[发明专利]平衡型罗茨真空泵系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及罗茨真空泵技术领域，特别是一种平衡型罗茨真空泵系统及其控制方法。

背景技术

罗茨真空泵按其用途可分三大类，其一是普通罗茨真空泵，目前较广泛地应用于真空冶炼、真空镀膜、真空浸渍、医药化工、航天空模拟等领域；其二是气冷式罗茨真空泵，利用冷却的气体或大气直接冷却转子，提高了罗茨真空泵的抗热能力，因此适用于高温、高压缩比和高压差等普通罗茨真空泵不能承受的工况，如一些电力和石化工业领域；三是湿式(水冷)罗茨真空泵，该类真空泵从吸气口直接喷入小量水进行冷却气体，结构与常规罗茨真空泵相比更复杂，运行噪音大，主要用于造纸和工业除尘行业，适用范围相对较窄。目前国内外生产罗茨真空泵的厂家非常多，主要都是生产普通罗茨真空泵和气冷式罗茨真空泵，并以生产普通罗茨真空泵的厂家最多。

普通罗茨真空泵是一种双转子的容积式真空泵，两转子朝相反方向高速旋转，二者与泵体组合成的空间不断变化而吸入和排出气体，转子与转子、转子与泵体之间均是间隙配合。罗茨真空泵在压缩做功的过程中产生的热量会传到转子和泵体上，转子的热量难以传到外面，而泵体的热量容易散发到大气中，两者出现温差会造成热膨胀率不相同导致配合间隙减少甚至卡死。因此，普通罗茨真空泵的工作负荷和压差都受到局限，而且对加工精度、装配精度和材料的热稳定性都有较高的要求，目前国内的生产的罗茨真空泵与国际一流厂家生产的真空泵差异主要也是在稳定可靠性方面。采用气冷式罗茨真空泵，虽然能提高罗茨真空泵的抗热能力，但是气体的回流会降低罗茨泵的抽气效率，而且要实现转子抽气时对回流口的密封，必然要求转子体积加大造成有效抽气容积下降，因此气冷式罗茨真空泵的效率相对较低。由于两种罗茨泵的特性相差较大，两者基本上不能互换使用，通用性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种平衡型罗茨真空泵系统和控制方法，可根据实际的工况的要求，自动调节回流冷却气体管路的开度，实现罗茨真空泵可同时作为普通罗茨真空泵和气冷罗茨泵使用，兼备两种罗茨泵的优点，在确保罗茨真空泵工作可靠的前提下，尽量提高罗茨真空泵的性能。

为达到上述功能，本发明提供的技术方案是：

一种平衡型罗茨真空泵系统，包括罗茨真空泵、冷凝器、检测机构和DCS系统；

所述罗茨真空泵的泵体的两侧分别设置有回流口，所述回流口上安装有自动调节阀；

所述冷凝器设置在所述罗茨真空泵的出气口上，所述冷凝器和所述回流口之间通过管路连接；

所述检测机构包括压力传感器a、压力传感器b和温度传感器，所述压力传感器a和所述压力传感器b分别设置在所述罗茨真空泵的进气管路和排出管路上，所述温度传感器设置在所述罗茨真空泵的排出管路上；

DCS系统包括输入模块、输出模块、存储模块和处理器；所述输入模块与所述压力传感器a和所述压力传感器b和所述温度传感器电连接；所述输入模块用于接收所述压力传感器a和所述压力传感器b检测的罗茨真空泵的进口压力P_I和出口压力P₀，所述温度传感器检测的罗茨真空泵的出口排气温度T₀，并把P_I、P₀和T₀传送给处理器；

所述存储模块与所述处理器电连接，用于存储预先设定好的P_min、P_max、n、T_max和允许非正常状态持续时长t的初始数值以及各种工况状态(P_min是罗茨真空泵入口绝对压力允许的最小值，P_max是罗茨真空泵入口绝对压力允许的最大值，n是罗茨真空泵设计选型时选用的压缩比，T_max是罗茨真空泵出口排气温度允许的最大值)；

所述处理器把接收到的P_I、P₀和T₀与所述存储器中的预设值进行比较，选择相应的工况，并生成控制信号；

所述输出模块与处理器和所述自动调节阀电连接，所述输出模块根据控制信号调节所述自动调节阀的开度。

本发明还提供了上述平衡型罗茨真空泵系统的控制方法，包括以下步骤，

S1、DCS系统读取P_I、P₀和T₀的数值；

S2、DCS系统根据收到的数值与设定好的数值进行比较，确定平衡型罗茨真空泵系统处于哪种工况状态；

S3、DCS系统根据工况状态编号发出信号给自动调节阀，自动调节阀执行相应的动作；