技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本
發(fā)明涉及一種真空抽取方法，以及真空抽取裝置。
背景技術(shù)
[0002] 因?yàn)?a href='/zhuanli/list-22780-1.html' target='_blank'>水環(huán)
泵具有能抽取可凝性氣體【如水蒸氣】等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于各粗真空領(lǐng)域中。但是一般的水環(huán)泵因?yàn)槭芩?a href='/zhuanli/list-16915-1.html' target='_blank'>飽和
蒸汽壓的限制，用水做工作液時(shí)，水環(huán)泵的極限壓強(qiáng)約為：2000-4000帕，用油做工作液時(shí)可達(dá)130帕。水環(huán)泵由于工作時(shí)
葉輪攪拌液體，損失
能量大，故其效率很低。通常水環(huán)泵的效率為30%-50%，而且水環(huán)泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)需要連續(xù)補(bǔ)充工作液消耗水量大。機(jī)械往復(fù)式
真空泵也是一種變?nèi)菔秸婵毡?，它是通過
活塞在
氣缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使氣缸內(nèi)部容積發(fā)生周期性變化，從而改變氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，達(dá)到吸、排氣的目的。機(jī)械往復(fù)式真空泵的活塞和氣缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)存在機(jī)械摩擦容易磨損，
機(jī)體溫升較快、噪聲較大；吸、排氣
閥性能要求較高并存在有害空隙，也制約機(jī)械往復(fù)式真空泵的極限真空度和效率，而且使用的
潤滑油系統(tǒng)存在對外污染等問題；水環(huán)泵和機(jī)械往復(fù)式真空泵因受機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的限制，難于制成超大吸氣量的單機(jī)，且難勝任于氣液同吸。
發(fā)明內(nèi)容
[0003] 針對
現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種真空抽取方法及真空抽取裝置，本方法及裝置通過轉(zhuǎn)移密閉
壓力容器中的工作液體，來改變壓力容器內(nèi)部容納氣體的空間容積，從而改變壓力容器內(nèi)部氣體的壓強(qiáng)，達(dá)到抽真空的目的。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種真空抽取方法具體為：以密閉壓力容器作為抽氣裝置，通過將密閉壓力容器內(nèi)的工作液體排出，使密閉壓力容器內(nèi)形成
負(fù)壓空間，并利用該負(fù)壓空間來抽吸待制備真空的真空裝置中的氣體，最終使所述真空裝置達(dá)到所需的真空度。
[0005] 進(jìn)一步，通過使所述密閉壓力容器中工作液體的注入和排出循環(huán)進(jìn)行的方式，來實(shí)現(xiàn)對所述真空裝置中氣體的連續(xù)抽吸。
[0006] 進(jìn)一步，通過選取使用相同
溫度下具有不同飽和
蒸汽壓的工作液體，和/或調(diào)整工作液體的溫度，來配合改變所能獲取的極限真空度。
[0007] 進(jìn)一步，通過選擇對所抽吸氣體具有盡可能低的
溶解度的工作液體，來提高對氣體的抽吸效率。
[0008] 進(jìn)一步，所述密閉壓力容器中工作液體的排出通過液體泵來實(shí)現(xiàn)。
[0009] 進(jìn)一步，通過設(shè)置液面檢測裝置對所述密閉壓力容器中工作液體下降過程中的液面
位置進(jìn)行檢測，并在液面接近設(shè)定的最低極限位置時(shí)，通過降低所述液體泵的輸出功率或通過改變設(shè)置在工作液體排出管道上的閥
門的開啟度，來使液面緩慢下降到所設(shè)定的最低極限位置。
[0010] 進(jìn)一步，降低所述液體泵的輸出功率可以通過減少同時(shí)工作的液體泵的數(shù)量來實(shí)現(xiàn)，也可以通過降低液體泵轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)。
[0011] 進(jìn)一步，隨著所述密閉壓力容器中真空度的逐漸提高，通過切換能夠達(dá)到更高真空度的液體泵，使密閉壓力容器中的液面最終下降至所設(shè)定的最低極限位置。
[0012] 進(jìn)一步，通過向工作液體中添加可呈懸浮狀彌散在工作液體中的固體顆粒，來減少工作液體的用量，降低所抽吸氣體在工作液體中的溶解量，以提高真空抽取效率。
[0013] 進(jìn)一步，通過設(shè)置所述工作液體最低液面與所述液體泵入口之間的垂直高度差并使該高度差與所述工作液體工作時(shí)的
密度以及重力
加速度三者之間的乘積大于所述工作液體所在
工作溫度范圍的
飽和蒸汽壓，以避免或減少液體泵在工作過程中氣蝕現(xiàn)象的發(fā)生。
[0014] 進(jìn)一步，通過增大所述高度差來增加所述液體泵入口處工作液體的壓力，從而改善所述液體泵的吸入條件，使更多現(xiàn)有的液體泵能適用于本真空抽取方法。
[0015] 一種真空抽取裝置，該裝置包括密閉壓力容器、液體泵，密閉壓力容器上設(shè)置有用于抽吸待抽取真空的真空裝置中氣體的吸氣口、用于排出所吸入氣體的排氣口、用于注入工作液體的注液口、和用于排出工作液體的排液口，其中，工作液體的排出由液體泵完成，密閉壓力容器中所能達(dá)到的極限真空壓力與所選取的工作液體的性質(zhì)以及工作液體正常工作時(shí)的溫度相關(guān)。
[0016] 進(jìn)一步，所述排氣口位于所述密閉壓力容器垂直方向的最高位置處，并且當(dāng)向密閉壓力容器中注入工作液體時(shí)，密閉壓力容器中的氣體可全部在工作液體置換下由排氣口排出。
[0017] 進(jìn)一步，所述吸氣口、排氣口為一個(gè)口，該口的吸、排氣操作通過閥門進(jìn)行切換，所述注液口、排液口為一個(gè)口，該口的注、排液操作通過閥門進(jìn)行切換或通過改變所述液體泵的輸入輸出方向進(jìn)行切換。
[0018] 進(jìn)一步，所述真空抽取裝置包含有至少兩個(gè)所述密閉壓力容器，并通過使兩個(gè)密閉壓力容器互為工作液體輸出對象，而使二者的氣體抽吸操作交替進(jìn)行，由此實(shí)現(xiàn)對所述真空裝置中氣體的連續(xù)抽吸。進(jìn)一步，所述密閉壓力容器中工作液體最低液面與所述液體泵入口之間的垂直高度差與所述工作液體工作時(shí)的密度以及
重力加速度三者之間的乘積應(yīng)該大于所述工作液體所在工作溫度范圍的飽和蒸汽壓，以減少以致避免液體泵在工作過程中氣蝕現(xiàn)象的發(fā)生。
[0019] 一種真空抽取系統(tǒng)包括：密閉壓力容器、工作液體供應(yīng)源、工作液體循環(huán)裝置、待抽取真空的真空裝置，密閉壓力容器上設(shè)置有吸氣口、排氣口、注液口和排液口，吸、排氣口處均設(shè)置有
控制閥門，吸氣口通過管道與所述真空裝置相連，注、排液口通過工作液體循環(huán)裝置與工作液體供應(yīng)源相連；工作液體循環(huán)裝置控制密閉壓力容器內(nèi)液面的上升和下降，下降時(shí)，所述真空裝置內(nèi)的氣體被吸入到密閉壓力容器中，上升時(shí)，密閉壓力容器中的氣體被排出，如此循環(huán)，實(shí)現(xiàn)對真空裝置的真空抽取操作。
[0020] 進(jìn)一步，所述真空抽取系統(tǒng)中還包括用于對所述密閉壓力容器中液面的下降位置進(jìn)行檢測的液面檢測裝置，所述工作液體循環(huán)裝置根據(jù)液面檢測裝置的檢測結(jié)果來控制所述液面的下降；所述液面檢測裝置為液位
傳感器，或者是帶有
液位傳感器或液位指示裝置的液位相平管，或者是液位
開關(guān)。
[0021] 進(jìn)一步，所述排氣口位于所述密閉壓力容器垂直方向的最高位置處，并且當(dāng)向密閉壓力容器中注入工作液體時(shí)，密閉壓力容器中的氣體可全部在工作液體置換下由排氣口排出。
[0022] 進(jìn)一步，所述真空抽取系統(tǒng)中包含有一個(gè)所述密閉壓力容器，所述工作液體供應(yīng)源為儲(chǔ)液罐。
[0023] 進(jìn)一步，所述儲(chǔ)液罐設(shè)置在所述密閉壓力容器上方；所述工作液體循環(huán)裝置由控制閥門、液體泵構(gòu)成，控制閥門和液體泵并聯(lián)設(shè)置，密閉壓力容器中的工作液體由液體泵輸出到儲(chǔ)液罐，儲(chǔ)液罐中的工作液體在自身重力以及作用在所述工作液體上的氣體壓力共同作用下經(jīng)控制閥門注入密閉壓力容器。
[0024] 進(jìn)一步，所述工作液體循環(huán)裝置由雙向液體泵構(gòu)成，工作液體在所述密閉壓力容器與所述儲(chǔ)液罐之間的雙向轉(zhuǎn)移均通過雙向液體泵進(jìn)行。
[0025] 進(jìn)一步，所述真空抽取系統(tǒng)中包含有兩個(gè)所述密閉壓力容器，該兩個(gè)密閉壓力容器互為工作液體供應(yīng)源。
[0026] 進(jìn)一步，所述兩個(gè)密閉壓力容器與所述真空裝置為一體制成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，該復(fù)合結(jié)構(gòu)帶有相互同心的兩個(gè)沿垂直方向延伸的圓柱形
側(cè)壁，內(nèi)、外圓柱形側(cè)壁之間設(shè)置有兩個(gè)弧形隔板，該兩隔板將內(nèi)、外圓柱形側(cè)壁之間的環(huán)形空間分隔成容積相同、形狀相同的兩部分，內(nèi)圓柱形內(nèi)部空間連帶其兩端端蓋構(gòu)成所述真空裝置，內(nèi)、外圓柱形側(cè)壁之間的兩部分連帶各自兩端端蓋分別構(gòu)成所述的兩個(gè)密閉壓力容器。
[0027] 進(jìn)一步，所述兩隔板為半圓弧形，兩半圓弧的開口方向周向相同，并且，半圓弧形徑向兩側(cè)邊分別與外圓柱形側(cè)壁的內(nèi)表面和內(nèi)圓柱形側(cè)壁的外表面相切并固合。
[0028] 進(jìn)一步，所述兩個(gè)密閉壓力容器為一體制成的復(fù)合容器，該復(fù)合容器由密閉外壁及其內(nèi)腔中排布的若干根上下延伸的圓管構(gòu)成，各圓管上端開口之間是相互暢通的、同樣下端開口之間也是相互暢通的，并由此在外壁包圍的內(nèi)腔中分隔出一個(gè)由所述圓管背側(cè)空間構(gòu)成的獨(dú)立空間，該獨(dú)立空間與其外部的空腔空間分別構(gòu)成所述的兩個(gè)密閉壓力容器。
[0029] 進(jìn)一步，所述復(fù)合容器為沿垂直方向延伸、兩端封閉的圓筒狀，所述圓管均沿垂直方向延伸，并且，所述獨(dú)立空間與所述圓管外部的內(nèi)腔空間的容積相等。
[0030] 進(jìn)一步，所述系統(tǒng)中還配置有輔助儲(chǔ)液罐，該輔助儲(chǔ)液罐與所述密閉壓力容器上的排氣口相接，密閉壓力容器輸出的氣體經(jīng)輔助儲(chǔ)液罐上設(shè)置的氣體排放口排放，輔助儲(chǔ)液罐同時(shí)用于向所述系統(tǒng)中補(bǔ)充工作液體和盛接密閉壓力容器注滿后經(jīng)其排氣口溢出的工作液體。
[0031] 進(jìn)一步，所述密閉壓力容器上所述吸氣口和所述排氣口處的控制閥門均為
單向閥，其中，吸氣口處的單向閥的入口端與所述真空裝置相連，出口端與密閉壓力容器相連，排氣口處的單向閥的入口端與密閉壓力容器相連，出口端與所述輔助儲(chǔ)液罐相連。
[0032] 進(jìn)一步，所述密閉壓力容器上所述吸氣口處的控制閥門為
電磁閥，該電磁閥的兩端分別與密閉壓力容器和所述真空裝置相連，所述排氣口處的控制閥門為單向閥，該單向閥的入口端與密閉壓力容器相連，出口端與所述輔助儲(chǔ)液罐相連，所述電磁閥的兩端還并聯(lián)有一用于采集電磁閥兩端壓差，即：采集所述真空裝置與密閉壓力容器之間壓差的壓差傳感器/壓差開關(guān)，由此共同構(gòu)成具有模擬單向閥功能的進(jìn)氣裝置，在真空裝置中的壓力大于密閉壓力容器中的壓力并達(dá)到預(yù)定值后打開電磁閥，使真空裝置中的氣體被吸入密閉壓力容器，電磁閥的關(guān)閉由所述液面控制裝置進(jìn)行控制或分別由所述壓差傳感器/壓差開關(guān)的復(fù)位
信號(hào)和
壓力傳感器/壓力開關(guān)的復(fù)位信號(hào)進(jìn)行控制；所述差傳感器/壓差開關(guān)的復(fù)位信號(hào)只當(dāng)真空裝置中的壓力略大于密閉壓力容器中的壓力以及小于或等于密閉壓力容器中的壓力時(shí)發(fā)出;另外吸氣口處的電磁閥之間通過設(shè)置互
鎖電路以避免吸氣口處的電磁閥同時(shí)開啟。
[0033] 進(jìn)一步，所述排氣口處的所述單向閥為與所述輔助儲(chǔ)液罐相連通的
浮漂式單向閥，該單向閥包括殼體、上蓋、浮漂，閥芯和
閥座；殼體底部出口處加工成能與閥芯相吻合的閥座；同時(shí)殼體底部及上蓋上均設(shè)置有氣液進(jìn)出口，其中，閥芯與殼體底部上的閥座以及氣液進(jìn)出口相配合，由此構(gòu)成向殼體內(nèi)打開的單向閥結(jié)構(gòu)，同時(shí)，閥芯直接設(shè)置在浮漂上或通過連線或
連桿與浮漂連接，當(dāng)工作液體通過閥芯進(jìn)入殼體，并當(dāng)殼體內(nèi)工作液體液面達(dá)到一定高度后，浮漂攜帶閥芯一同浮起，并使單向閥保持開啟狀態(tài)；殼體底部的氣液進(jìn)出口直接或通過管道與所述密閉壓力容器的排氣口相接，上蓋上的氣液進(jìn)出口直接或通過管道與輔助儲(chǔ)液罐相接。
[0034] 進(jìn)一步，所述殼體內(nèi)還設(shè)置有沿其垂直中心線延伸的導(dǎo)向桿，所述閥芯及所述殼體底部的氣液進(jìn)出口位于導(dǎo)向桿的正下方，所述浮漂上設(shè)置有與導(dǎo)向桿相配合的垂直中心孔。
[0035] 進(jìn)一步，所述密閉壓力容器上所述吸氣口和所述排氣口處的控制閥門均為電磁閥，其中，吸氣口處電磁閥的兩端分別與密閉壓力容器和所述真空裝置相連，排氣口處電磁閥的兩端分別與密閉壓力容器和所述輔助儲(chǔ)液罐相連，吸氣口處電磁閥的兩端并聯(lián)有一壓差傳感器/壓差開關(guān)，同時(shí)，密閉壓力容器上設(shè)置有一壓力傳感器/壓力開關(guān)；所述壓差傳感器/壓差開關(guān)用于采集所并聯(lián)電磁閥兩端的壓差，即：采集所述真空裝置與壓力容器之間的壓差，在真空裝置中的壓力大于密閉壓力容器中的壓力并達(dá)到預(yù)定值后，相應(yīng)吸氣口處的電磁閥打開，真空裝置中的氣體進(jìn)入并置換密閉壓力容器內(nèi)部空間；所述壓力傳感器/壓力開關(guān)用于采集密閉壓力容器中的壓力，并在該壓力上升到預(yù)定值后，打開相應(yīng)排氣口處的電磁閥，使密閉壓力容器向外排氣；密閉壓力容器吸氣口和排氣口處的電磁閥的關(guān)閉分別由所述壓差傳感器/壓差開關(guān)的復(fù)位信號(hào)和壓力傳感器/壓力開關(guān)的復(fù)位信號(hào)進(jìn)行控制；所述差傳感器/壓差開關(guān)的復(fù)位信號(hào)只當(dāng)真空裝置中的壓力略大于密閉壓力容器中的壓力以及小于或等于密閉壓力容器中的壓力時(shí)發(fā)出;另外吸氣口處的電磁閥之間通過設(shè)置互鎖電路以避免吸氣口處的電磁閥同時(shí)開啟。
[0036] 進(jìn)一步，所述輔助儲(chǔ)液罐上還設(shè)置有輔助液位傳感器，該輔助液位傳感器用于對輔助儲(chǔ)液罐中的工作液體的液面進(jìn)行檢測，當(dāng)其中一個(gè)所述密閉壓力容器中的工作液體的液面下降到設(shè)
定位置，而接受排氣的輔助儲(chǔ)液罐中的工作液體液面尚未到達(dá)設(shè)定高度時(shí)，則發(fā)出補(bǔ)充工作液體信號(hào)，此時(shí)，另一密閉壓力容器排氣口處的電磁閥處于打開狀態(tài)，并在輔助儲(chǔ)液罐中的工作液體液面被補(bǔ)充到或超過設(shè)定位置后，在輔助液位傳感器控制下，關(guān)閉所述處于打開狀態(tài)的電磁閥。
[0037] 進(jìn)一步，所述真空抽取系統(tǒng)中還設(shè)置有氣液分離器，該氣液分離器上的氣體進(jìn)口與所述輔助儲(chǔ)液罐上的所述氣體排放口相連，輔助儲(chǔ)液罐排出的氣體在氣液分離器中進(jìn)行氣液分離后，最終從氣液分離器上的氣體出口排出。
[0038] 進(jìn)一步，所述密閉壓力容器上的注液口和排液口為一個(gè)口，該口的注、排液操作通過所述工作液體循環(huán)裝置進(jìn)行切換；所述工作液體循環(huán)裝置為工作液體雙向輸送裝置，該雙向輸送裝置由雙向液體泵構(gòu)成，工作液體在所述兩個(gè)密閉壓力容器之間的雙向轉(zhuǎn)移均通過雙向液體泵進(jìn)行；或者，所述雙向輸送裝置由兩個(gè)相互并聯(lián)的單向液體泵構(gòu)成，工作液體在兩個(gè)密閉壓力容器之間的雙向轉(zhuǎn)移分別由兩個(gè)單向液體泵完成；或者，所述雙向輸送裝置由兩個(gè)單向液體泵和兩個(gè)控制閥門構(gòu)成，兩個(gè)單向液體泵分別與兩個(gè)控制閥門
串聯(lián)后構(gòu)成兩組單向輸送裝置，工作液體在兩個(gè)密閉壓力容器之間的雙向轉(zhuǎn)移分別由兩組單向輸送裝置完成。
[0039] 進(jìn)一步，所述密閉壓力容器上的注液口和排液口為一個(gè)口，該口的注、排液操作通過所述工作液體循環(huán)裝置進(jìn)行切換；所述工作液體循環(huán)裝置為工作液體雙向輸送裝置，該雙向輸送裝置由一個(gè)單向液體泵和一個(gè)換向裝置構(gòu)成，所述換向裝置可以由換向閥構(gòu)成，也可以是由若干個(gè)控制閥門組合而成的換向閥組，工作液體在兩個(gè)密閉壓力容器之間的雙向轉(zhuǎn)移均由單向液體泵完成，而單向液體泵輸入、輸出端與兩個(gè)密閉壓力容器之間連接關(guān)系的交替轉(zhuǎn)換由換向裝置來完成。
[0040] 進(jìn)一步，所述換向裝置由四個(gè)控制閥門組合而成。
[0041] 進(jìn)一步，所述雙向輸送裝置中包含有若干個(gè)相互并聯(lián)的液體泵，同時(shí)工作的液體泵的數(shù)量與所述密閉壓力容器中工作液體液面的下降位置相關(guān)，即：隨著液面逐漸接近所設(shè)定的最低極限位置，同時(shí)工作的單向液體泵的數(shù)量逐漸減少，以降低工作液體液面接近所設(shè)定的最低極限位置的速度，以使系統(tǒng)能平穩(wěn)運(yùn)行。
[0042] 進(jìn)一步，所述真空抽取系統(tǒng)中還設(shè)置有液體過濾裝置，該過濾裝置設(shè)置在所述液體泵一側(cè)管道中。
[0043] 進(jìn)一步，所述真空抽取系統(tǒng)中還設(shè)置有冷卻裝置，利用該冷卻裝置對系統(tǒng)中運(yùn)轉(zhuǎn)的工作液體進(jìn)行冷卻，以使真空抽取系統(tǒng)能夠獲得盡可能高的真空度；所述冷卻裝置由制冷裝置及
熱交換器構(gòu)成，其中的熱交換器設(shè)置在工作液體流經(jīng)的通道上，或設(shè)置在所述密閉壓力容器上/中。
[0044] 進(jìn)一步，對所述真空抽取系統(tǒng)中向外界散失冷量的外露部分作相應(yīng)的保溫處理以達(dá)保溫及節(jié)能的目的。
[0045] 進(jìn)一步，所述真空抽取系統(tǒng)所使用的工作液體中添加有固體顆粒，該固體顆粒以懸浮狀彌散在工作液體中，并且該固體顆?？呻S工作液體一同由液體泵驅(qū)動(dòng)在系統(tǒng)中運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0046] 進(jìn)一步，所述液體泵為單
螺桿泵，系統(tǒng)中所用的控制閥門為電動(dòng)二通
球閥。
[0047] 進(jìn)一步，所述固體顆粒為與工作液體密度相似、韌性好、性質(zhì)穩(wěn)定的光滑圓珠狀顆粒或圓球體。
[0048] 進(jìn)一步，所述密閉壓力容器中工作液體最低液面與所述液體泵入口之間的垂直高度差與所述工作液體工作時(shí)的密度以及重力加速度三者之間的乘積應(yīng)該大于所述工作液體所在工作溫度范圍的飽和蒸汽壓，以減少以致避免液體泵在工作過程中氣蝕現(xiàn)象的發(fā)生。
[0049] 進(jìn)一步，所述液體輸運(yùn)系統(tǒng)包括：與液體源相接的液體輸送管道，液體輸送管道上在遠(yuǎn)離液體源位置處設(shè)置有液泵，液泵與液體源液面之間被氣體所隔斷，使用所述液體輸運(yùn)系統(tǒng)輸運(yùn)液體時(shí)，首先利用
權(quán)利要求12-16所述真空抽取裝置抽取液泵與液體源液面之間的氣體，使液體源的液體到達(dá)液泵處，然后啟動(dòng)液泵進(jìn)行液體輸運(yùn)。
[0050] 進(jìn)一步，所述液體輸運(yùn)系統(tǒng)包括液體輸送管道，該液體輸送管道一端與液體源相接，另一端與權(quán)利要求12-16所述真空抽取裝置中的密閉壓力容器上的進(jìn)氣閥門的公共進(jìn)氣口相接或與連通在該公共進(jìn)氣口的管道相接，所述吸氣口與液體源液面之間被氣體所隔斷，使用所述液體輸運(yùn)系統(tǒng)輸運(yùn)液體時(shí)，首先利用權(quán)利要求12-16所述真空抽取裝置抽排液體輸送管道中的氣體，直至液體源的液體置換輸送管道中的氣體并進(jìn)入密閉壓力容器中，然后直接利用真空抽取裝置中的液體泵進(jìn)行液體源液體的輸運(yùn)；該過程中無論是氣體或液體或氣液混合體均能順利地通過本真空抽取系統(tǒng)排出或輸運(yùn)。
[0051] 進(jìn)一步，所述液體輸運(yùn)系統(tǒng)包括：與液體源相接的液體輸送管道，液體輸送管道上在遠(yuǎn)離液體源位置處設(shè)置有液泵，液泵與液體源液面之間被氣體所隔斷，液泵與液體源之間的液體輸送管道即構(gòu)成所述真空抽取系統(tǒng)中的真空裝置，使用所述液體輸運(yùn)系統(tǒng)輸運(yùn)液體時(shí)，首先利用所述真空抽取系統(tǒng)抽取液泵與液體源液面之間的氣體，使液體源的液體到達(dá)液泵處，然后啟動(dòng)液泵進(jìn)行液體輸運(yùn)。
[0052] 進(jìn)一步，所述液體輸運(yùn)系統(tǒng)包括液體輸送管道，該液體輸送管道即構(gòu)成所述真空抽取系統(tǒng)中的真空裝置，其一端與液體源相接，另一端與所述真空抽取系統(tǒng)中的密閉壓力容器上的吸氣口相接，所述吸氣口與液體源液面之間被氣體所隔斷，使用所述液體輸運(yùn)系統(tǒng)輸運(yùn)液體時(shí)，首先利用所述真空抽取系統(tǒng)抽取液體輸送管道中的氣體，直至將液體源的液體吸入到密閉壓力容器后，然后利用真空抽取系統(tǒng)中的液體泵進(jìn)行液體源液體的輸運(yùn)。
[0053] 由于本發(fā)明真空抽取系統(tǒng)采用工作液體作為介質(zhì)，因此，為了提高系統(tǒng)的工作效率，保證系統(tǒng)的運(yùn)行安全，其中所使用的工作液體應(yīng)根據(jù)下述原則進(jìn)行選擇：
[0054] ①飽和蒸汽壓低；
[0056] ③當(dāng)被抽氣體是非可凝性氣體時(shí)，被抽氣體在工作液體中應(yīng)具有盡可能低的溶解度；
[0057] ④而當(dāng)被抽氣體是可凝性氣體時(shí)，工作液體的密度應(yīng)盡可能大于或等于被抽氣體液態(tài)時(shí)的密度，以防止液態(tài)氣體下沉入工作液體底部影響系統(tǒng)正常工作；
[0058] ⑤慎重使用與被抽氣體能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的工作液體。
[0059] 本發(fā)明以液體泵作動(dòng)力，往復(fù)轉(zhuǎn)移密閉壓力容器中的工作液體，循環(huán)改變壓力容器內(nèi)部容納氣體的空間容積，從而改變壓力容器內(nèi)部氣體的壓強(qiáng)，以氣、液連續(xù)置換空間的工作方式達(dá)到連續(xù)抽真空的目的。
[0060] 與現(xiàn)有的機(jī)械往復(fù)式真空泵相比，本發(fā)明真空抽取系統(tǒng)中沒有金屬磨擦表面，無須對泵內(nèi)進(jìn)行潤滑，避免了潤滑油油污對周圍的污染，而且，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪聲小、吸氣量大。同時(shí)，工作液體在充滿密閉壓力容器的情況下，可有效提高所能達(dá)到的極限真空度和工作效率，另外，因工作液體在密閉系統(tǒng)中運(yùn)轉(zhuǎn)，損耗很小，因而工作過程中無需連續(xù)補(bǔ)充工作液體。
[0061] 本發(fā)明中所述真空抽取裝置/系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對氣體、液體的連續(xù)抽吸，還可對氣液混合物進(jìn)行抽取。
[0062] 因本發(fā)明系統(tǒng)所能達(dá)到的極限真空度與工作液體的溫度、工作液體的種類相關(guān)，因而可方便地通過降低工作液體溫度、選擇使用飽和蒸汽壓盡可能低的工作液體，來調(diào)整所能達(dá)到的極限真空度。例如，使用飽和食鹽水作工作液時(shí)，可使工作液溫度降到0℃以下，極限壓強(qiáng)可低于610帕。
[0063] 另外，氣蝕是造成液體泵損壞和降低液體泵效率的重要原因之一，因而，保證密閉壓力容器中工作液體最低極限液面位置到液體泵入口端具有足夠大的高度差，可減少甚至防止液體泵處氣蝕的發(fā)生，保證液體泵始終處于良好的工作狀態(tài)，延長其使用壽命。
附圖說明
[0064] 圖1為
實(shí)施例1真空抽取系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0065] 圖2為浮漂式單向閥結(jié)構(gòu)示意圖；
[0066] 圖3為實(shí)施例2結(jié)構(gòu)示意圖；
[0067] 圖4為實(shí)施例3結(jié)構(gòu)示意圖；
[0068] 圖5為實(shí)施例4結(jié)構(gòu)示意圖；
[0069] 圖6為實(shí)施例4中密閉壓力容器斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0070] 圖7為實(shí)施例4中密閉壓力容器的另一種形式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0071] 圖8為實(shí)施例4中真空抽取系統(tǒng)外部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0072] 圖9為實(shí)施例5結(jié)構(gòu)示意圖；
[0073] 圖10為實(shí)施例5中密閉壓力容器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0074] 圖10a為實(shí)施例5中密閉壓力容器斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0075] 圖11為實(shí)施例6結(jié)構(gòu)示意圖；
[0076] 圖12為實(shí)施例7結(jié)構(gòu)示意圖；
[0077] 圖13為真空抽取系統(tǒng)中具有3個(gè)密閉壓力容器時(shí)所用換向裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0078] 圖14本實(shí)用新型所能實(shí)現(xiàn)的極限真空度原理示意圖；
[0079] 圖15為應(yīng)用實(shí)例1中的液體輸運(yùn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0080] 圖16為應(yīng)用實(shí)例2中的液體輸運(yùn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0081] 實(shí)施例1
[0082] 如圖1中所示，本實(shí)施例中的真空抽取系統(tǒng)包括：真空抽取裝置和待抽取真空的真空裝置22。其中真空抽取裝置包括：兩個(gè)容積相等的密閉壓力容器13、14，用于將工作液體在兩個(gè)壓力容器之間進(jìn)行循環(huán)的工作液體循環(huán)裝置。
[0083] 密閉壓力容器上設(shè)置有用于從待抽真空的真空裝置中抽吸氣體的吸氣口、用于排出所吸入的氣體的排氣口、用于注入工作液體的注液口和用于排出工作液體的排液口。上述吸氣口、排氣口和注液口、排液口可各自單獨(dú)設(shè)置在密閉壓力容器上，也可如本實(shí)施例中和下面實(shí)施例中所示的那樣：吸氣口、排氣口合并在一個(gè)口上，注液口和排液口合并在一個(gè)口上。無論單獨(dú)設(shè)置還是合并設(shè)置，都需將排氣口設(shè)置在密閉壓力容器垂直方向上的最高點(diǎn)處，以保證向密閉壓力容器中注入工作液體時(shí)，密閉壓力容器中的氣體能夠在工作液體置換下，全部從排氣口排出。
[0084] 另外，為了便于對密閉壓力容器進(jìn)行維護(hù)，同時(shí)也為了提高其內(nèi)部空間的利用率，最好將排液口設(shè)置在密閉壓力容器垂直方向上的最低點(diǎn)處，以保證在氣體的置換下，工作液體能夠從排液口全部排出。
[0085] 如圖1中所示，兩個(gè)壓力容器13、14的頂端分別設(shè)置有排氣口131、141，兩個(gè)排氣口均連接有進(jìn)氣管道和排氣管道，其中，排氣口131、141均通過各自的進(jìn)氣管道與真空裝置22相連，排氣管道用于將密閉壓力容器13、14中的氣體排出。進(jìn)氣管道和排氣管道上均設(shè)置有單向閥，設(shè)置在進(jìn)氣管道上的單向閥為進(jìn)氣
逆止閥11、12，其入口端均與真空裝置22相連，出口端分別與密閉壓力容器13、14的排氣口131、141相連。排氣管道上設(shè)置的單向閥為分別設(shè)置在兩個(gè)輔助儲(chǔ)液罐3、8中的浮漂式單向閥5、6。兩個(gè)浮漂式單向閥5、6的入口端設(shè)置在兩個(gè)輔助儲(chǔ)液罐3、8的底部，通過排氣管道分別與排氣口131、141相連。
[0086] 兩個(gè)輔助儲(chǔ)液罐3、8的結(jié)構(gòu)相同，兩個(gè)浮漂式單向閥5、6的結(jié)構(gòu)相同。下面以輔助儲(chǔ)液罐8和浮漂式單向閥6為例對二者結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
[0087] 如圖2所示，浮漂式單向閥6包括殼體66、上蓋67、浮漂61，閥芯62；殼體66的底部設(shè)置有氣液進(jìn)出口64，上蓋67的頂端設(shè)置有氣液進(jìn)出口68，在浮漂61中間沿其垂直軸線設(shè)置有中心孔63，閥芯62固定在浮漂上中心孔63的下端，當(dāng)然閥芯62也可通過連桿或連線與浮漂61相連。上蓋67通過
法蘭盤與殼體66相連。在殼體66上設(shè)置上蓋67，可方便浮漂61的安裝和拆卸。殼體66內(nèi)，沿其垂直中心線還設(shè)置有垂直導(dǎo)向桿69，該導(dǎo)向桿69既可以固定在殼體66上，也可以固定在上蓋67上。氣液進(jìn)出口64上通過加工成與閥芯62相匹配的環(huán)形光滑結(jié)構(gòu)
接觸面65后，構(gòu)成浮漂式單向閥6的閥座65。浮漂式單向閥
6裝配后，垂直導(dǎo)向桿69插入到浮漂61的中心孔63中，對浮漂61的上下移動(dòng)進(jìn)行導(dǎo)向。
安裝在浮漂61下方的閥芯62可以在下方壓力頂推下向上移動(dòng)而使浮漂式單向閥6被開啟排氣，直至工作液體在充滿密閉壓力容器后，工作液體經(jīng)浮漂式單向閥6的閥芯62進(jìn)入殼體66，并在工作液體的
浮力作用下使浮漂61上浮并拉起閥芯62從而使浮漂式單向閥6保持開啟狀態(tài)。正常工作時(shí)，在密閉壓力容器14向外排氣前，殼體66內(nèi)只有少量工作液體，浮漂61連帶閥芯62坐落在氣液進(jìn)出口64上而使浮漂式單向閥6處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)密閉壓力容器14開始向外排氣時(shí)，閥芯62連同浮漂61在氣體頂推下向上運(yùn)動(dòng)而打開浮漂式單向閥6，密閉壓力容器14中的氣體經(jīng)浮漂式單向閥6向外排出，直至工作液體在充滿密閉壓力容器14后經(jīng)浮漂式單向閥6的閥芯62進(jìn)入到殼體66中。當(dāng)殼體66中進(jìn)入一定量的工作液體后，閥芯62便隨浮漂61浮起而保持著打開狀態(tài)，直至密閉壓力容器14進(jìn)入吸氣過程、經(jīng)浮漂式單向閥6的閥芯62進(jìn)入殼體66中的工作液體重新返回密閉壓力容器14里、浮漂
61下降直至單向閥6關(guān)閉。經(jīng)浮漂式單向閥6的閥芯62進(jìn)入并使浮漂浮起的那部分余量工作液體，是為了使密閉壓力容器中的氣體可以充分排出，同時(shí)對系統(tǒng)運(yùn)行過程中工作液體的消耗進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)充。閥芯62應(yīng)選擇具有一定彈性的材料制成，例如：
橡膠等。
[0088] 當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行過程中需要實(shí)時(shí)補(bǔ)充的工作液體的量不是很大時(shí)，即浮漂式單向閥6的殼體66中能夠容納這部分用于實(shí)時(shí)補(bǔ)充的余量工作液體時(shí)，就如圖1中所示的那樣，浮漂式單向閥6直接作為輔助儲(chǔ)液罐來使用，此時(shí)，輔助儲(chǔ)液罐8的罐體83與殼體66合二為一，罐體底部的氣液進(jìn)出口82與氣液進(jìn)出口64合二為一，罐體83頂端的工作液體加注口7與氣液進(jìn)出口68合二為一，同時(shí)，排氣口81設(shè)置在上蓋67上。
[0089] 當(dāng)系統(tǒng)中需要保持有較大量的余量工作液體時(shí)，浮漂式單向閥6則可如圖2中所示的那樣，單純作為體積較小的浮漂式單向閥6來使用，而在浮漂式單向閥6氣液進(jìn)出口68上連接專門的輔助儲(chǔ)液罐8。
[0090] 位于輔助儲(chǔ)液罐8的頂蓋上的排氣口81通過管道與氣液分離罐2相連，密閉壓力容器14排出的氣體由輔助儲(chǔ)液罐8的排氣口81排出后，經(jīng)氣液分離罐2完成氣液分離并排出。使用氣液分離罐2可減少排出氣體中夾雜過多的工作液體，并將進(jìn)入其中的工作液體分離出來用于再次投入使用，避免浪費(fèi)。
[0091] 如圖1所示，兩個(gè)密閉壓力容器13、14的底部均設(shè)置有排液口130、140；兩個(gè)排液口130、140分別通過管道與工作液體循環(huán)裝置連接。在兩個(gè)密閉壓力容器13、14的下部或其排出管道上還分別設(shè)置有液位傳感器15、16；兩個(gè)液位傳感器15、16分別用于對兩個(gè)密閉壓力容器13、14中液面的下降位置進(jìn)行檢測，液位傳感器15、16的具體設(shè)置位置根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的工作液體液面的最低極限位置來確定。工作液體循環(huán)裝置則根據(jù)兩個(gè)液位傳感器15、16的檢測結(jié)果來控制兩個(gè)密閉壓力容器中工作液體的排出或注入。
[0092] 本實(shí)施例中的工作液體循環(huán)裝置包括：兩個(gè)電磁閥25a、25b，兩個(gè)單向液體泵20a、20b。兩個(gè)電磁閥25a、25b和兩個(gè)單向液體泵20a、20b組成兩條反向并聯(lián)液體輸送支路，每條支路由一個(gè)單向液體泵和一個(gè)電磁閥串聯(lián)構(gòu)成。其中，單向液體泵20a和電磁閥
25a所構(gòu)成的支路將密閉壓力容器14中的液體輸入至密閉壓力容器13中，單向液體泵20b和電磁閥25b所構(gòu)成的支路將密閉壓力容器13中的液體輸入到密閉壓力容器14中。
[0093] 真空裝置22上設(shè)置有真空壓力表9、氣體出口、氣體入口23和設(shè)置在氣體入口23上的氣體過濾裝置10，此時(shí)，真空裝置22并非最終所抽取的對象，而是作為最終抽取對象與密閉壓力容器之間的一個(gè)中間環(huán)節(jié)。真空壓力表9用于測量真空裝置22中的真空度，氣體出口通過兩個(gè)密閉壓力容器13、14的進(jìn)氣管道與兩個(gè)密閉壓力容器13、14的排氣口131、141相連，氣體過濾裝置10用于
凈化進(jìn)入到真空裝置中的氣體。
[0094] 假設(shè)在初始狀態(tài)，密閉壓力容器13中充滿工作液體，并且輔助儲(chǔ)液罐3中有一定量的余量工作液體使其內(nèi)的浮漂上浮并保持浮漂式單向閥5開啟狀態(tài)，且密閉壓力容器14內(nèi)液面為最低液位。本實(shí)施例真空抽取系統(tǒng)的工作過程如下：
[0095] 開啟電磁閥25b和單向液體泵20b，單向液體泵20b，的進(jìn)、出口形成壓差，密閉壓力容器13中的工作液在重力和作用在工作液面上的氣體壓力的共同作用下從密閉壓力容器13的排液口130流出并依次流經(jīng)單向液體泵20b、電磁閥25b和排液口140并進(jìn)入密閉壓力容器14；過程中密閉壓力容器13內(nèi)工作液量逐漸減少，容納氣體的容積逐漸增大，氣體壓強(qiáng)降低，于是進(jìn)氣逆止閥11因壓差增大而自動(dòng)開啟，被抽氣體遵循氣體平衡原理逐漸進(jìn)入并置換原來工作液所在的空間，同時(shí)密閉壓力容器14里的工作液量逐漸增多，工作液體置換密閉壓力容器14內(nèi)氣體所占的空間，密閉壓力容器14內(nèi)部容納氣體的容積逐漸減少，氣體壓強(qiáng)增高，驅(qū)動(dòng)浮漂式單向閥6開啟排氣，這就是密閉壓力容器13的吸氣和密閉壓力容器14的排氣過程，當(dāng)密閉壓力容器13中的工作液位降至設(shè)置液位時(shí)，密閉壓力容器14里的工作液已從浮漂式單向閥6的出口滿出，部分工作液進(jìn)入輔助儲(chǔ)液罐8中，浮漂式單向閥6的浮漂上浮并保持其閥芯開啟，密閉壓力容器14里的氣體被完全排出，此時(shí)液位傳感器15觸發(fā)控制關(guān)閉電磁閥25b和單向液體泵20b并同時(shí)開啟電磁閥25a和單向液體泵20a；這就是密閉壓力容器13的吸氣和密閉壓力容器14的排氣過程的結(jié)束，同時(shí)又是密閉壓力容器13的排氣和密閉壓力容器14的吸氣過程的開始。隨著工作液的反轉(zhuǎn)，密閉壓力容器14里的工作液流出，輔助儲(chǔ)液罐8中的工作液經(jīng)浮漂式單向閥6返回入密閉壓力容器
14中，浮漂下降以致浮漂式單向閥6關(guān)閉，密閉壓力容器14里的工作液量繼續(xù)減少而形成連續(xù)變大的真空容積空間，密閉壓力容器14吸氣，密閉壓力容器13排氣，直到液位下降至設(shè)定液位時(shí)，液位傳感器16被觸發(fā)，系統(tǒng)再次反轉(zhuǎn)，如此延續(xù)上述吸、排氣過程即可完成對真空裝置的連續(xù)真空抽取。
[0096] 通過對浮漂式單向閥6內(nèi)的浮漂自身重量的調(diào)整，可以對浮漂式單向閥6的開啟壓力和關(guān)閉時(shí)機(jī)進(jìn)行調(diào)整。
[0097] 實(shí)施例2
[0098] 如圖3中所示，本實(shí)施例中的真空抽取系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相比，其區(qū)別在于，本實(shí)施例中的工作液體循環(huán)裝置包括：一個(gè)單向液體泵20和一個(gè)換向裝置19；換向裝置19由4個(gè)并聯(lián)設(shè)置的電磁閥19a-19d構(gòu)成，其中閥19a、19b為同向設(shè)置，閥19c、19d為同向設(shè)置但與閥19a、19b反向。該工作液體循環(huán)裝置的一種工作狀態(tài)為：工作液體由密閉壓力容器13中流出，依次經(jīng)電磁閥19a、液體
過濾器18、熱交換器21進(jìn)入單向液體泵20、電磁閥19c進(jìn)入到密閉壓力容器14中；另一種工作狀態(tài)為工作液體由密閉壓力容器14中流出，依次經(jīng)電磁閥19b、
液體過濾器18、單向液體泵20、電磁閥19d進(jìn)入到密閉壓力容器13中。
[0099] 另外，如圖3所示，本實(shí)施例中的真空抽取系統(tǒng)還包括：工作液體過濾裝置和冷卻裝置；工作液體過濾裝置為設(shè)置位于單向液體泵20輸入端一側(cè)的與換向裝置19連接的管道中的液體過濾器18，用于對工作液體組成部分以外的有害雜質(zhì)進(jìn)行選擇性的過濾，以避免其中的雜質(zhì)對真空抽取系統(tǒng)中的各組成部分造成損害。冷卻裝置用于使工作液體降溫，使工作液體在工作時(shí)的飽和蒸汽壓盡可能低，從而使真空抽取系統(tǒng)能夠獲得更高真空度。本實(shí)施例中的冷卻裝置包括：設(shè)置在工作液體循環(huán)裝置管道上的熱交換器21及其制冷裝置17。
[0100] 實(shí)施例3
[0101] 如圖4中所示，本實(shí)施例中的真空抽取系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例2中的真空抽取系統(tǒng)基本相同，其不同點(diǎn)在于：冷卻裝置中包含有兩個(gè)熱交換裝置113、114，該兩個(gè)熱交換裝置113、114分別設(shè)置在兩個(gè)密閉壓力容器13、14上。將熱交換器直接設(shè)置在密閉壓力容器上，其優(yōu)點(diǎn)為冷卻裝置對工作液體進(jìn)行降溫的同時(shí)，還加強(qiáng)了對被抽氣體降溫，從而有利于捕集被抽氣體分子，這種方式尤其適合抽取例如水蒸氣等具有冷凝性質(zhì)的氣體。本實(shí)施例中的真空抽取系統(tǒng)尤其適合用于真空冷卻氣調(diào)保鮮領(lǐng)域中。
[0102] 需要說明的是，實(shí)施例1的真空抽取系統(tǒng)中也可以使用實(shí)施例2、3中的冷卻裝置和液體過濾器，以實(shí)現(xiàn)相同的效果。
[0103] 實(shí)施例4
[0104] 本實(shí)施例中的真空抽取系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例2中的真空抽取系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基本相同，其不同之處在于，兩個(gè)密閉壓力容器13、14的形狀與設(shè)置方式。兩個(gè)密閉壓力容器13、14的進(jìn)氣口、排氣口，注液口與排液口的設(shè)置方式與實(shí)施例1中相同。如圖5、6、8中所示，本實(shí)施例中將兩個(gè)密閉壓力容器13、14和真空裝置22設(shè)置在一起，組成復(fù)合壓力容器134。復(fù)合壓力容器134包括：圓柱形外壁135；與圓柱形外壁135同軸設(shè)置的圓柱形內(nèi)側(cè)壁201，上端蓋136a、136b和下端蓋137a、137b；設(shè)置在圓柱形內(nèi)側(cè)壁上端的上端蓋220和下端蓋221；上端蓋136a、136b和上端蓋220可制成一體結(jié)構(gòu)或?yàn)楠?dú)立結(jié)構(gòu)；下端蓋137a、137b和
221也可制成一體結(jié)構(gòu)或?yàn)楠?dú)立結(jié)構(gòu)。在內(nèi)、外側(cè)壁201、135之間設(shè)置有兩個(gè)半圓柱面隔板
381、371，圓柱形內(nèi)側(cè)壁201的外表面與圓柱形外壁135內(nèi)表面分別與半圓柱面隔板381、
371相切接合，兩隔板381、371將內(nèi)、外圓柱形側(cè)壁201、135之間的環(huán)形空間分割成容積相同、形狀相同的兩部分。內(nèi)、外圓柱形側(cè)壁201、135之間被分隔的兩部分與各自上、下端蓋分別構(gòu)成兩個(gè)密閉壓力容器13、14。圓柱形內(nèi)側(cè)壁201與其上、下端蓋220、221構(gòu)成真空裝置22。在兩個(gè)密閉壓力容器13、14的上端蓋136a、136b上分別設(shè)置有排氣口321、331，在下端蓋137a、137b上分別設(shè)置有排液口341、351。排氣口321、331和排液口341、351的設(shè)置原則與實(shí)施例1相同。真空裝置22的上端蓋220上設(shè)置有氣體出口230、氣體入口23和真空壓力表9，氣體過濾裝置10設(shè)置在上端蓋220內(nèi)。在下端蓋221上還設(shè)置有排污口
200，用于將真空裝置22中的雜質(zhì)排出。本實(shí)施例的真空抽取系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)為，結(jié)構(gòu)緊湊、空間利用率高和美觀。
[0105] 另外，本實(shí)施例中的復(fù)合壓力容器的結(jié)構(gòu)形式也可如圖7中所示，在圓柱形內(nèi)側(cè)壁201與兩個(gè)半圓柱面隔板381、371連接處附近設(shè)置兩個(gè)圓筒1000，這兩個(gè)圓筒1000也與圓柱形內(nèi)側(cè)壁201相同沿軸線方向貫穿與整個(gè)復(fù)合密閉壓力容器，這兩個(gè)圓筒1000可用作
導(dǎo)線和氣管等通道，或直接用作真空裝置22與兩個(gè)密閉壓力容器連通的氣液管道。
[0106] 實(shí)施例5
[0107] 如圖9中所示，本實(shí)施例中的真空抽取系統(tǒng)是在上述實(shí)施例中所限定的真空抽取系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
基礎(chǔ)上加以改進(jìn)。其中，兩個(gè)密閉壓力容器13、14為內(nèi)外結(jié)構(gòu)復(fù)合密閉壓力容器，兩個(gè)密閉壓力容器13、14的容積相等。兩個(gè)密閉壓力容器13、14的進(jìn)氣口、排氣口，注液口與排液口的設(shè)置方式與實(shí)施例1中相同。如圖10、10a中所示，復(fù)合密閉壓力容器的兩端各自由兩個(gè)圓弧面形或錐面形端蓋405、406以一定間距
疊加并結(jié)合密閉內(nèi)壁封閉成一圓筒狀結(jié)構(gòu)，其上端內(nèi)、外端蓋406、405最高處連帶管道設(shè)置有排氣口141、131，下端內(nèi)、外端蓋406a、405a最低處連帶管道設(shè)置有排液口140、130，復(fù)合密閉壓力容器內(nèi)部上、下406、406a端蓋之間還設(shè)置有若干支平行且環(huán)繞密閉壓力容器14垂直
中軸線的圓管407，且圓管各自延伸且貫穿并緊密結(jié)合于密閉壓力容器內(nèi)部的上、下端蓋406、406a上，由此，圓管內(nèi)空間延展至所述復(fù)合密閉壓力容器兩端內(nèi)外端蓋疊加形成的空間即構(gòu)成密閉壓力容器13；
而圓管背面與所述復(fù)合密閉壓力容器內(nèi)的上下端蓋內(nèi)側(cè)及密閉內(nèi)壁包圍共同形成的獨(dú)立空間即構(gòu)成密閉壓力容器14。
[0108] 如圖9中所示，兩個(gè)密閉壓力容器13、14的排氣口131、141上設(shè)置有進(jìn)氣管道和排氣管道，兩個(gè)進(jìn)氣管道的一端分別與排氣口131、141相連，另一端均與真空裝置22相連；在兩個(gè)進(jìn)氣管道上的控制閥門為電磁閥26、27，電磁閥26、27還分別并聯(lián)有兩個(gè)壓差傳感器/壓差開關(guān)28、29，壓差傳感器/壓差開關(guān)28、29分別用于測量兩個(gè)電磁閥26、27兩端的壓差，即采集真空裝置22與密閉壓力容器13、14之間的壓差。當(dāng)密閉壓力容器13進(jìn)入吸氣過程時(shí)，在真空裝置22中的壓力大于密閉壓力容器13中的壓力，并達(dá)到預(yù)定值時(shí)，在壓差傳感器/壓差開關(guān)28的作用下，電磁閥26打開，使真空裝置22中的氣體被吸入到密閉壓力容器13中；當(dāng)密閉壓力容器14進(jìn)入吸氣過程時(shí)，在真空裝置22中的壓力大于密閉壓力容器14中的壓力，并達(dá)到預(yù)定值時(shí)，在壓差傳感器/壓差開關(guān)29的作用下，電磁閥27打開，使真空裝置22中的氣體被吸入密閉壓力容器14中。當(dāng)液位傳感器15檢測到密閉壓力容器13中的工作液體液面下降到設(shè)定的最低極限位置時(shí)，控制電磁閥26關(guān)閉；當(dāng)液位傳感器16檢測到密閉壓力容器14中的工作液體液面下降到設(shè)定的最低極限位置時(shí)，控制電磁閥27關(guān)閉。兩個(gè)浮漂式單向閥5、6均設(shè)置在同一個(gè)輔助儲(chǔ)液罐3a中。兩個(gè)浮漂式單向閥5、6的入口端均設(shè)置在輔助儲(chǔ)液罐3a的底部，并分別通過排氣管道與兩個(gè)密閉壓力容器
13、14的排氣口131、141相連。由排氣口131、141排出的氣體由設(shè)置在輔助儲(chǔ)液罐3a的上部的氣體排放口排出后，再經(jīng)過氣液分離器2對其進(jìn)行氣液分離，然后排入到大氣中。兩個(gè)電磁閥26、27的關(guān)閉還可分別由與其相連的壓差傳感器/壓差開關(guān)的復(fù)位信號(hào)和壓力傳感器/壓力開關(guān)的復(fù)位信號(hào)進(jìn)行控制；差傳感器/壓差開關(guān)的復(fù)位信號(hào)只當(dāng)真空裝置中的壓力略大于或小于或等于密閉壓力容器中的壓力時(shí)發(fā)出;另外吸氣口處的電磁閥之間通過設(shè)置互鎖電路以避免吸氣口處的電磁閥同時(shí)開啟。
[0109] 本實(shí)施例中，設(shè)置在兩個(gè)密閉壓力容器13、14上的液位控制裝置為分別設(shè)置在兩個(gè)液位相平管33、34上的液位傳感器15、16。兩個(gè)液位相平管33、34的兩端分別與兩個(gè)密閉壓力容器13、14的排氣口和排液口相連通。兩個(gè)液位傳感器15、16分別用于檢測兩個(gè)密閉壓力容器13、14內(nèi)部工作液體的液面位置，并據(jù)此控制工作液體循環(huán)裝置19的工作。兩個(gè)液位相平管33、34也可在接近兩個(gè)壓力容器底端的部分設(shè)置透明管段，以便于操作者能夠直觀地觀察兩個(gè)密閉壓力容器內(nèi)部工作液體的液位。
[0110] 本實(shí)施例真空抽取系統(tǒng)工作時(shí)，密閉壓力容器13中的工作液體從排液口130流出，并依次進(jìn)入換向裝置19、液體過濾器18、熱交換器21、和單向液體泵20后，再經(jīng)過換向裝置19進(jìn)入到密閉壓力容器14中，隨著工作液體的排出，密閉壓力容器13內(nèi)的容納氣體的容積逐漸增大，其內(nèi)部氣體壓強(qiáng)降低驅(qū)動(dòng)壓差傳感器/壓差開關(guān)28動(dòng)作，開啟電磁閥26，真空裝置22中的氣體被抽吸到密閉壓力容器13中。與此同時(shí)，密閉壓力容器14的工作液體逐漸增多，其內(nèi)氣體壓強(qiáng)增高，浮漂式單向閥6被頂開，進(jìn)行排氣。當(dāng)密閉壓力容器13中的工作液體降至設(shè)定液位時(shí)，密閉壓力容器14中的氣體已完全被置換成工作液體，并且余量工作液體已通過浮漂式單向閥6進(jìn)入輔助儲(chǔ)液罐3a中，液位傳感器15動(dòng)作，控制換向裝置19轉(zhuǎn)換工作液體的流向，密閉壓力容器13的吸氣過程和密閉壓力容器14的排氣過程結(jié)束，進(jìn)入密閉壓力容器14的吸氣和密閉壓力容器13的排氣過程。隨著工作液體的反轉(zhuǎn)，密閉壓力容器14里的工作液體下降，輔助儲(chǔ)液罐3a中的工作液體經(jīng)浮漂式單向閥6返回到密閉壓力容器14中，浮漂隨著其內(nèi)液面的下降將浮漂式單向閥6關(guān)閉，密閉壓力容器14里的工作液體量逐漸減少，密閉壓力容器14吸氣，直到液位下降至設(shè)定液位時(shí)，液位傳感器16動(dòng)作，工作液體流向再次反轉(zhuǎn)，如此往復(fù)，完成對真空裝置22的真空抽取。在工作液體循環(huán)的過程中，在冷卻裝置17和熱交換器21的作用下，工作液體始終保持低溫工作。另外，可以使用靈敏度較高的壓差開關(guān)或使用合適的壓差傳感器配合數(shù)字開關(guān)電路，觸發(fā)控制進(jìn)氣管道上的控制閥門的啟閉。本實(shí)施例中兩個(gè)密閉壓力容器復(fù)合在一起使整個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)更加緊湊，提高空間利用率。
[0111] 實(shí)施例6
[0112] 如圖11所示，本實(shí)施例中真空抽取系統(tǒng)是對實(shí)施例5中的真空抽取系統(tǒng)的調(diào)整，將實(shí)施例5中的進(jìn)排氣裝置中的兩個(gè)浮漂式單向閥5、6分別替換成電磁閥105、106。電磁閥105、106分別設(shè)置在兩個(gè)密閉壓力容器13、14的排氣管道上，電磁閥105、106的一端均與輔助儲(chǔ)液罐3的底部氣液進(jìn)出口連通，兩閥的另一端分別與密閉壓力容器13、14的排氣口131、141連通。輔助儲(chǔ)液罐3上加設(shè)有輔助液位傳感器111。在兩個(gè)壓力容器13、14的進(jìn)氣管道上還分別增設(shè)有壓力傳感器/壓力開關(guān)128、129。壓力傳感器/壓力開關(guān)128、129分別用于采集密閉壓力容器13、14中的壓力，并在密閉壓力容器13或14中的壓力上升到預(yù)定值時(shí)后，打打電磁閥105或106，使密閉壓力容器13或14排氣。兩個(gè)設(shè)置在排氣管道上的電磁閥26、27的關(guān)閉則分別由兩個(gè)密閉壓力容器13、14上的液位控制裝置控制。或者可分別由壓差傳感器/壓差開關(guān)的復(fù)位信號(hào)和壓力傳感器/壓力開關(guān)的復(fù)位信號(hào)進(jìn)行控制；壓差傳感器/壓差開關(guān)的復(fù)位信號(hào)只當(dāng)真空裝置中的壓力略大于（此壓力值可通過壓差傳感器/壓差開關(guān)的相關(guān)設(shè)置得到）或小于或等于密閉壓力容器中的壓力時(shí)發(fā)出;另外吸氣口處的電磁閥之間通過設(shè)置互鎖電路以避免吸氣口處的電磁閥同時(shí)開啟。
[0113] 本實(shí)施例中，兩個(gè)密閉壓力容器13、14的液位控制裝置與實(shí)施例5中相同，同樣是設(shè)置在液位相平管中的液位傳感器，不過本實(shí)施例中設(shè)置在每個(gè)液位相平管中的液位傳感器為三個(gè)，在兩個(gè)液位傳感器15、16的上方還分別增設(shè)了兩個(gè)上液位傳感器115、116和兩個(gè)中液位傳感器117、118。
[0114] 另外，本實(shí)施例中還使用三個(gè)單向液體泵并聯(lián)組成的液泵組120取代實(shí)施例5中的單個(gè)單向液體泵作為工作液體循環(huán)的動(dòng)力源，除此之外，也可使用轉(zhuǎn)速可調(diào)的液體泵來代替單個(gè)單向液體泵。液泵組120中的每個(gè)單向液體泵均串聯(lián)有用于控制該泵開啟和關(guān)閉的電磁閥。液泵組120中同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的單向液體泵的數(shù)量由設(shè)置在液位相平管33、34上的三個(gè)液位傳感器來控制，在密閉壓力容器13、14的吸氣過程中，當(dāng)工作液體處于高液位時(shí)，三個(gè)單向液體泵均開啟，當(dāng)工作液體降至上液位傳感器115或116的觸發(fā)位置時(shí)，關(guān)閉其中的一個(gè)單向液體泵，降低密閉壓力容器中的液面的下降速度，當(dāng)工作液體降至中液位傳感器117或118的觸發(fā)位置時(shí)，再關(guān)閉其中的一個(gè)單向液體泵，進(jìn)一步降低密閉壓力容器中的液面下降速度，直至工作液體降至液位傳感器15或16的觸發(fā)位置后，關(guān)閉最后的一個(gè)單向液體泵，由此實(shí)現(xiàn)在密閉壓力容器在吸氣過程快結(jié)束時(shí)，使其內(nèi)的工作液體液面以較低的下降速度接近并到達(dá)所設(shè)定的最低極限位置，以避免對系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)造成過大的沖擊，保證系統(tǒng)的工作平穩(wěn)性。如果使用轉(zhuǎn)速可調(diào)的單向液體泵作為動(dòng)力源時(shí)，則可通過三個(gè)液位傳感器控制其轉(zhuǎn)速，來達(dá)到與液泵組120相同的工作效果。
[0115] 由于隨著密閉壓力容器中的真空度的不斷提高，也就是液體泵的工況發(fā)生了變化，于是對液體泵性能的要求也越來越高，因而還可選用若干個(gè)分別能夠達(dá)到不同真空度即適合于不同工況使用的液體泵來組成液泵組，并使液泵組中的各液體泵分別在不同的真空度區(qū)間工作。
[0116] 本實(shí)施例中的真空抽取系統(tǒng)工作時(shí)，隨著液泵組120的運(yùn)轉(zhuǎn)，密閉壓力容器13中的工作液體從底部出口排出并依次進(jìn)入換向裝置19、液體過濾器18、熱交換器21和液泵組120，再經(jīng)換向裝置19進(jìn)入密閉壓力容器14中，密閉壓力容器13內(nèi)容納氣體的容積逐漸增大，氣體壓強(qiáng)降低，驅(qū)動(dòng)壓差傳感器/壓差開關(guān)28動(dòng)作并控制進(jìn)氣電磁閥26開啟，被抽氣體進(jìn)入密閉壓力容器13。與此同時(shí)，密閉壓力容器14的工作液體逐漸增多，內(nèi)部容納氣體的容積逐漸減少，氣體壓強(qiáng)增高，驅(qū)動(dòng)壓力傳感器/壓力開關(guān)129動(dòng)作并控制電磁閥106開啟，進(jìn)行排氣。當(dāng)密閉壓力容器13中的工作液體降至液位傳感器115的觸發(fā)位置時(shí)，液位傳感器115動(dòng)作，關(guān)閉液泵組120中的其中一個(gè)單向液體泵，降低工作液排出速度，隨著密閉壓力容器13中的液位繼續(xù)降低，液位達(dá)到液位傳感器117的觸發(fā)位置時(shí)，再關(guān)閉液泵組
120中的一個(gè)單向液體泵，進(jìn)一步降低密閉壓力容器13內(nèi)工作液體的下降速度，當(dāng)工作液體下降到設(shè)定的最低極限位置時(shí)，即下降到液位傳感器15的觸發(fā)位置時(shí)，關(guān)閉最后的一個(gè)單向液體泵，同時(shí)關(guān)閉電磁閥26，密閉壓力容器13停止吸氣。此時(shí)，密閉壓力容器14內(nèi)已充滿工作液體，余量工作液體已經(jīng)進(jìn)入儲(chǔ)液罐3中。液位傳感器15工作，控制電磁閥26關(guān)閉和換向裝置19轉(zhuǎn)換工作液體的流向。開始密閉壓力容器14的吸氣和密閉壓力容器13的排氣過程。隨著工作液體流向的反轉(zhuǎn)，儲(chǔ)液罐3中的余量工作液體進(jìn)入密閉壓力容器14，當(dāng)儲(chǔ)液罐3中的工作液體下降到設(shè)定位置后，儲(chǔ)液罐3上輔助液位傳感器111工作，關(guān)閉電磁閥106。隨著密閉壓力容器14中工作液體的下降，壓強(qiáng)降低，電磁閥27打開，開始吸氣，同時(shí)，電磁閥105打開，密閉壓力容器13開始排氣。當(dāng)密閉壓力容器14中的工作液體下降至設(shè)定的最低極限液位后，液位傳感器16動(dòng)作，關(guān)閉電磁閥27，工作液體的流向再次反轉(zhuǎn)。
如此循環(huán)，完成對真空裝置22的真空抽取。
[0117] 使用本實(shí)施例中的液體循環(huán)裝置，可使整個(gè)系統(tǒng)排氣量速度快，且裝置運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，排氣壓力可調(diào)。
[0118] 隨著系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，工作液體不斷消耗，為了保證系統(tǒng)始終有充足的工作液體，可以在輔助儲(chǔ)液罐3上設(shè)置專門的報(bào)警用液位傳感器（圖中未示出），在工作液體的流向翻轉(zhuǎn)時(shí)，如果輔助儲(chǔ)液罐3中的工作液體未達(dá)到設(shè)定位置，則發(fā)出需要補(bǔ)充工作液體的報(bào)警信號(hào)。例如：當(dāng)密閉壓力容器13中的工作液體的液面下降到最低極限位置，此時(shí)，密閉壓力容器
14中的氣體已經(jīng)完全排出，余量工作液體已經(jīng)進(jìn)入到輔助儲(chǔ)液罐3中，如果工作液體尚未到達(dá)其檢測高度時(shí)，說明需要補(bǔ)充工作液體，以保證真空抽取系統(tǒng)的正常工作。
[0119] 實(shí)施例7
[0120] 如圖12所示，本實(shí)施例中的真空抽取系統(tǒng)包括：一個(gè)密閉壓力容器13、工作液體供應(yīng)源和工作液體循環(huán)裝置。密閉壓力容器13上設(shè)置有進(jìn)氣和排氣共用的排氣口131和進(jìn)液與排液共用的排液口130和液位傳感器16，排氣口131設(shè)置在密閉壓力容器垂直方向上的最高點(diǎn)處，排液口130設(shè)置在密閉壓力容器垂直方向上的最低點(diǎn)處，以保證在排氣時(shí)或排液時(shí)將密閉壓力容器中的氣體或液體順利地全部被對方置換、排出。
[0121] 密閉壓力容器13的排氣口131連接有進(jìn)氣管道和排氣管道；排氣口131通過進(jìn)氣管道與真空裝置22相連，排氣管道用于將密閉壓力容器13氣體排出。在進(jìn)氣管道和排氣管道上均設(shè)置有單向閥，設(shè)置在進(jìn)氣管道上的單向閥為進(jìn)氣逆止閥11，其入口端與真空裝置22相連，出口端與密閉壓力容器13的排氣口131相連。排氣管道上的單向閥為設(shè)置在輔助儲(chǔ)液罐3中的浮漂式單向閥5。輔助儲(chǔ)液罐3和浮漂式單向閥5的結(jié)構(gòu)與設(shè)置方式與實(shí)施例1中的相同。
[0122] 本實(shí)施例中的工作液體供應(yīng)源為設(shè)置在密閉壓力容器13上方的儲(chǔ)液罐88，儲(chǔ)液罐88的上端設(shè)有工作液體加注口44和氣體出入口40；儲(chǔ)液罐的底部設(shè)置有工作液體出口。工作液體循環(huán)裝置包括：液體過濾器18、電磁閥25和單向液體泵20。電磁閥25與單向液體泵20并聯(lián)設(shè)置。密閉壓力容器13中的工作液體由單向液體泵20輸出到儲(chǔ)液罐88，儲(chǔ)液罐88中的工作液體在自身重力作用下經(jīng)電磁閥25注入密閉壓力容器13中。液體過濾器18與電磁閥25和單向液體泵20串聯(lián)設(shè)置，并位于單向液體泵20的入口端一側(cè)。對由密閉壓力容器13排出的工作液體在進(jìn)入單向液體泵20之前和由儲(chǔ)液罐88輸入到密閉壓力容器13的工作液體在進(jìn)入到密閉壓力容器13之前對工作液體進(jìn)行過濾。
[0123] 本實(shí)施例中的真空抽取系統(tǒng)工作時(shí)，密閉壓力容器13中的工作液體經(jīng)液體過濾器18、單向液體泵20被輸送到儲(chǔ)液罐88中，在此過程中，密閉壓力容器13內(nèi)的工作液體逐漸減少，致使密閉壓力容器13里容納氣體的容積逐漸增大，氣體被吸入密閉壓力容器13，當(dāng)密閉壓力容器13內(nèi)的工作液體下降至設(shè)定的最低極限位置時(shí)，液位傳感器16動(dòng)作，關(guān)閉液體泵20，同時(shí)開啟電磁閥25，儲(chǔ)液罐88中的工作液體在重力以及作用在所述工作液體液面的氣體壓力共同作用下注入密閉壓力容器13，密閉壓力容器13內(nèi)的氣體壓強(qiáng)上升并推開浮漂式單向閥5的閥芯，進(jìn)入輔助儲(chǔ)氣罐3并從其排氣口1排出，當(dāng)密閉壓力容器13內(nèi)氣體被完全排出，并且工作液體開始進(jìn)入輔助儲(chǔ)液罐3中，當(dāng)輔助儲(chǔ)液罐3內(nèi)的工作液體達(dá)到液位傳感器111的檢測高度時(shí)，液位傳感器111動(dòng)作，關(guān)閉電磁閥25，同時(shí)啟動(dòng)單向液體泵20，隨著單向液體泵20的運(yùn)轉(zhuǎn)，密閉壓力容器13內(nèi)工作液減少，輔助儲(chǔ)液罐3中的余量工作液體通過浮漂式單向閥5回注入到密閉壓力容器13后，浮漂式單向閥5關(guān)閉。密閉壓力容器13的吸氣過程再次開始，不斷重復(fù)上述吸排氣過程，可達(dá)到對
指定真空裝置22抽真空的目的。當(dāng)需要提高真空度時(shí)同樣可以上述實(shí)施例中所限定的在管道中或壓力容器上設(shè)置冷卻裝置。
[0124] 實(shí)施例7中真空抽取系統(tǒng)還可以做下列調(diào)整：
[0125] 1、將單向液體泵替換為雙向功能的液體泵，如單螺桿泵時(shí)，電磁閥25可省略，并且儲(chǔ)液罐88也不必設(shè)置在壓力容器的上方。
[0126] 2、將工作液體循環(huán)裝置設(shè)置成與實(shí)施例1相同的工作液體循環(huán)裝置或?qū)蓚€(gè)單向液體泵反向并聯(lián)。
[0127] 3、將設(shè)置在密閉壓力容器13排氣管道上的浮漂式單向閥由電磁閥替代，并且由設(shè)置在輔助出液罐3上的液位傳感器111控制其關(guān)閉，通過設(shè)置在密閉壓力容器13上的壓力開關(guān)控制其開啟。
[0128] 4、將進(jìn)氣逆止閥11改為電磁閥，并且可與實(shí)施例5相同，在進(jìn)氣管道上增設(shè)壓差傳感器/壓差開關(guān)，用于控制該電磁閥的開啟，并通過設(shè)置在密閉壓力容器13上的液面控制裝置控制其關(guān)閉。
[0129] 5、與實(shí)施例6相同，除了將進(jìn)氣逆止閥11改為電磁閥、在進(jìn)氣管道上增設(shè)壓差傳感器/壓差開關(guān)之外，還在進(jìn)氣管道上設(shè)置壓力傳感器/壓力開關(guān)，并且將在壓力容器外增設(shè)液位相平管，在液位相平管設(shè)置上、下液位傳感器，并將工作液體循環(huán)裝置中的單向液體泵由多個(gè)并聯(lián)的單向液體泵組成的液泵組代替。
[0130] 6、在以電磁閥代替進(jìn)氣逆止閥11時(shí)，輔助儲(chǔ)液罐3也可以省略，此外，可在排氣管道上增設(shè)液面控制裝置，控制電磁閥的關(guān)閉。
[0131] 7、與實(shí)施例1-6相同，在系統(tǒng)中設(shè)置氣液分離罐2對排出氣體進(jìn)行氣液分離。
[0132] 實(shí)施例8
[0133] 本發(fā)明真空抽取系統(tǒng)也可采用三個(gè)容積相等的密閉壓力容器，并與上述實(shí)施例相類似，通過包括換向裝置和單向液體泵的工作液體循環(huán)裝置對三個(gè)密閉壓力容器進(jìn)行輸入或排出工作液體。本實(shí)施例中的換向裝置如圖13中所示，該換向裝置包括三組并聯(lián)在一起的電磁閥組，每組包括兩個(gè)反向串聯(lián)在一起的電磁閥。電磁閥的進(jìn)口端和出口端分別與液體泵相連，并在每組的兩個(gè)電磁閥之間的管道上設(shè)置工作液體進(jìn)出口，該工作液體進(jìn)出口與其對應(yīng)的密閉壓力容器的排液口相連。密閉壓力容器的結(jié)構(gòu)與其上設(shè)置的閥門等裝置可參照上述1-7實(shí)施例，加以適當(dāng)調(diào)整后使用。在一個(gè)真空抽取系統(tǒng)中設(shè)置三個(gè)壓力容器，可使抽取真空過程連續(xù)進(jìn)行，縮短工作液體換向所導(dǎo)致的系統(tǒng)停止工作的時(shí)間間隔，提高系統(tǒng)工作的連續(xù)性及生產(chǎn)率。
[0134] 液體泵的氣蝕
[0135] 液體泵的氣蝕：當(dāng)液體泵入口端處工作液體的壓強(qiáng)降低至其飽和蒸氣壓時(shí)，工作液體將發(fā)生
沸騰而產(chǎn)生蒸汽泡，蒸汽泡隨液流進(jìn)入高壓區(qū)時(shí)發(fā)生急劇冷凝而潰滅，以極高的速度釋放出能量，而產(chǎn)生
頻率很高瞬時(shí)壓力很大的沖擊力而對液體泵造成損害，這就是液體泵的氣蝕現(xiàn)象。氣蝕的危害通常有以下幾點(diǎn)：1、產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。氣泡潰滅時(shí)，液體質(zhì)點(diǎn)互相撞擊，同時(shí)也撞擊金屬表面，產(chǎn)生各種頻率的噪聲，嚴(yán)重時(shí)可聽見泵內(nèi)有“劈啪”的爆炸聲，同時(shí)引起機(jī)組振動(dòng)。2、降低泵的性能。汽蝕產(chǎn)生了大量的氣泡，堵塞了流道，破壞了泵內(nèi)液體的連續(xù)流動(dòng)，使泵的流量、揚(yáng)程和效率明顯下降。3、破壞過流部件。因機(jī)械剝蝕和電化學(xué)
腐蝕的作用，使金屬材料發(fā)生破壞，通常受汽蝕破壞的部位多在葉輪出口附近和排液室進(jìn)口附近。汽蝕初期，表現(xiàn)為金屬表面出現(xiàn)麻點(diǎn)，繼而表面呈現(xiàn)海綿狀、溝槽狀、蜂窩狀、魚鱗狀等痕跡；嚴(yán)重時(shí)可造成
葉片或前后蓋板穿孔、甚至葉輪破裂，釀成嚴(yán)重事故。
[0136] 針對氣蝕的最佳解決方法就是在防止工作液體在泵的入口端由于沸騰而產(chǎn)生氣泡，為此，本發(fā)明真空抽取系統(tǒng)中，在不計(jì)流道阻力影響的情況下（以下論述均不計(jì)流道阻力影響）需保證液體泵入口端以及入口端一側(cè)的工作液體液面之間具有足夠的垂直高度，從而保證工作液體在液體泵入口端具有足夠的壓強(qiáng)，以及降低工作液體的溫度，來避免氣蝕現(xiàn)象的發(fā)生。
[0137] 如圖14中所示，假設(shè)左側(cè)壓力容器中的空間內(nèi)剛好達(dá)到極限真空，而且液面不再下降或上升，且根據(jù)液體壓強(qiáng)公式P=ρgH則得算式：
[0138] P3=P1+ρgH1 （1）
[0139] P4=P2+ρgH2 （2）
[0140] P3+P5=P4 （3）
[0141] 由式：（1）（2）（3）得出P1=P2+ρg（H2-H1）-P5 （4）
[0142] 式中，ρ為工作液體工作時(shí)的密度，P1為左側(cè)壓力容器中空間內(nèi)的壓強(qiáng)，P2為右側(cè)壓力容器中空間內(nèi)的壓強(qiáng)；P3為液體泵入口壓強(qiáng)，P4為液體泵出口壓強(qiáng)，P5為液體泵使工作液體獲得的壓強(qiáng)即液體泵的有效能頭，H1為左液面和液體泵入口的垂直高度，H2為右液面和液體泵出口的垂直高度。
[0143] 由圖14及算式（1）可知，假設(shè)P1為0帕，則：P3=ρgH1也就是提高工作液面與液體泵入口之間的垂直高度差H1，使ρgH1即P3的數(shù)值大于工作液所在工作溫度時(shí)的飽和蒸氣壓即可減少以致避免液體泵發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，在系統(tǒng)工作過程中，密閉壓力容器中的液面是不斷變化的，所以，在系統(tǒng)工作的全過程中為了減少以致避免液體泵發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，系統(tǒng)工作液體的最低設(shè)定液面與液體泵入口的垂直高度差H1應(yīng)滿足ρgH1大于工作液體在其工作溫度范圍內(nèi)的飽和蒸氣壓。在實(shí)際應(yīng)用中，由于P1不為0帕，可根據(jù)實(shí)際使用真空壓力代入算式（1）中計(jì)算出H1的值以助評(píng)估系統(tǒng)運(yùn)行的安全性以及設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。另外增大高度差H1即增加所述液體泵入口處工作液體的壓力P3，從而改善所述液體泵的吸入條件，使更多現(xiàn)有的液體泵能適用于本發(fā)明所公開的真空抽取系統(tǒng)中。
[0144] 當(dāng)
選定某種工作液時(shí)，則算式（4）P1=P2+ρg（H2-H1）-P5中ρg可看作為常數(shù)，而P2、H1、H2、P5在一定范圍內(nèi)均為可控量，于是P2+ρg（H2-H1）-P5的值有可能為0或負(fù)值，例如:假設(shè)工作液體為純水ρ=1.0×10∧3千克/米∧3、g=9.8米/秒∧2，P2=1.0133×10∧5帕（一個(gè)
大氣壓）、H1=3米、H2=2米，則P2+ρg（H2-H1）=1.0133×10∧5帕-1.0×10∧3千克/米∧3×9.8米/秒∧2=0.915×10∧5帕；由此只要P5=0.9150×10∧5帕所假設(shè)系統(tǒng)就能達(dá)到理想極限真空，即P1為0帕；而有效能頭超過1兆帕（約100米水柱、約10個(gè)大氣壓）的液體泵已是公知存在的而0.9150×10∧5帕還不到一個(gè)大氣壓，但是理想真空是公知不存在的，地球上的所有液體均具有與其溫度相對應(yīng)的飽和蒸汽壓，因此本發(fā)明公開的真空抽取裝置/真空抽取系統(tǒng)由于本發(fā)明真空抽取裝置/真空抽取系統(tǒng)所能達(dá)到的極限真空度決定于工作液體的飽和蒸汽壓，因此，工作液體需按如下原則進(jìn)行選擇：
[0145] 1、盡可能使用相同溫度下飽和蒸汽壓較低的工作液，使本發(fā)明中的真空抽取裝置可實(shí)現(xiàn)更高的真空度；
[0146] 2、盡可能使用粘度較低的工作液，以減少液體泵的能耗，減少工作液體在壓力容器內(nèi)壁上的殘留量；
[0147] 3、當(dāng)被抽氣體是非可凝性氣體時(shí)，被抽氣體盡可能不溶或難溶于工作液體；
[0148] 4、當(dāng)被抽氣體是可凝性氣體時(shí)，如水蒸氣；所用工作液體的密度盡可能大于或等于被抽氣體液態(tài)時(shí)的密度；防止液態(tài)氣體下沉入工作液體底部影響系統(tǒng)正常工作；
[0149] 5、必要時(shí)，在確保安全的情況下可慎重使用與被抽氣體能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的工作液體，例如：用于抽取某種有毒氣體并使其與工作液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)以吸收該有毒氣體或降低或清除其毒性；
[0150] 6、可通過在工作液體中加入一定體積的性質(zhì)穩(wěn)定的固體顆粒，固體顆?？梢詮浬⒌膽腋≡诠ぷ饕后w中，通過使用固體顆?？蓽p少工作液體的使用量。固體顆?？蔀椋号c工作液密度相當(dāng)并具有較大韌性的光滑圓珠狀顆粒，以盡可能減少工作液的使用量并減少被抽氣體溶入工作液的數(shù)量；另外，當(dāng)使用的工作液體較為昂貴，則可通過在工作液中加入一定體積的性質(zhì)穩(wěn)定的固體顆粒，來減少工作液體的使用成本。當(dāng)在工作液體中加入固體顆粒時(shí)，需使用，固體顆粒能夠通過的泵和
閥體，例如：單螺桿泵、
隔膜泵或電動(dòng)二通球閥等，另外還可以在排氣閥的入口端加設(shè)過濾裝置以防止固體顆粒進(jìn)入并影響排氣閥的正常工作。當(dāng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成大型設(shè)備時(shí)（包括液體泵與閥體都很大），于是工作液中可加入體積更大的固體顆粒或球體例如：實(shí)心或空心的塑料球體、充氣/液的橡膠球體等。
[0151] 上述各實(shí)施例中的密閉壓力容器可以由金屬制成，也可以由塑料、橡膠、陶瓷、玻璃、
鋼筋
混凝土結(jié)構(gòu)等適當(dāng)材料制成。原則上所用材料必須符合工作環(huán)境的需要，并且經(jīng)濟(jì)，同時(shí)保證安全。
[0152] 在系統(tǒng)中使用冷卻裝置時(shí)，如果工作液溫度較低，例如低于20C；則應(yīng)同時(shí)對系統(tǒng)中向外界散失冷量的外露部分作相應(yīng)的保溫處理，以達(dá)保溫及節(jié)能的目的。
[0153] 本發(fā)明真空抽取系統(tǒng)能夠達(dá)到的最高極限真空度由所使用的工作液在其正常工作最低溫度下的飽和蒸氣壓確定。
[0154] 本發(fā)明既可以作為真空抽取裝置或系統(tǒng)來使用，根據(jù)其特點(diǎn)，例如使用的液體泵為抽水泵時(shí)也可以用于液體的抽取和輸運(yùn)，其具體應(yīng)用形式如下：
[0155] 應(yīng)用示例1
[0156] 如圖15中所示，待抽取的液體的液面900與一般的液體泵901具有一定高度差H，液體泵901入口端到液面900的管道903中充滿氣體，例如：空氣，由于一般的液體泵901無法有效抽取輸送管道903中的空氣，因此，需要在輸送管道903上設(shè)置專門的氣體抽取裝置902例如水環(huán)泵引水裝置，在利用液體泵901輸運(yùn)液體前，首先使用氣體抽取裝置902將管道中的空氣排出，使待抽取的液體到達(dá)液體泵901處，再啟動(dòng)液體泵901抽取液體；另外，當(dāng)液體泵和液面無高度差，但中間有障礙物需要跨越時(shí)，而跨越障礙物的管道中充滿氣體時(shí)，也需要使用氣體抽取裝置首先將管道中的氣體抽出，然后再利用液體泵輸運(yùn)液體。但是由于水環(huán)泵不能勝任于抽取較大量的液體，為了防止被抽液體在排空完畢時(shí)進(jìn)入水環(huán)泵而造成液擊損壞現(xiàn)象，所以水環(huán)泵引水裝置設(shè)計(jì)比較復(fù)雜。
[0157] 由于本發(fā)明真空抽取裝置或系統(tǒng)使用的液體泵為抽水泵時(shí)具有氣液同吸的功能，使用過程中無需考慮會(huì)發(fā)生液擊的問題，因此，可將本發(fā)明簡便地應(yīng)用到存在上述情形的液體輸運(yùn)工程中，即：利用本發(fā)明原理制成的真空抽取裝置或系統(tǒng)作為圖14中的氣體抽取裝置902。同時(shí)可方便地根據(jù)液體輸運(yùn)工程的需要而相應(yīng)地制成具有不同抽氣量及速度的引水裝置。備注：所述的引水裝置是指利用真空把液體引到一定高度的裝置。
[0158] 應(yīng)用示例2
[0159] 由于本發(fā)明真空抽取裝置或系統(tǒng)中包含了具有既可以抽吸氣體，也可以抽吸液體的裝置或系統(tǒng)（例如系統(tǒng)中使用了抽水機(jī)作液體泵），因此，如圖16中所示，可以直接利用本發(fā)明的真空抽取裝置或系統(tǒng)完成對待輸運(yùn)液體進(jìn)行輸運(yùn)的全過程。
[0160] 在輸運(yùn)液體前，需要抽取氣體的管道就相當(dāng)于本發(fā)明上述實(shí)施例中的真空裝置，當(dāng)氣體抽取完成后，由于被抽液體不斷地進(jìn)入密閉壓力容器中，因此所述密閉壓力容器中的工作液面（以被抽液體為工作液）一直不能到達(dá)設(shè)定位置而保持工作液體單向運(yùn)行，于是上述實(shí)施例中的真空裝置、壓力容器就變成液體輸運(yùn)管道的一部分，實(shí)施例中的液體泵就直接變成輸運(yùn)液體的工作泵。
