入端固定有稳压阻尼喷嘴；所述的稳压阻尼喷嘴开设有阻尼孔；所述的支管置于补偿稳压罐内的管段由靠近输液管的竖直段和远离输液管的水平段组成；所述水平段的侧壁开口与补偿稳压罐连通。所述阀体的支管接口与支管输出端连通，阀体开设有对称布置的两个容腔组；所述的容腔组包括由下至上依次排布的容腔一、容腔二、容腔三、容腔四、容腔五、阀杆滑道一、阀杆滑道二、压力通道一和补液口；所述的容腔一与容腔二之间通过弹性片一分隔；容腔一底面和弹性片一分别与弹簧一两端固定；所述的弹簧一为压簧；所述容腔二的顶部与阀杆滑道一底部连通，容腔二的侧壁开设有大气输入通道；所述的阀杆滑道一与阀杆一构成滑动副，且阀杆一的锥形轴段与阀杆滑道一的锥形孔匹配；所述阀杆一的底端与弹性片一固定；阀杆滑道一顶端固定有封闭板，所述的容腔三与容腔四之间通过弹性片二分隔，弹性片二和封闭板分别与弹簧二两端固定；弹簧二为压簧；阀杆滑道二设置在容腔四顶部和容腔五底部之间；所述的阀杆滑道二与阀杆二构成滑动副，且阀杆二底端与弹性片二固定；阀杆滑道二处设置密封圈；所述阀杆滑道一的侧壁与容腔四侧壁通过压力通道一连通；阀杆二顶端嵌入容腔五顶端开设的补液口内，且阀杆二顶端的轴肩与补液口底部的凸台面接触；所述容腔五的凸台面上设置密封圈；两个容腔组的容腔一之间通过连接通道一连通，两个容腔组的容腔三之间通过连接通道二连通，两个容腔组的容腔四之间通过连接通道三连通；所述连接通道二和连接通道三的两端口处均设置阻尼器；所述的连接通道一、连接通道二和连接通道三通过连接通道四连通。

其中一个容腔组的容腔一与阀体的支管接口通过压力通道二连通，该容腔组的容腔一内弹簧一的预压力小于另一个容腔组的容腔一内弹簧一的预压力；所述的压力通道二与补偿稳压罐的顶部开口通过管道一连通；其中一个容腔组的容腔二与阀体的大气作用腔通过压力通道三连通；阀体的大气作用腔内固定有阀套，所述的阀套上固定阀座；所述的阀座开设有沿周向均布的3～6个大气通道；所述阀体的支管接口处设置阀芯；所述的阀芯包括弹簧安装座、橡胶块和阀杆三；所述的阀杆三包括一体成型的锥形阀头和滑动杆；所述的弹簧安装座开设有中心孔，所述的滑动杆固定套置在弹簧安装座的中心孔内；所述的橡胶块固定在弹簧安装座顶部和锥形阀头底部之间的空间内；所述锥形阀头的底部锥面以及橡胶块的锥面均与阀套的锥面匹配；锥形阀头的顶部锥面与阀座底部的锥面匹配；所述滑动杆的底部与固定在堵头顶部的套筒构成滑动副；弹簧三两端分别与弹簧安装座底部和堵头固定；所述的弹簧三为压簧；所述的堵头与阀体通过螺纹连接；所述补偿稳压罐的底部开设有对称设置的两个出液口；其中一个容腔组的补液口与补偿稳压罐的两个出液口均通过管道二连通，另一个容腔组的补液口接补充接头；两个容腔组的容腔五侧壁开设的出液口与各个螺钉的补充口均通过管道三连接，且每根管道三上均设有止回阀。

所述支管的水平段侧壁开口共有沿周向均布的三个，且其中一个侧壁开口的轴线竖直设置；轴线竖直设置的侧壁开口截面积大于其余两个侧壁开口。

本发明具有的有益效果：

1、本发明不采用任何电器元件，而是纯机械结构，在潮湿的地下，时间再长也不容易出现故障。

2、本发明能快速提供负压平衡，泵体运转过程中可智能补充高压液给泵体润滑，保证泵的转子不会与泵体内的摩擦板干摩擦而严重磨损；且补偿稳压罐内没有补液时，补充接头提供另一条快速补液通道。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中阀体的结构示意图；

图3为本发明工作时液体流向原理图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

如图1和2所示，一种负压平衡与机械式智能补液装置，包括泵体1、补偿稳压罐2、输液管3、排液管4、支管5和阀体6；泵体1开设有入液口、出液口、螺钉安装孔、转子安置腔、泄压入口通道1-1、泄压出口通道1-2、泄压阀杆滑道1-3和滑块滑道1-4；转子安置腔连通泵体的入液口和出液口；泄压入口通道1-1连通泵体的入液口和泄压阀杆滑道1-3；泄压出口通道1-2的入液口与滑块滑道1-4连通；输液管3接泵体的入液口，排液管4接泵体的出液口；泄压阀杆与泵体1的泄压阀杆滑道1-3构成滑动副，并与滑块固定；且泄压阀杆与泵体1的泄压阀杆滑道1-3之间设有密封圈；滑块与泵体1的滑块滑道1-4构成滑动副；阀杆作用弹簧两端分别与泵体1和泄压阀杆固定；阀杆作用弹簧为拉簧；两块摩擦板一上一下设置，且均贴紧泵体1的转子安置腔壁面；泵体1的螺钉安装孔共有四个，两个螺钉安装孔位于一块摩擦板处，另两个螺钉安装孔位于另一块摩擦板处；每个螺钉安装孔与对应的摩擦板通过螺钉连接；螺钉的中心处开设有补充口；补充口与泵体1的转子安置腔连通；两根转子安装轴平行设置，且均与泵体1构成转动副；每根转子安装轴上固定有转子；两个转子均置于泵体1的转子安置腔内，且相互啮合；转子的叶片上距离转子圆心最远的点所在圆周半径等于摩擦板内径。

支管5输入端与输液管侧壁开口连通，且支管输入端固定有稳压阻尼喷嘴7；稳压阻尼喷嘴开设有阻尼孔；支管置于补偿稳压罐内的管段由靠近输液管的竖直段和远离输液管的水平段组成；水平段侧壁开口与补偿稳压罐连通。阀体6的支管接口与支管输出端连通，阀体开设有对称布置的两个容腔组；容腔组包括由下至上依次排布的容腔一6-1、容腔二6-2、容腔三6-3、容腔四6-4、容腔五6-5、阀杆滑道一6-6、阀杆滑道二6-7、压力通道一6-8和补液口6-9；容腔一6-1与容腔二6-2之间通过弹性片一分隔；容腔一6-1底面和弹性片一分别与弹簧一6-10两端固定；弹簧一6-10为压簧；容腔二顶部与阀杆滑道一6-6底部连通，容腔二侧壁开设有大气输入通道；阀杆滑道一与阀杆一构成滑动副，且阀杆一的锥形轴段与阀杆滑道一的锥形孔匹配；阀杆一底端与弹性片一固定；阀杆滑道一顶端固定有封闭板，容腔三6-3与容腔四6-4之间通过弹性片二分隔，弹性片二和封闭板分别与弹簧二6-12两端固定；弹簧二6-12为压簧；阀杆滑道二6-7设置在容腔四顶部和容腔五6-5底部之间；阀杆滑道二6-7与阀杆二构成滑动副，且阀杆二底端与弹性片二固定；阀杆滑道二处设置密封圈；阀杆滑道一侧壁与容腔四侧壁通过压力通道一6-8连通；阀杆二顶端嵌入容腔五顶端开设的补液口6-9内，且阀杆二顶端的轴肩与补液口底部的凸台面接触；容腔五的凸台面上设置密封圈；两个容腔组的容腔一之间通过连接通道一连通，两个容腔组的容腔三之间通过连接通道二连通，两个容腔组的容腔四之间通过连接通道三连通；连接通道二和连接通道三的两端口处均设置阻尼器；连接通道一、连接通道二和连接通道三通过连接通道四连通。

其中一个容腔组的容腔一与阀体的支管接口通过压力通道二连通，该容腔组的容腔一内弹簧一6-10的预压力小于另一个容腔组的容腔一内弹簧一6-10的预压力；压力通道二与补偿稳压罐的顶部开口通过管道一8连通；其中一个容腔组的容腔二与阀体的大气作用腔通过压力通道三6-11连通；阀体的大气作用腔内固定有阀套，阀套上固定阀座；阀座开设有沿周向均布的3～6个大气通道；阀体的支管接口处设置阀芯；阀芯包括弹簧安装座、橡胶块和阀杆三；阀杆三包括一体成型的锥形阀头和滑动杆；弹簧安装座开设有中心孔，滑动杆固定套置在弹簧安装座的中心孔内；橡胶块固定在弹簧安装座顶部和锥形阀头底部之间的空间内；锥形阀头的底部锥面以及橡胶块的锥面均与阀套的锥面匹配；锥形阀头的顶部锥面与阀座底部的锥面匹配；滑动杆底部与固定在堵头顶部的套筒构成滑动副；弹簧三两端分别与弹簧安装座底部和堵头固定；弹簧三为压簧；堵头与阀体通过螺纹连接；补偿稳压罐的底部开设有对称设置的两个出液口；其中一个容腔组的补液口6-9与补偿稳压罐的两个出液口均通过管道二9连通，另一个容腔组的补液口6-9接补充接头；两个容腔组的容腔五侧壁开设的出液口与各个螺钉的补充口均通过管道三10连接，且每根管道三10上均设有止回阀11。

支管5的水平段侧壁开口共有沿周向均布的三个，且其中一个侧壁开口的轴线竖直设置；轴线竖直设置的侧壁开口截面积大于其余两个侧壁开口。

如图3所示，该负压平衡与机械式智能补液装置的工作原理：

正常输液管内负压维持在50-65kpa即可达到抽吸要求，保证污物顺利进入输液管；初始时，补偿稳压罐的负压以及容腔一、容腔三、容腔四、容腔五的负压相等；泵体运转状态下，补偿稳压罐的负压以及容腔一的负压很快与泵体提供的负压相等；随着运转时间增加，输液管道负压变大，容腔二与输液管压差变大，当输液管负压达到70kpa及以上时候，阀芯开启，大气进入容腔一使容腔一内的负压减小，容腔二内仍为大气压，容腔一与容腔二压差减小，阀杆一开启；阀杆一开启后，容腔四内的负压减小，容腔四与容腔三压差变大，阀杆二开启；补偿稳压罐的负压受大气压影响后，负压小于容腔五内的负压，补偿稳压罐内的液体以及补充接头处的液体均经容腔五喷射进入泵体，但由于连接通道二和连接通道三两端口处的阻尼器作用以及弹簧一6-10的预压力差异，补充接头处的阀杆二开启较慢，补充接头的液体喷射进入泵体的时间比补偿稳压罐内的液体喷射进入泵体的时间滞后；其中，补偿稳压罐内无液体时，补充接头单独给泵体供液；随着喷射液体进入泵体，输液管负压回到50-65kpa，则阀芯率先关闭，容腔一的负压逐渐也回到50-65kpa，阀杆一和阀杆二均关闭。

由于泵间歇性运转，当高铁及动车靠站碰到泵体停转的状态时，输液管中的污物不断积累，污物中的液体会经支管5进入补偿稳压罐。

当污物进入泵体1排出过程时，有可能导致泵体1内的压力过大时，通过泄压阀杆泄压。