一种真空泵，该真空泵用于与虹吸系统一起使用以连续地清除积聚在虹吸系统的高点中的气体或者用于充注泵的入口或者用以出于另一目的而创建真空。虹吸系统在长时间运行时需要定期清除气体。真空泵提供了以循环方式运行的机构。该循环的第一阶段涉及使用加压液体供应部来填充室，并且从室中清除所有气体。第二阶段涉及将室与周围环境隔离，并且然后允许室中的液体排出到虹吸系统中，而同时允许来自虹吸系统内的气体进入该室。一旦液体已经从室中排出，该室就与虹吸系统隔离并且重复液体填充阶段。该过程的连续循环可以清除虹吸系统具有的气体或者用于出于其他目的产生真空。气体或者用于出于其他目的产生真空。气体或者用于出于其他目的产生真空。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】与虹吸系统和真空装置相关的改进
[0001]本专利技术涉及虹吸系统和真空泵，并且特别地但不排他地，涉及适用于对虹吸系统进行充注并且将虹吸系统保持在充注状态的真空泵。
技术介绍
[0002]虹吸管是将液体从一个位置移动至另一位置的非常有用的方式，因为虹吸管在没有外部电源供应的情况下将自然运行。虹吸管仅需要的是，液体的目的地比源头稍低并且重力使液体流动穿过管。
[0003]例如，只要溪流低于待排出的区域中的水位，虹吸管就可以用于将水从沼泽地的待排出的区域提出，并且可以将水释放到溪流中。只要使用防漏管并且只要管的上游端部保持在待排出的水的水位以下，虹吸管就可以用于将水提升至大约十米。
[0004]这种将水提升到合理高度上的能力的意义在于，其允许水从例如农场围场、建筑工地、雨水收集点、容易打滑的山坡等的区域中排出，而不必挖掘排水通道或铺设常规的重力流动排水管。重力流动排水系统必须仔细地构造以确保贯穿系统的整个长度的恒定下降，通常使得这种系统构造成本高。在这些情况下，使用简单的虹吸管可以使得显著节约成本并且显著地减少对环境的影响，因为可以消除对挖掘或通道的需要。能源节约也是显著的，因为虹吸管能够在将水移动至较低点时利用已经存在于水的本体中的潜在能量。
[0005]在这些情况下，虹吸系统的另一优点是虹吸管相对易于修理或者清洁，因为管可以位于地面上方。相比之下，深排水通道或地下排水管如果发生堵塞，那么清除或修理起来可能非常昂贵。另外，虹吸系统可以容易地在障碍物周围引导，具有在建筑物周围或者在道路下等引导路径的能力。
[0006]可以使用虹吸管移动大量的水。在需要移动较大容积的地方，仅需使用较大直径的管。在一些情况下，可以可选地使用增压泵来增加流量。并且虹吸系统非常有效使得它们可以继续运行，直到源水的水位下降至与虹吸出口相同的水位为止。
[0007]在常规的地下排水系统的情况下，如果期望排放至现有沼泽或水位中的更深水位，那么有必要将排水管的入口加深一定量并且还有必要加深沟或管的整个长度，以保持所需的梯度下降。然而，在虹吸排水管的情况下，仅需要加深进水口。
[0008]然而，虹吸管不像人们可能认为的那样经常使用存在很多原因。首先是虹吸管在其将运行前必须首先被充注、即用液体填充。对于小的管，管可以通过将管浸没在水池中以最初用液体填充管而被填充，或者人可以吮吸管的一个端部直到液体流动为止。然而，在管较大的情况下，通常有必要使用泵来充注虹吸管。
[0009]并且一旦运行，只需在入口端部(或者甚至从出口端部)处单次而短暂地“吞吐”空气，就能让足够的气体进入虹吸管从而使其停止。一旦空气已经达到虹吸管中的顶点，就可能形成气锁，而从虹吸管的下坡腿部流下的水可能受到气泡的尺寸的限制，并且可能不再能够将水抽吸到上坡腿部。
[0010]另一原因是，在虹吸管中输送的液体通常包含溶解的气体，无论这些气体是溶解
的空气还是来自植物腐坏的气体等。由于液体在虹吸管中上升时的压力下降，溶解的气体开始从液体中膨胀出来，从而形成未溶解气体的微小气泡。这些微小气泡在虹吸管的高点(或多个点)中积聚并且形成气体的气阱。这种现象发生在几乎所有的虹吸情况下，即使当虹吸管仅需要将水或液体提升相对较小的高度时。并且在竖向提升接近虹吸系统的极限、即在虹吸水时接近十米的情况下，这种气体积聚的问题变得非常严重。在这样的情况下，由于虹吸管的上部部分内的压力非常低，因此即使是来自液体的非常少量的气体也会占据相当大的容积并且形成大的气泡。
[0011]如果允许气体在顶点或沿着虹吸系统的管长度的最高点处积聚，那么会阻碍穿过虹吸系统的流动。气体的积聚的气阱有效地减小了液体可以穿过其流动的管的横截面，从而具有将管道系统中的阀部分地关闭的类似的效果。气体的气阱可能变得太大以至于液体的流动完全停止。
[0012]穿过整个虹吸系统管线的液体的流量由管线中产生的任何气体降低。气体产生于管结构中的轻微泄漏、从溶液中出来的溶解气体或者如果进入口或排出口暴露于周围空气则从该进入口或排出口进入的大量空气。大多数情况下，气体气泡上升并且在系统的顶点处积聚为较大的气泡。液体和气体都被迫占据相同的有限管直径。液体和气体都被自然力沿相反的方向驱动。液体和气体一起处于均衡状态。在顶点处的积聚的气泡阻碍了水的流动。水受限于在气泡和管系统的被气泡占据的区域和长度下面流动。
[0013]虹吸系统的上线与下线之间的水头高度差仍然驱动流速，但是自然流动受气泡限制。在水头差较大的情况下，较快的液体流动将导致气泡拉长，这种拉长取决于管的斜度。这种增加的限制长度适当地降低了潜在的流速。此外，随着气泡的体积增加，其自然地降低了虹吸管线的该侧的液位。因此，降低了水头高度并且降低了潜在的流速。如果气泡变得太大以至于水头高度差被消除，那么所有的流动将停止。
[0014]此外，水头可能被水流中的浸没或夹带的气泡进一步降低。所述气泡在液体中的空气体积不会降低液体的最高水位、即表观水头高度，但是会通过从液体柱的顶部区域减去气体体积的量来降低实际水头。
[0015]积聚在虹吸管的最高点处的气体是处于低压的气体，通常远低于大气压，并且出于这种原因需要真空泵来抽出气体。并且由于虹吸管用气体和液体填充，因此通常有必要使用如果液体被意外抽吸到泵中也不会被损坏的真空泵。许多常规的真空泵在一些虹吸系统中所经历的低绝对压力下效率不高，并且在这种应用中可能倾向于停转。
[0016]美国专利5,970,999讨论了这些真实问题并且提供了各种解决方案。US 5,970,999是下述系统：该系统用于最初对虹吸管进行充注并且用于抽出在正常运行期间积聚在虹吸管的上部部分中的气体以保持虹吸管充注并且运行。所描述的系统使用离心泵、液体的单独容积、单独的“充注虹吸管”和用于创建气体抽出和水流动穿过泵的循环的调谐的成对的液体入口，这允许使用离心泵来创建从虹吸系统中抽出气体所需的真空。
[0017]然而，在US 5,970,999中所描述的设备具有许多限制。首先，该设备需要电力泵或燃料动力泵，这在许多虹吸应用中可能很难或不方便提供。在使用虹吸管的许多地点处通常不具有能够获得的电力供应。
[0018]并且其次，在US 5,970,999中所描述的设备将具有用以创建高度真空的有限能力。与许多真空泵一样，该系统在试图产生具有低于四分之一的大气压的绝对压力的真空
时将变得非常低效。在虹吸管头高于五米的情况下，所需的绝对真空压力低于半个大气压并且可以低至十分之一大气压或者甚至更低。
[0019]所需要的是适用于在充注虹吸系统方面使用的真空泵，是不仅可以处理气体和液体而且还可以有效地运行低至非常低的绝对大气压、理想地接近绝对零大气压以允许虹吸管以其最大水头能力运行的泵。
[0020]在本申请文件中，除非有相反的明确陈述，否则在提及或讨论知识的文件、行为或项目时，这种提及或讨论并不承认该知识的文件、行为或项目或其任何组合在优先权日是能够公开获得的、为公众所知的、是公知常识的一部分；本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于从系统中移除气体的真空泵，所述真空泵具有：
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传递室，
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加压液体入口，所述加压液体入口构造成允许加压液体进入所述传递室并且由液体入口阀控制，
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液体出口，所述液体出口构造成允许液体从所述传递室传递到所述系统中，并且所述液体出口由液体出口阀控制，
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气体出口，所述气体出口构造成允许气体从所述传递室排出并且由气体出口阀控制，以及
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气体入口，所述气体入口构造成允许气体从所述系统进入所述传递室并且由气体入口阀控制；所述真空泵构造成使得所述液体出口和所述气体入口与待从中移除气体的所述系统连通。2.根据权利要求1所述的真空泵，其中，所述真空泵构造成与虹吸系统接合并且从所述虹吸系统中移除气体。3.根据权利要求1或权利要求2所述的真空泵，其中，所述液体出口呈将所述传递室的下部区域与所述系统连接的排出端口或排出通路的形式。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的真空泵，其中，所述液体出口阀位于所述传递室的下部区域中。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的真空泵，其中，所述液体出口阀是浮子操作阀。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的真空泵，其中，所述液体出口阀包括弹性阀构件，所述弹性阀构件构造成当与位于所述液体出口端口或通路中的阀座部配合时产生液体紧密密封或水紧密密封。7.根据权利要求6所述的真空泵，其中，所述液体出口阀由液体出口阀操作机构操作，并且所述液体出口阀操作机构包括至少一个出口阀浮动装置，并且所述液体出口阀的所述阀构件以能够操作的方式连接至所述出口阀浮动装置或每个出口阀浮动装置。8.根据权利要求7所述的真空泵，其中，所述出口阀浮动装置或每个出口阀浮动装置呈活塞的形式。9.根据权利要求7或权利要求8所述的真空泵，其中，所述液体出口阀操作机构包括构造成允许所述出口阀浮动装置或每个出口阀浮动装置的大致竖向运动的第一导引件或导引组件。10.根据权利要求9所述的真空泵，其中，所述第一导引件或导引组件呈构造成导引所述活塞的大致竖向对准的管的形式，并且所述第一导引件的所述大致竖向对准的管包括位于所述管的上部部分中的一个或更多个孔或导引出口通路。11.根据权利要求1至10中的任一项所述的真空泵，其中，所述液体入口阀包括由入口阀操作机构操作的阀控制机构，并且所述入口阀操作机构具有以能够操作的方式连接至所述阀控制机构的一个或更多个浮子。12.根据权利要求11所述的真空泵，其中，所述阀控制机构是止动控制机...
【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯，
申请(专利权)人：托马斯，
类型：发明
国别省市：
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