[发明专利]罗茨大气直排智能机组及其运行控制策略

说明书

技术领域

本发明涉及真空设备技术领域，尤其涉及一种罗茨大气直排智能机组。

背景技术

真空机组是根据不同行业工艺要求来组合的机组；真空机组具有节能效果显著，真空度明显提高，抽速区域增宽，占地面积小等优点。罗茨大气直排智能机组是主泵为罗茨真空泵的真空机组。

罗茨真空泵的泵内装有两个相反方向同步旋转的叶形转子，转子间、转子与泵壳内壁间有细小间隙而互不接触的一种变容真空泵。罗茨真空泵根据工作范围的不同可以分为直排大气的低真空罗茨泵、中真空罗茨泵和高真空多级罗茨泵。

罗茨真空泵是一种无内压缩的真空泵，通常压缩比很低，故高、中真空泵在工作时需要前级泵的配合来提高压缩比；罗茨真空泵不但抽真空的效果不好、真空度低，且不能在低真空状态启动，也不能在高真空状态持续运行否则会造成罗茨真空泵报废。因而，现有的罗茨大气直排智能机组需要前级泵先运行，在真空度达到符合罗茨真空泵运行要求(如 1000Pa)后再启动罗茨真空泵工作，显然前级泵从大气压抽至1000Pa所需的时间远远大于罗茨真空泵运行的时间，因此存在着抽真空时间比较长的问题。真空度高于罗茨真空泵运行要求(如小于500Pa)控制罗茨真空泵停止运行，待真空度高于罗茨真空泵运行要求(如大于500Pa)控制罗茨真空泵重新启动工作。罗茨真空泵反复启动与停机，存在着罗茨泵损害大，以及对电网冲击大和单位能耗高等问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种罗茨大气直排智能机组，本发明要解决的技术问题是如何降低抽真空所需的时间。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：本罗茨大气直排智能机组，包括罗茨真空泵与前级泵，所述罗茨真空泵包括泵体与罗茨电机，前级泵包括前级电机；其特征在于，本罗茨大气直排智能机组还包括负压传感器、具有用于监测罗茨电机运行转速的监测单元的控制系统；负压传感器设置在罗茨真空泵的泵体内，负压传感器与控制系统电连接；罗茨电机通过自适应变频器与控制系统电连接，前级电机与控制系统电连接。

负压传感器用于监测罗茨真空泵的泵体内气压大小；控制系统根据负压传感器监测得到泵体内气压大小以及前级电机反馈的信号控制罗茨电机是否启动；控制系统还根据负压传感器监测得到泵体内气压大小和监测单元检测得到罗茨电机运行状态控制罗茨电机转速以及控制提高或降低转速的加速度。

在上述的罗茨大气直排智能机组中，所述控制系统具有逻辑运算单元和运行控制单元，负压传感器与运行控制单元电连接，运行控制单元、监测单元、自适应变频器、前级电机均与逻辑运算单元电连接。

在上述的罗茨大气直排智能机组中，所述监测单元包括设置在罗茨电机上用于检测电机转轴转速的转速传感器，转速传感器与逻辑运算单元电连接。

在上述的罗茨大气直排智能机组中，所述监测单元包括与罗茨电机电连接的电流测量仪和电压测量仪；电流测量仪和电压测量仪均与逻辑运算单元电连接。电流测量仪用于实时监测罗茨电机运行状态下的电流。电流测量仪用于实时监测罗茨电机运行状态下的电压。通过电流与电压综合反应罗茨电机运行实时转速状态。

在上述的罗茨大气直排智能机组中，所述负压传感器位于罗茨真空泵的进气接管内或泵腔内或排气接管内。

在上述的罗茨大气直排智能机组中，所述前级泵为滑阀真空泵或旋片真空泵、液环真空泵或干式真空泵。

本罗茨大气直排智能机组运行控制策略，其特征在于，包括以下控制模式：罗茨真空泵启动，在前级电机启动情况下，罗茨真空泵泵体内气压低于运行控制单元内设定的启动气压，逻辑运算单元控制自适应变频器实现罗茨电机低速启动；

罗茨真空泵变速运行，在罗茨真空泵启动情况下，运行控制单元根据罗茨真空泵的泵体内气压大小值给逻辑运算单元发送体现罗茨电机理论转速的信号；逻辑运算单元结合监测单元检测得到罗茨电机运行转速控制罗茨电机转速以及控制提高或降低转速的加速度。

在上述的罗茨大气直排智能机组运行控制策略中，所述运行控制单元内设定的启动气压略低于罗茨大气直排智能机组运行所在地 气压。如罗茨大气直排智能机组运行所在地 气压为标准大气压，则设定的启动气压为100KPa。

在上述的罗茨大气直排智能机组运行控制策略中，所述罗茨电机低速启动时的转速为罗茨电机允许最高运行转速的10％～50％。

在上述的罗茨大气直排智能机组运行控制策略中，所述运行控制单元发送体现罗茨电机理论转速的信号还结合罗茨真空泵抽气速率与前级泵抽气速率比值。