專利名稱：真空泵的活塞式往復雙作用單缸抽氣裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種真空泵的抽氣裝置，特別是一種真空泵的活塞式往復雙作用 單缸抽氣裝置，屬于真空泵領域。
背景技術：
凡是從設備中抽出氣體，使設備內(nèi)部達到真空的機械稱為真空泵，真空泵廣泛應 用于塑料機械、農(nóng)藥化工、染料化工、低溫設備、食品機械、電子行業(yè)、冶金、印刷、石油、礦山 地基處理等領域，按照運動方式的不同，真空泵大致可分為往復式真空泵、回轉(zhuǎn)式真空泵 和射流式真空泵。其中，往復式真空泵又稱活塞式真空泵，它是使泵腔(氣缸)的工作容積 發(fā)生周期性變化來抽氣的?，F(xiàn)有傳統(tǒng)往復式真空泵的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括缸體Γ及在該缸體Γ中做往 復運動的活塞2'，活塞2'由曲柄連桿機構(gòu)3'來驅(qū)動，并在缸體Γ的左端安裝有排氣 閥4'和吸氣閥5'，排氣閥4'能夠連通缸體內(nèi)腔和外界，吸氣閥5'能夠連通缸體1'內(nèi) 腔和被抽容器6'，初始狀態(tài)時，排氣閥4'和吸氣閥5'均處于關閉狀態(tài)，當曲柄連桿機 構(gòu)3'帶動活塞2'向右運動時，缸體Γ的左腔體積不斷增大，壓力逐漸減小，這時，吸氣 閥5'打開，被抽容器6'中的氣體經(jīng)過吸氣閥5'進入缸體1'左腔，直至活塞2'運動到 右端極限位置時完成抽氣過程；然后活塞2'向左運動，迎面的氣壓使吸氣閥5'關閉，缸 體1'左腔內(nèi)的氣體被壓縮，當缸體1'左腔的壓力大于外界氣壓時，排氣閥4'被打開，使 壓縮的氣體排出缸體1'，直至活塞2'運動到左端極限位置時完成排氣過程，如此循環(huán)反 復，直到被抽容器達到所需的真空度為止。顯然，在上述的抽氣結(jié)構(gòu)中，抽氣過程僅在缸體的左腔內(nèi)進行，而右腔處于空閑狀 態(tài)，導致活塞在往復運動中只能在左腔內(nèi)完成一吸一排，是一種單作用的結(jié)構(gòu)形式，工作效 率低下；缸體的左、右兩腔的氣壓不均勻，使得活塞上靠近缸體左腔處的作用力大，易于磨 損；此外，吸氣閥和排氣閥均設于缸體的同一端，導致活塞在吸氣和排氣的過程中容易產(chǎn)生 橫波劣性振動，噪音大。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術存在的問題，提出了一種能使缸體內(nèi)的左右兩 腔均可抽氣的真空泵的活塞式往復雙作用單缸抽氣裝置。本實用新型的目的可通過下列技術方案來實現(xiàn)真空泵的活塞式往復雙作用單缸 抽氣裝置，包括一圓筒形的缸體、安裝于該缸體內(nèi)的活塞和內(nèi)端與該活塞相固連的活塞桿， 所述的活塞能夠相對缸體作往復直線運動，且在所述的活塞與缸體之間設有能夠防止缸體 內(nèi)由活塞相隔而成的兩個容腔相通的密封件，所述活塞桿的外端伸出缸體，其特征在于，所 述的活塞桿內(nèi)具有軸向貫通的抽氣通道，所述的活塞具有連通該抽氣通道的中空結(jié)構(gòu)，且 在所述活塞的兩側(cè)均固設有能夠防止兩個容腔內(nèi)的氣體進入活塞內(nèi)腔的單向閥一，且當所 述的單向閥一利用氣壓打開后能使活塞內(nèi)的氣體進入對應的容腔內(nèi)，所述缸體的兩端均固設有能夠防止外界氣體進入對應容腔內(nèi)的單向閥二，且當所述的單向閥二利用氣壓打開后 能使對應容腔內(nèi)的氣體向外排出。在實際使用時，應將缸體連接到真空泵的傳動機構(gòu)上，傳動機構(gòu)一般由電機帶動， 活塞桿的外端固定并連接被抽容器，密封件將缸體內(nèi)腔分隔成封閉的左、右兩個容腔，活塞 兩側(cè)的單向閥一保證活塞內(nèi)腔中的氣體有序進入缸體中容積不斷增大、氣壓逐漸減小的一 個容腔內(nèi)，缸體兩端的單向閥二使缸體內(nèi)容積不斷減小、氣壓逐漸增大的一個容腔內(nèi)的氣 體向外排出。其工作過程如下當傳動機構(gòu)推動缸體向左運動時，缸體的左腔容積不斷增 大，而氣壓不斷減小，迫使被抽容器里的氣體通過活塞桿的抽氣通道頂開活塞左側(cè)的單向 閥一，使氣體進入缸體的左腔內(nèi)，即缸體左腔處于吸氣狀態(tài)，同時，缸體右腔的容積不斷減 小，氣壓越來越高，使得活塞右側(cè)的單向閥一保持關閉狀態(tài)，而頂開缸體右端的單向閥二， 使右腔內(nèi)壓縮的氣體向外排出，即缸體右腔處于排氣狀態(tài)，直至缸體向左推到極限位置時， 缸體左腔完成了吸氣，缸體右腔完成了排氣；反之，當缸體向右運動時，根據(jù)同上所述的工 作原理，缸體左腔的氣體被完全排出，而缸體右腔則充滿了來自被抽容器的氣體，由此實現(xiàn) 了雙向作功。在上述真空泵的活塞式往復雙作用單缸抽氣裝置中，所述的活塞上具有若干個軸 向貫通并與活塞內(nèi)腔相通的出氣孔，所述的單向閥一包括固設于所述活塞的端面上并能夠 阻擋各個出氣孔的口部的彈性閥片一。單向閥一主要由一個片狀的彈性閥片構(gòu)成，結(jié)構(gòu)簡 單，制造方便。在上述真空泵的活塞式往復雙作用單缸抽氣裝置中，所述的出氣孔以活塞的中心 為圓心呈圓周排列。多個出氣孔呈圓周排列使得氣體排出均勻，噪音小，并使彈性閥片一受 力均勻，磨損小，使用壽命長。在上述真空泵的活塞式往復雙作用單缸抽氣裝置中，所述彈性閥片一的中部通過 螺釘固定于活塞上。本結(jié)構(gòu)使彈性閥片一的中部剛性固定在活塞上，而彈性閥片一的周部 直接抵靠在活塞上，當活塞內(nèi)腔的壓力大于該彈性閥片一外側(cè)的壓力時，易于頂開彈性閥 片一的周部，而使出氣孔與缸體的對應容腔相通。在上述真空泵的活塞式往復雙作用單缸抽氣裝置中，所述的活塞與活塞桿制成一 體。當缸體相對活塞作往復運動時，使得缸體始終相對活塞保持同一直線運動(自動調(diào) 節(jié))，防止缸體內(nèi)壁造成失圓，有利于延長使用壽命。在上述真空泵的活塞式往復雙作用單缸抽氣裝置中，所述的活塞包括圓盤形的活 塞體和活塞蓋，所述活塞體的一個端面上制有與活塞桿的抽氣通道相通的氣腔，所述的活 塞蓋蓋住氣腔口部形成封閉的中空結(jié)構(gòu)，且所述的出氣孔軸向貫通于活塞體和活塞蓋并與 所述的氣腔相通。將活塞由分體的活塞體和活塞蓋固定而成，便于加工出與抽氣通道相通 的中空結(jié)構(gòu)。在上述真空泵的活塞式往復雙作用單缸抽氣裝置中，所述缸體的兩端均固定有一 端蓋，兩端蓋上均具有若干個排氣孔，所述的單向閥二是在端蓋的外側(cè)上固定有一能夠阻 擋各個排氣孔的口部的彈性閥片二。單向閥二的結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，成本低。在上述真空泵的活塞式往復雙作用單缸抽氣裝置中，所述的排氣孔以端蓋的中心 為圓心呈圓周排列。排氣孔呈圓周排列使得排氣均勻，噪音小。在上述真空泵的活塞式往復雙作用單缸抽氣裝置中，所述活塞的中部具有環(huán)形凹槽，所述的密封件固定套接于環(huán)形凹槽內(nèi)并與缸體的內(nèi)壁滑動配合。使密封件可靠固定在 活塞上，且當缸體作往復運動時還能使缸體內(nèi)腔始終被阻隔成封閉的兩個容腔。在上述真空泵的活塞式往復雙作用單缸抽氣裝置中，所述密封件的兩側(cè)均具有密 貼于缸體內(nèi)壁的環(huán)形密封唇。缸體作往復運動時，氣壓逐漸升高的容腔內(nèi)的氣體會使靠近 該容腔的承壓端處的密封唇自動脹緊，有助于進一步提高密封性，從而有效避免缸體內(nèi)的 兩個容腔相互竄氣。與現(xiàn)有技術相比，本真空泵的活塞式往復雙作用單缸抽氣裝置是在普通活塞缸的 基礎上，將活塞桿與活塞制成相通的結(jié)構(gòu)，并在活塞的兩側(cè)和缸體的兩端均設置單向閥，其 構(gòu)造簡單，制造成本低，當缸體作往復運動時，缸體的兩個容腔均能實現(xiàn)抽氣功能，是一種 雙作用的結(jié)構(gòu)形式，工作效率可提高一倍，并且活塞的兩側(cè)及其缸體的兩端具有對稱的結(jié) 構(gòu)，使得各運動部件受力均勻，磨損小，噪音低；各個單向閥僅由一個片狀的彈性閥片構(gòu)成， 其利用兩側(cè)的氣壓差而發(fā)生彈性變形實現(xiàn)自動開啟和關閉，結(jié)構(gòu)極其簡單，固定方便；此 外，活塞與活塞桿制成一體，能夠獲得更好的同心度，防止缸體內(nèi)壁失圓，有利于延長使用 壽命ο

圖1是現(xiàn)有技術中往復式真空泵的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本真空泵的活塞式往復雙作用單缸抽氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1'缸體；2'活塞；3'曲柄連桿機構(gòu)；4'排氣閥；5'吸氣閥；6'被抽容 器；1缸體；Ia左腔；Ib右腔；2a出氣孔；2b活塞體；2c活塞蓋；2d氣腔；2e環(huán)形凹槽；3活 塞桿；3a抽氣通道；4彈性閥片一 ；5螺釘；6、7端蓋；6a排氣孔；8彈性閥片二 ；9密封件；9a 環(huán)形密封唇。
具體實施方式
以下是本實用新型的具體實施例并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步 的描述，但本實用新型并不限于這些實施例。如圖2所示，本真空泵的活塞式往復雙作用單缸抽氣裝置主要由缸體1、活塞、活 塞桿3和單向閥組成，其中缸體1為運動件，它通過傳動機構(gòu)來帶動，而活塞是相對靜止的， 通過缸體的運動使得缸體內(nèi)由活塞相隔而成的兩個容腔發(fā)生容積變化。具體地說，本裝置中的缸體1呈圓筒形，其兩端均固定有一端蓋，兩端蓋6、7上均 開有若干個周向均布并與缸體1內(nèi)腔相通的排氣孔6a，兩端蓋6、7的外側(cè)均安裝有由彈性 閥片二 8構(gòu)成的單向閥二，彈性閥片二 8的中部通過螺釘固定于對應的端蓋6、7上，彈性閥 片8可由橡膠材料或者彈性金屬薄片制成，常態(tài)時彈性閥片二 8堵住各個排氣孔6a的口 部，當缸體1的內(nèi)腔壓力小于外界氣壓時，外界氣壓作用于彈性閥片二 8上使其緊貼于端蓋 6、7上，即單向閥二關閉，從而防止外界氣體進入缸體1內(nèi)；當缸體1的內(nèi)腔壓力大于外界 氣壓時，就會頂開彈性閥片8，這樣，就能使缸體1內(nèi)的氣體向外排出了。本裝置中的活塞具有中空結(jié)構(gòu)，其安裝于該缸體1內(nèi)并與活塞桿3的內(nèi)端固定為 一體，活塞桿3的外端穿過缸體1的端蓋6并伸出缸體1外，在活塞桿3內(nèi)開有軸向貫通的 抽氣通道3a，抽氣通道3a的外口用于連接被抽容器，為了保證一定的連接強度，可在活塞
5桿3的外端部開制外螺紋，使活塞桿3與被抽容器通過螺紋連接，抽氣通道3a的內(nèi)口連通 活塞的內(nèi)腔，活塞的圓周壁上開有一環(huán)形凹槽2e，在環(huán)形凹槽2e內(nèi)固定套接有由橡膠材料 制成的密封件9，該密封件9的兩側(cè)均具有貼于缸體1內(nèi)壁的環(huán)形密封唇9a，密封件9的圓 周面與缸體1的內(nèi)壁形成密封使得缸體1內(nèi)構(gòu)成兩個封閉的容腔la、lb,活塞的兩側(cè)還開有 若干個軸向貫通并與活塞內(nèi)腔相通的出氣孔2a，并在活塞的兩側(cè)均由螺釘5固定有由彈性 閥片一 4構(gòu)成的單向閥一，彈性閥片一 4能夠阻擋各個出氣孔的口部，單向閥一與單向閥二 的工作原理相同，但它用于防止兩側(cè)容腔la、lb內(nèi)的氣體進入活塞內(nèi)腔。為了使得排氣均 勻，可將出氣孔2a以活塞為中心按圓周均勻分布。在實際制造時，可將活塞桿3與活塞制成一體，保證兩者具有更好的同心度，使活 塞相對于缸體保持同一直線運動，防止缸體內(nèi)壁失圓，有利于延長使用壽命；為了便于加工 出活塞上用于連通抽氣通道3a的中空結(jié)構(gòu)，可將活塞分體制造，即先制成圓盤形的活塞體 2b和活塞蓋2c，活塞體2b可與活塞桿3制成一體，在活塞體2b的外端面上開一與活塞桿 3的抽氣通道3a相通的氣腔2d，再將活塞蓋2c蓋住氣腔2d 口部，用螺釘固定，這樣就能形 成封閉的中空結(jié)構(gòu)，而與該中空結(jié)構(gòu)相通的出氣孔2a軸向貫通于活塞體2b和活塞蓋2c。本裝置的具體工作過程如下當缸體1向左推動時，密封件右側(cè)的密封唇面對迎 面的氣壓自動脹緊，活塞右側(cè)的彈性閥片一 4關閉，阻止了缸體右腔Ib的氣流進入缸體左 腔la，由于外界的氣壓大于缸體左腔Ia的壓力使得缸體1左端的彈性閥片二 8也自動關 閉，而缸體左腔Ia的容積在不斷增大，氣壓越來越低，迫使被抽容器內(nèi)的氣體通過活塞桿3 的抽氣通道3a，而打開活塞左側(cè)的彈性閥片一 4，使氣流進入缸體左腔la，此時，缸體左腔 Ia進入吸氣；同時，活塞右側(cè)的彈性閥片一 4還處于關閉狀態(tài)，由于缸體右腔Ib的容積在 不斷減少，氣壓在逐漸升高，當氣壓大于缸體1右端的彈性閥片二 8的作用力時，就會頂開 彈性閥片二8，開始排氣，直至缸體1向左推至極限位置時，缸體左腔Ia完成了吸氣，而缸體 右腔Ib完成了排氣，這就是本抽氣裝置的單程工作過程。反之，當缸體1反向復位時，根據(jù)如上所述的工作原理，缸體左腔Ia的氣體被完全 排出，而缸體右腔Ib則充滿了來自被抽容器的氣體，由此實現(xiàn)了雙向作功。本抽氣裝置主要運用于真空蒸餾、真空濃縮、真空結(jié)晶、真空過濾、真空干燥和混 凝土真空作業(yè)等，在實際運用中，當抽除含有水蒸氣的氣體時，可在抽氣通道的吸氣口處安 裝冷凝器，當抽除含有灰塵的氣體時，可在抽氣通道的吸氣口處安裝過濾器。由于單個活 塞缸只能對一個容器進行抽真空，效率低，因此，一般將多個活塞缸組合起來使用，如在同 一水平面上按圓周均布若干個這樣的活塞缸，通過傳動機構(gòu)使各個活塞缸的缸體作同步擺 動，而活塞桿的外端均連接一被抽容器并軸向固定，缸體的來回擺動使其相對活塞作直線 往復運動，活塞桿順著缸體的擺動作相應的偏擺，從而使缸體的左、右兩個容腔的容積發(fā)生 變化，實現(xiàn)雙向抽氣，這是單層的方式，還可將多個這樣的單層結(jié)構(gòu)上下疊加起來構(gòu)成多層 的方式，來實現(xiàn)更大的工作效率；另外，還可將多個活塞缸平行排列起來，通過傳動機構(gòu)使 各個活塞缸的缸體作同步往復直線運動，各個活塞桿的外端均連接一被抽容器并固定不 動，也能使各個缸體的左、右兩個容腔的容積發(fā)生變化來雙向抽氣。
權(quán)利要求真空泵的活塞式往復雙作用單缸抽氣裝置，包括一圓筒形的缸體(1)、安裝于該缸體(1)內(nèi)的活塞和內(nèi)端與該活塞相固連的活塞桿(3)，所述的活塞能夠相對缸體(1)作往復直線運動，且在所述的活塞與缸體(1)之間設有能夠防止缸體(1)內(nèi)由活塞相隔而成的兩個容腔相通的密封件(9)，所述活塞桿(3)的外端伸出缸體(1)，其特征在于，所述的活塞桿(3)內(nèi)具有軸向貫通的抽氣通道(3a)，所述的活塞具有連通該抽氣通道(3a)的中空結(jié)構(gòu)，且在所述活塞的兩側(cè)均固設有能夠防止兩個容腔內(nèi)的氣體進入活塞內(nèi)腔的單向閥一，且當所述的單向閥一利用氣壓打開后能使活塞內(nèi)的氣體進入對應的容腔內(nèi)，所述缸體(1)的兩端均固設有能夠防止外界氣體進入對應容腔內(nèi)的單向閥二，且當所述的單向閥二利用氣壓打開后能使對應容腔內(nèi)的氣體向外排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空泵的活塞式往復雙作用單缸抽氣裝置，其特征在于，所 述的活塞上具有若干個軸向貫通并與活塞內(nèi)腔相通的出氣孔(2a)，所述的單向閥一包括固 設于所述活塞的端面上并能夠阻擋各個出氣孔(2a)的口部的彈性閥片一(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的真空泵的活塞式往復雙作用單缸抽氣裝置，其特征在于，所 述的出氣孔(2a)以活塞的中心為圓心呈圓周排列。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的真空泵的活塞式往復雙作用單缸抽氣裝置，其特征在于，所 述彈性閥片一(4)的中部通過螺釘(5)固定于活塞上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一條所述的真空泵的活塞式往復雙作用單缸抽氣裝置，其特征 在于，所述的活塞與活塞桿(3)制成一體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的真空泵的活塞式往復雙作用單缸抽氣裝置，其特征在于，所 述的活塞包括圓盤形的活塞體(2b)和活塞蓋(2c)，所述活塞體(2b)的一個端面上制有與 活塞桿⑶的抽氣通道(3a)相通的氣腔(2d)，所述的活塞蓋(2c)蓋住氣腔(2d) 口部形成 封閉的中空結(jié)構(gòu)，且所述的出氣孔(2a)軸向貫通于活塞體(2b)和活塞蓋(2c)并與所述的 氣腔(2d)相通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的真空泵的活塞式往復雙作用單缸抽氣裝置，其特征在于，所 述缸體(1)的兩端均固定有一端蓋，兩端蓋(6、7)上均具有若干個排氣孔(6a)，所述的單向閥二是在端蓋(6、7)的外側(cè)上固定有一能夠阻擋各個排氣孔(6a)的口部的彈性閥片二 ⑶。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的真空泵的活塞式往復雙作用單缸抽氣裝置，其特征在于，所 述的排氣孔(6a)以端蓋(6,7)的中心為圓心呈圓周排列。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的真空泵的活塞式往復雙作用單缸抽氣裝置，其特征在于，所 述活塞的中部具有環(huán)形凹槽(2e)，所述的密封件(9)固定套接于環(huán)形凹槽(2e)內(nèi)并與缸體 (1)的內(nèi)壁滑動配合。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的真空泵的活塞式往復雙作用單缸抽氣裝置，其特征在于，所 述密封件(9)的兩側(cè)均具有密貼于缸體(1)內(nèi)壁的環(huán)形密封唇(9a)。
專利摘要本實用新型提供了一種真空泵的活塞式往復雙作用單缸抽氣裝置，屬于真空泵領域。它解決了現(xiàn)有的單作用真空泵工作效率低、受力不均勻、噪音大等問題。本真空泵的活塞式往復雙作用單缸抽氣裝置，包括缸體、活塞和與該活塞固連的活塞桿，活塞能相對缸體運動，在活塞與缸體之間設有能防止缸體內(nèi)由活塞相隔而成的兩個容腔相通的密封件，活塞桿的外端伸出缸體，活塞桿內(nèi)具有抽氣通道，活塞具有連通抽氣通道的中空結(jié)構(gòu)，活塞的兩側(cè)均固設有能夠防止兩個容腔內(nèi)的氣體進入活塞內(nèi)腔的單向閥一，缸體的兩端均固設有能夠防止外界氣體進入對應容腔內(nèi)的單向閥二。本實用新型采用雙作用的抽氣方式，工作效率提高一倍，且各運動部件受力均勻，磨損小，噪音低。
文檔編號F04B37/14GK201661440SQ20102016567
公開日2010年12月1日 申請日期2010年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月22日
發(fā)明者陳人德, 陳如英, 陳紀艤 申請人:陳人德