一种不结水垢的水环式真空泵系统的制作方法

1.本发明涉及水环式真空泵技术领域，尤其涉及一种不结水垢的水环式真空泵系统。


背景技术：

2.真空泵是指利用机械、物理、化学或物理化学的方法对被抽容器进行抽气而获得真空的器件或设备。通俗来讲，真空泵是用各种方法在某一封闭空间中改善、产生和维持真空的装置。
3.水环式真空泵是真空泵的一种，该类真空泵安全性好，抽放负压高、流量小；广泛应用于抽放量不大、要求抽放负压高的矿井。水环真空泵是一种粗真空泵，其内装有带固定叶片的偏心转子，工作时将水(液体)抛向定子壁，水(液体)形成与定子同心的液环，液环与转子叶片一起构成可变容积的一种旋转变容积真空泵，依靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气。气体在泵腔内压缩后，温度会升高，并会将温度转移给液环，从而水环真空泵在长时间工作后，其内部的水温会过高，从而使得定子内污垢增多，进而发生结垢现象。结垢严重时，会影响转子转动以及使得分配板堵塞，从而降低水环真空泵的吸气和排气的效果，并损坏水环真空泵。
4.为保障水环真空泵的叶轮上不结垢，需要对现有的水环真空泵予以改进。


技术实现要素：

5.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
6.鉴于上述现有水环式真空泵叶轮上结垢存在的问题，提出了本发明。
7.因此，本发明目的是提供一种不结水垢的水环式真空泵系统，其目的在于解决水环式真空泵在长时间工作后，其叶轮上会结水垢的问题。
8.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种不结水垢的水环式真空泵系统，此系统包括泵体单元和水循环单元，其中，泵体单元，包括泵壳和配合设置于所述泵壳两端的分配板；所述分配板上开设有连通口、进水口和出水口；水循环单元，包括调节阀组件、与所述调节阀组件配合相连的连接管组件和与所述连接管组件相连的水箱，所述连接管组件还与所述连通口、进水口和出水口相连。
9.作为本发明所述不结水垢的水环式真空泵系统的一种优选方案，其中：所述泵体单元中还包括泵轴和套设于所述泵轴上的叶轮；所述分配板的板体中开设有安装孔，所述泵轴能够贯穿所述安装孔，所述泵壳能够将所述叶轮容置于其内腔中。
10.作为本发明所述不结水垢的水环式真空泵系统的一种优选方案，其中：所述泵轴于所述泵壳内偏心安装，且所述泵轴的轴线水平高度高于所述泵壳的轴线高度；所述分配板的板体上还开设有进气孔和排气孔，且所述排气孔的外侧还设置有排气阀组件。
11.作为本发明所述不结水垢的水环式真空泵系统的一种优选方案，其中：所述分配板朝向所述泵壳内腔的端部侧壁上设置有嵌入槽，所述嵌入槽内装设有液位传感器和温度传感器；所述液位传感器竖直分布，延伸于所述分配板上的水环区和负压区；所述温度传感器位于所述分配板上的水环区。
12.作为本发明所述不结水垢的水环式真空泵系统的一种优选方案，其中：所述连通口开设于所述分配板上的负压区；所述进水口和出水口开设于所述分配板上的水环区。
13.作为本发明所述不结水垢的水环式真空泵系统的一种优选方案，其中：所述调节阀组件包括阀体和阀芯件，所述阀体呈管状，其管内具有一端敞口的管腔，所述阀芯件配合装设于所述管腔内。
14.作为本发明所述不结水垢的水环式真空泵系统的一种优选方案，其中：所述管腔包括第一管腔和第二管腔，且所述第一管腔的径向直径小于所述第二管腔的径向直径；所述第二管腔的腔壁上还设置有内螺纹；所述阀体的管壁上还依次开设有稳压口、进液口和排液口，三者均与所述第一管腔向连通。
15.作为本发明所述不结水垢的水环式真空泵系统的一种优选方案，其中：所述阀芯件包括旋转块、连接于所述旋转块端部侧壁的弹簧和连接于所述弹簧另一端的塞阀；所述旋转块的周向侧壁上设置外螺纹，所述旋转块能够螺纹配合于所述第二管腔内；所述弹簧能够无接触收纳于所述第一管腔内；所述塞阀能够滑动于所述第一管腔内。
16.作为本发明所述不结水垢的水环式真空泵系统的一种优选方案，其中：所述连接管组件包括连通管、供水管、进水管和排水管；所述连通管的一端连接于所述稳压口，另一端连接于所述连通口，所述供水管的一端连接于所述水箱，另一端连接于所述进液口，所述进水管一端连接于所述排液口，另一端连接于所述进水口，所述排水管的一端连接于所述排水管，另一端连接于所述水箱。
17.作为本发明所述不结水垢的水环式真空泵系统的一种优选方案，其中：所述连通管上设置压强计，所述供水管、进水管和排水管上还设置有单向阀。
18.本发明的有益效果：
19.本发明中的泵体单元配合连接水循环单元，用于气体的抽取，水循环单元用于对真空泵内的水进行控制循环，既保持真空泵内始终具有足够的水量，又能够通过水的循环，带走真空泵内的热量，避免水中的矿物质结垢。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
21.图1为本发明不结水垢的水环式真空泵系统的整体结构示意图。
22.图2为本发明不结水垢的水环式真空泵系统的真空泵爆炸结构示意图。
23.图3为本发明不结水垢的水环式真空泵系统的水循环单元分布示意图。
24.图4为本发明不结水垢的水环式真空泵系统的分配板具体结构示意图。
25.图5为本发明不结水垢的水环式真空泵系统的泵体径向平面结构示意图。
26.图6为本发明不结水垢的水环式真空泵系统的水循环单元连接结构示意图。
27.图7为本发明不结水垢的水环式真空泵系统的调节阀组件具体结构示意图。
28.图8为本发明不结水垢的水环式真空泵系统的调节阀组件水流控制示意图。
具体实施方式
29.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
30.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
31.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
32.再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
33.实施例
34.参照图1～8，为本发明一个实施例，提供了一种不结水垢的水环式真空泵系统，此系统包括泵体单元100和水循环单元200，其中，泵体单元100的主体为现有技术中的水环式真空泵结构，区别在于，适配有水循环单元200的改进，从而实现通过水循环单元200的加入，帮助现有的水环式真空泵不结垢的效果。水循环单元200通过与水环式真空泵的泵腔相连，通过泵腔的压力变化来调节供水量，从而保持供水的持续稳定。另外，通过对泵腔内的水温监测，进一步精确水循环的调节。
35.具体的，泵体单元100，包括泵壳101和配合设置于泵壳101两端的分配板102；分配板102上开设有连通口102a、进水口102b和出水口102c。
36.泵体单元100中还包括泵轴103和套设于泵轴103上的叶轮104；分配板102的板体中开设有安装孔k，泵轴103能够贯穿安装孔k，泵壳101能够将叶轮104容置于其内腔中。
37.泵轴103于泵壳101内偏心安装，且泵轴103的轴线水平高度高于泵壳101的轴线高度；分配板102的板体上还开设有进气孔102d和排气孔102e，且排气孔102e的外侧还设置有排气阀组件p。
38.分配板102朝向泵壳101内腔的端部侧壁上设置有嵌入槽，嵌入槽内装设有液位传感器102f和温度传感器102j；液位传感器102f竖直分布，延伸于分配板102上的水环区h和负压区y；温度传感器102j位于分配板102上的水环区h。
39.连通口102a开设于分配板102上的负压区y；进水口102b和出水口102c开设于分配板102上的水环区h。
40.其中，泵壳101和其两端装配的分配板102构成了包覆叶轮104的筒型外壳，泵轴103贯穿泵壳101和分配板102构成的壳腔，并能够驱动叶轮104的转动。需要说明的是，泵轴103和叶轮104与泵壳101为偏心安装，常规而言，泵轴103的轴线高度位于泵壳101的轴线高度之上，以便于叶轮104转动时，将泵壳101的水拨开，使得水在离心力的作用下，在泵壳101
的内腔侧壁上形成水环。
41.进一步的，如附图5中所示，根据叶轮104与水环的覆盖区域，将其划分为水环区h和负压区y。泵腔的内部通过端部分配板102上的“孔”与外部相通。具体的，安装孔k用于泵轴103的安装，并与叶轮104的轴腔相通；进气孔102d和排气孔102e分别用于真空泵在工作时的抽气和排气。二者分布在分配板102的板体两侧，当与泵壳101端部的泵盖相连时，能够形成相互隔绝的进气腔和排气腔。
42.更进一步的，在分配板102的内侧，即朝向泵壳101内腔的一侧侧壁上，为监测泵腔内形成水环的宽度和水的温度，分别安装液位传感器102f和温度传感器102j，需要补充的是，液位传感器102f需要沿着分配板102的半径方向分布，延伸在水环区h和负压区y，以监测到水环的不同宽度；而温度传感器102j需设置在水环区h，优选为泵轴103下方的水环区h内，以保障温度传感器102j能够始终监测到水温的变化。
43.为配合水循环单元200的安装，在原有进水口102b的基础上，增设了连通口102a和出水口102c，具体的，进水口102b用于向泵腔内加水，以补充泵腔内水的消耗，加热蒸发，以及随压缩气体被抽出。进一步的，连通口102a用于连接泵腔和水循环单元200中的调节阀组件201，目的在于通过借助泵腔内的压力变化来自动调节向泵腔内的注水量。出水口102c则用于调节泵腔内的水量，以及加快泵腔内水的循环，带走泵腔内的热量，保障泵腔内的水温始终低于水中矿物质结垢所需的温度。
44.具体的，水循环单元200，包括调节阀组件201、与调节阀组件201配合相连的连接管组件202和与连接管组件202相连的水箱203，连接管组件202还与连通口102a、进水口102b和出水口102c相连。
45.调节阀组件201为可控制的阀体，用于向泵腔内供水的自调节，其通过连接管组件202连接水箱203和泵腔；水箱203内为大量的冷却水，以供真空泵的循环使用。
46.调节阀组件201包括阀体201a和阀芯件201b，阀体201a呈管状，其管内具有一端敞口的管腔g，阀芯件201b配合装设于管腔g内。
47.管腔g包括第一管腔g1和第二管腔g2，且第一管腔g1的径向直径小于第二管腔g2的径向直径；第二管腔g2的腔壁上还设置有内螺纹；阀体201a的管壁上还依次开设有稳压口201a-1、进液口201a-2和排液口201a-3，三者均与第一管腔g1向连通。
48.进一步的，阀体201a呈圆柱形的管状，一端为敞口，向管内形成管腔g，管腔g用于安装阀芯件201b。具体的，管腔g分为两段，称之为第一管腔g1和第二管腔g2，其中，第一管腔g1远离管体的敞口端一侧，且第一管腔g1第一管腔g1的轴向长度大于第二管腔g2的轴向长度，以便于稳压口201a-1、进液口201a-2和排液口201a-3的分布，三个口的轴线均垂直于第一管腔g1的轴线。三个口依次分布，且需要说明的是，各口的相邻间距不小于塞阀201b-3的长度，以保障各口的畅通。而第一管腔g1的径向直径小于第二管腔g2的径向直径。
49.阀芯件201b包括旋转块201b-1、连接于旋转块201b-1端部侧壁的弹簧201b-2和连接于弹簧201b-2另一端的塞阀201b-3；旋转块201b-1的周向侧壁上设置外螺纹，旋转块201b-1能够螺纹配合于第二管腔g2内；弹簧201b-2能够无接触收纳于第一管腔g1内；塞阀201b-3能够滑动于第一管腔g1内。
50.阀芯件201b装配在阀体201a的管腔g内，其中，塞阀201b-3伸入第一管腔g1内，旋转块201b-1拧入第二管腔g2内，二者之间通过弹簧201b-2连为一体，塞阀201b-3在第一管
腔g1内，形成活塞结构，能够在弹簧201b-2的弹力作用下滑动；需要说明的是，稳压口201a-1和进液口201a-2分布在塞阀201b-3的两端，且塞接于连通口102a，供水管202b的一端连接于水箱203，另一端连接于进液口201a-2，进水管202c一端连接于排液口201a-3，另一端连接于进水口102b，排水管202d的一端连接于排水管202d，另一端连接于水箱203。
51.连通管202a上设置压强计l，供水管202b、进水管202c和排水管202d上还设置有单向阀d。
52.连通管202a、供水管202b、进水管202c和排水管202d为连接用的管道，其中，连通管202a用于连通泵腔的负压区y和阀体201a的负压腔f，供水管202b用于水箱203向阀体201a的供水，其输入端连接水泵，持续泵水，对塞阀201b-3形成水压；进水管202c用于向真空泵的泵腔内供水；而排水管202d用于真空泵泵腔内的水排出，返回至水箱203内。
53.结合附图1～8中所示，在使用过程中，先向真空泵的泵腔内加入适量的水，通过电机驱动泵轴的旋转，叶轮104转动，使得泵腔内的水形成液环，与叶轮104的叶片接触，在泵腔内形成水环区h和负压区y；而负压区y也区分为进气段与排气段，其中，进气段与进气孔102d的区域连通，排气段与排气孔102e的区域连通。随着真空泵的连续工作，气体从泵盖的进气端进入，通过进气腔室，穿过进气孔102d，进入泵腔的负压区y内，随叶轮104的转动，从负压区y的进气段转动至排气段，气体被压缩，并穿过排气孔102e，进入泵盖的排气腔，最后从泵盖的排气端被排出。
54.在气体被叶轮压缩的过程中，气体内的体积逐渐减小，温度升高，由于叶轮104和液环的存在，泵腔内的热量会被转移至叶轮104及液环的水中，随着泵腔内水温的升高，水会产生蒸发，且随着气体被排出真空泵，因而泵腔内的水需持续补充。位于分配板102侧壁上的液位传感器102f和温度传感器102j时刻监视泵腔内液环的水位和温度信息，并能够将检测的数据传输至外部的显示设备，以供工作人员查看。
55.水循环单元200具体的工作过程如下所示：初始状态下，塞阀201b-3受到负压、弹簧201b-2弹力和水压的共同作用，而保持平衡状态，此时，塞阀201b-3局部遮挡进液口201a-2，从而稳定向泵腔内的供水量。
56.连通口102a连通负压区y，且位于进气段与排气段之间的区域，即连通叶轮104中相邻叶片的中间区域，在连通管202a的帮助下，连通阀体201a管腔g的负压腔f。
57.当水位变化，液环的厚度产生变化时，液环与叶轮104中相邻叶片之间所围成的负压室的体积也产生变化，即压强变化，会带来负压腔f的体积变化，即改变了塞阀201b-3受到的负压作用力，进而会驱动塞阀201b-3在第一管腔g1内滑动，进一步改变进液口201a-2的口径，从而相应的调节了对泵腔的供水流量，具有自适应水位补偿的效果。而液位传感器102f则用于辅助工作人员主动修正供水量，即通过改变旋转块201b-1拧入第二管腔g2内的深度，进而调节弹簧201b-2的弹力大小，从而具有更完善的水位调节效果。
58.温度传感器102j监视泵腔内的温度信息，当水温接近预设的温度值时，(普通水结水垢的温度范围为50～60摄氏度)，可通过外部或电气控制排水管202d上的单向阀d启动，将泵腔内的热水排出，而阀体201a能够根据泵腔内压强的变化而自行调整供水量，使得液环能够始终维持在预设的厚度，且泵腔内的温度始终低于水垢的凝结温度，从而泵腔内及叶轮104上始终不会产生水垢。
59.应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳
实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。