噴油式螺桿真空泵的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　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(dá)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(jié)在泵的內(nèi)表面上，從而減小容器內(nèi)的氣體分子數(shù)目而達(dá)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(jī)組主要由主機(jī)、電動(dòng)機(jī)、油氣分離器、冷卻風(fēng)扇組件/ 冷卻水路系統(tǒng)和機(jī)組底座等零部件組成。機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，主機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)抽入氣體，大量潤(rùn)滑油也被吸入主機(jī)內(nèi)并與氣體混合;之后油氣混合物離開主機(jī)進(jìn)入油氣分離器，潤(rùn)滑油從氣體中分離出來(lái)，分離后的潤(rùn)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(rùn)滑油流入油過(guò)濾器，重新進(jìn)入主機(jī)。該機(jī)組整個(gè)運(yùn)作流程如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)示意圖

　　在螺桿真空泵中，抽氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)是很重要的一個(gè)系統(tǒng)，為確保機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)節(jié)能性，我公司針對(duì)此螺桿真空泵研發(fā)了對(duì)應(yīng)的真空控制系統(tǒng)，此控制系統(tǒng)主要分兩個(gè)功能：氣量調(diào)節(jié)功能、系統(tǒng)監(jiān)控與保護(hù)功能，其具體的控制原理如下文所述。

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

圖2 系統(tǒng)流程圖

1、氣量調(diào)節(jié)

　　真空機(jī)組的控制系統(tǒng)能根據(jù)抽氣量調(diào)節(jié)主機(jī)所壓縮的氣體量，以減少功耗，抽氣調(diào)節(jié)的范圍是0~100%�？刂葡到y(tǒng)包括：①真空壓力調(diào)節(jié)器、②進(jìn)氣調(diào)節(jié)器、③節(jié)流子、④進(jìn)氣蝶閥、⑤真空機(jī)組，以下通過(guò)機(jī)組運(yùn)行中的三種不同情況：起動(dòng)、常規(guī)運(yùn)行、容量調(diào)節(jié)來(lái)說(shuō)明控制系統(tǒng)的功能，為方便起見，選用一臺(tái)額定真空度為20 in.Hg(508×133 Pa)的真空機(jī)組，其控制原理對(duì)其他真空度的機(jī)組也適用。

a. 起動(dòng);b. 常規(guī)運(yùn)行;c.容量調(diào)節(jié)

圖3 控制系統(tǒng)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(jī)組開始運(yùn)轉(zhuǎn)，蝶閥下游的真空度迅速?gòu)? 升到15 in.Hg，隨著系統(tǒng)真空度的上升，蝶閥逐漸開啟，當(dāng)真空度升到15 in.Hg 時(shí)，蝶閥全部打開，機(jī)組開始滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　(b) 常規(guī)運(yùn)行———15至20 in.Hg((381~508)×133Pa)系統(tǒng)真空度超過(guò)15 in.Hg 后，蝶閥全開，機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)可通過(guò)微電腦監(jiān)控系統(tǒng)的真空度，在此狀態(tài)下，真空壓力調(diào)節(jié)器一直關(guān)閉，進(jìn)氣調(diào)節(jié)器也不動(dòng)作。

　　(c) 容量調(diào)節(jié)———20至23in.Hg((508~584)×133Pa)若所需抽氣量低于額定值，系統(tǒng)真空度將不斷上升，超過(guò)20in.Hg 后，真空壓力調(diào)節(jié)閥將逐漸打開，空氣進(jìn)入控制管線將環(huán)境壓力信號(hào)送到進(jìn)氣調(diào)節(jié)器內(nèi)，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(tǒng)監(jiān)控下，系統(tǒng)真空度將保持在20 至23 in.Hg 之間。

　　(d) 雙級(jí)控制———高于23in.Hg (584×133Pa)當(dāng)機(jī)組配置“雙級(jí)控制”功能時(shí)，在微電腦控制器的控制下，機(jī)組能在不需抽氣時(shí)停機(jī)，當(dāng)系統(tǒng)真空度下降時(shí)，又能自動(dòng)開機(jī)，具體過(guò)程如下：當(dāng)系統(tǒng)真空度升到23in.Hg 時(shí)，微電腦控制器發(fā)出信號(hào)，電磁閥斷電，環(huán)境壓力信號(hào)送入進(jìn)氣調(diào)節(jié)器，將蝶閥關(guān)閉，同時(shí)時(shí)間繼電器開始計(jì)時(shí)，到預(yù)定時(shí)間后，機(jī)組停機(jī);當(dāng)系統(tǒng)真空度降到20in.Hg，機(jī)組又自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。

2、系統(tǒng)監(jiān)控與保護(hù)

　　本機(jī)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(jiān)控器進(jìn)行監(jiān)控，一旦出現(xiàn)堵塞，壓差超過(guò)規(guī)定值，監(jiān)控器將會(huì)發(fā)出相應(yīng)的維護(hù)或報(bào)警信號(hào)，并通過(guò)控制面板上的指示燈顯示出來(lái)，客戶只需要根據(jù)指示進(jìn)行相關(guān)維護(hù)即可。

　　本機(jī)組的油氣分離器上裝有爆破片，當(dāng)油氣分離器壓力超過(guò)規(guī)定值后，爆破片將爆開進(jìn)行泄壓從而保護(hù)油氣分離器繼而保護(hù)整個(gè)機(jī)組。如圖2 所示，螺桿真空泵控制系統(tǒng)具有完善可靠的監(jiān)控及保護(hù)功能：

　　(1) 高壓停機(jī)保護(hù)：當(dāng)主機(jī)排氣壓力P1 超過(guò)設(shè)定值時(shí)，機(jī)組將報(bào)警停機(jī);

　　(2) 高溫停機(jī)保護(hù)：在排氣溫度T1 超過(guò)設(shè)定值時(shí)，機(jī)組將報(bào)警停機(jī);

　　(3) 主機(jī)回油壓力保護(hù)：當(dāng)回油壓力P3 低于設(shè)定值時(shí)，機(jī)組將報(bào)警停機(jī)。壓力低于設(shè)定值時(shí)，不能維持整個(gè)機(jī)組潤(rùn)滑油的正常循環(huán)，將會(huì)導(dǎo)致主機(jī)缺油而引起各類故障使機(jī)組不能正常運(yùn)行。

3、結(jié)束語(yǔ)

　　此真空泵控制系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于我公司生產(chǎn)的各類噴油式螺桿真空泵產(chǎn)品上，經(jīng)過(guò)一系列的實(shí)際測(cè)試驗(yàn)證、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明：此設(shè)計(jì)富有極佳的真空度調(diào)節(jié)和穩(wěn)定功能， 能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)0- 100%的進(jìn)氣調(diào)節(jié);作為我公司專有真空泵控制技術(shù)，能夠確保提供穩(wěn)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(xiàng)性能指標(biāo)穩(wěn)定可靠。同時(shí)此項(xiàng)控制技術(shù)也得到了廣大終端客戶的一致認(rèn)可和贊揚(yáng)，對(duì)于相關(guān)真空泵控制技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展也有著積極的借鑒意義。

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