噴油式螺桿真空泵的控制系統設計

　　真空泵是利用各種方法在某一密閉空間中產(chǎn)生、改善和(或)維持真空的裝置，按真空泵的工作原理，真空泵基本上可以分為兩種類(lèi)型，即氣體傳輸泵和氣體捕集泵。氣體傳輸泵是一種能使氣體不斷的吸入和排出，借以達到抽氣目的的真空泵;氣體捕集泵是一種使氣體分子被吸附或凝結在泵的內表面上，從而減小容器內的氣體分子數目而達到抽氣目的的真空泵。

　　噴油式螺桿真空泵為氣體傳輸泵中的一種，我公司的噴油式螺桿真空泵機組主要由主機、電動(dòng)機、油氣分離器、冷卻風(fēng)扇組件/ 冷卻水路系統和機組底座等零部件組成。機組啟動(dòng)時(shí)，主機轉子旋轉抽入氣體，大量潤滑油也被吸入主機內并與氣體混合;之后油氣混合物離開(kāi)主機進(jìn)入油氣分離器，潤滑油從氣體中分離出來(lái)，分離后的潤滑油被送入油冷卻器進(jìn)行冷卻，而氣體則被排出油氣分離器;經(jīng)過(guò)冷卻后的潤滑油流入油過(guò)濾器，重新進(jìn)入主機。該機組整個(gè)運作流程如圖1 所示。

圖1 系統示意圖

　　在螺桿真空泵中，抽氣調節系統是很重要的一個(gè)系統，為確保機組長(cháng)時(shí)間運行的穩定性與經(jīng)濟節能性，我公司針對此螺桿真空泵研發(fā)了對應的真空控制系統，此控制系統主要分兩個(gè)功能：氣量調節功能、系統監控與保護功能，其具體的控制原理如下文所述。

V1，V2—真空度測試點(diǎn);P1，P2，P3—壓力測試點(diǎn);T1—溫度測試點(diǎn)

圖2 系統流程圖

1、氣量調節

　　真空機組的控制系統能根據抽氣量調節主機所壓縮的氣體量，以減少功耗，抽氣調節的范圍是0~100%�？刂葡到y包括：①真空壓力調節器、②進(jìn)氣調節器、③節流子、④進(jìn)氣蝶閥、⑤真空機組，以下通過(guò)機組運行中的三種不同情況：起動(dòng)、常規運行、容量調節來(lái)說(shuō)明控制系統的功能，為方便起見(jiàn)，選用一臺額定真空度為20 in.Hg(508×133 Pa)的真空機組，其控制原理對其他真空度的機組也適用。

a. 起動(dòng);b. 常規運行;c.容量調節

圖3 控制系統工作示意圖

　　(a) 起動(dòng)———0 至15 in.Hg (0~381×133 Pa)按下起動(dòng)按鈕后，機組開(kāi)始運轉，蝶閥下游的真空度迅速從0 升到15 in.Hg，隨著(zhù)系統真空度的上升，蝶閥逐漸開(kāi)啟，當真空度升到15 in.Hg 時(shí)，蝶閥全部打開(kāi)，機組開(kāi)始滿(mǎn)負荷運轉。

　　(b) 常規運行———15至20 in.Hg((381~508)×133Pa)系統真空度超過(guò)15 in.Hg 后，蝶閥全開(kāi)，機組滿(mǎn)負荷運轉，此時(shí)可通過(guò)微電腦監控系統的真空度，在此狀態(tài)下，真空壓力調節器一直關(guān)閉，進(jìn)氣調節器也不動(dòng)作。

　　(c) 容量調節———20至23in.Hg((508~584)×133Pa)若所需抽氣量低于額定值，系統真空度將不斷上升，超過(guò)20in.Hg 后，真空壓力調節閥將逐漸打開(kāi)，空氣進(jìn)入控制管線(xiàn)將環(huán)境壓力信號送到進(jìn)氣調節器內，部分關(guān)閉進(jìn)口蝶閥，讓抽氣量與氣體壓縮量相匹配，在控制系統監控下，系統真空度將保持在20 至23 in.Hg 之間。

　　(d) 雙級控制———高于23in.Hg (584×133Pa)當機組配置“雙級控制”功能時(shí)，在微電腦控制器的控制下，機組能在不需抽氣時(shí)停機，當系統真空度下降時(shí)，又能自動(dòng)開(kāi)機，具體過(guò)程如下：當系統真空度升到23in.Hg 時(shí)，微電腦控制器發(fā)出信號，電磁閥斷電，環(huán)境壓力信號送入進(jìn)氣調節器，將蝶閥關(guān)閉，同時(shí)時(shí)間繼電器開(kāi)始計時(shí)，到預定時(shí)間后，機組停機;當系統真空度降到20in.Hg，機組又自動(dòng)運轉。

2、系統監控與保護

　　本機組中的空氣濾清器，油過(guò)濾器和油氣分離器等零部件由監控器進(jìn)行監控，一旦出現堵塞，壓差超過(guò)規定值，監控器將會(huì )發(fā)出相應的維護或報警信號，并通過(guò)控制面板上的指示燈顯示出來(lái)，客戶(hù)只需要根據指示進(jìn)行相關(guān)維護即可。

　　本機組的油氣分離器上裝有爆破片，當油氣分離器壓力超過(guò)規定值后，爆破片將爆開(kāi)進(jìn)行泄壓從而保護油氣分離器繼而保護整個(gè)機組。如圖2 所示，螺桿真空泵控制系統具有完善可靠的監控及保護功能：

　　(1) 高壓停機保護：當主機排氣壓力P1 超過(guò)設定值時(shí)，機組將報警停機;

　　(2) 高溫停機保護：在排氣溫度T1 超過(guò)設定值時(shí)，機組將報警停機;

　　(3) 主機回油壓力保護：當回油壓力P3 低于設定值時(shí)，機組將報警停機。壓力低于設定值時(shí)，不能維持整個(gè)機組潤滑油的正常循環(huán)，將會(huì )導致主機缺油而引起各類(lèi)故障使機組不能正常運行。

3、結束語(yǔ)

　　此真空泵控制系統已廣泛應用于我公司生產(chǎn)的各類(lèi)噴油式螺桿真空泵產(chǎn)品上，經(jīng)過(guò)一系列的實(shí)際測試驗證、現場(chǎng)應用表明：此設計富有極佳的真空度調節和穩定功能， 能實(shí)現自動(dòng)0- 100%的進(jìn)氣調節;作為我公司專(zhuān)有真空泵控制技術(shù)，能夠確保提供穩定無(wú)脈沖的真空，其真空度及抽氣量能基本不受外界因素的影響，各項性能指標穩定可靠。同時(shí)此項控制技術(shù)也得到了廣大終端客戶(hù)的一致認可和贊揚，對于相關(guān)真空泵控制技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展也有著(zhù)積極的借鑒意義。

參考文獻

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