[发明专利]一种高效节能真空装置及方法

说明书

本发明公开了一种高效节能真空装置及方法，真空装置包括抽气部件、多位单通道阀门部件和若干容置部件，多位单通道阀门部件具有若干第一阀口和一个第二阀口，若干第一阀口能够分别与第二阀口连通，容置部件上设有第一气口和第二气口，第一气口和第二气口分别与容置部件内腔连通，第一气口与抽气部件的抽吸口连接，容置部件与第一阀口一一对应，容置部件的第二气口与对应第一阀口连通。本申请在待处理容器与抽气部件间设置若干容置部件，通过具有较低气压的容置部件依次与待处理容器连通来实现对待处理容器的快速脱气。且在下个容置部件与待处理容器连通平衡气压时，抽气部件可以继续对上个容置部件进行抽气，进而保证抽气部件连续运行，节省能源。

技术领域

本发明涉及真空技术领域，尤其涉及一种用于大型容器快速脱气的高效节能真空装置及方法。

背景技术

对于一些大型容积的反应器或者封闭容器，往往在较短的时间内需要从大气压状态下通过真空泵抽吸到较低的真空度，然后维持特定的真空压力一段时间后再破真空，然后再进行抽真空，操作具有周期性。

几乎大多数的客户在这些工艺中都是直接配备一套真空泵组来实现该功能。该真空泵组与客户的反应器或者容器直接连接，中间同时配备一个关断阀门(某些工艺中也会在中间配备一个小容积的缓冲罐，主要起过滤气体的作用)。当客户需要对反应器或者容器抽真空时，则真空泵组启动运行，同时打开阀门，真空泵组直接抽吸相对应的反应器或相应的容器，当其真空度达到要求后并需要破真空时，则关闭真空泵组与反应器或容器之间的阀门。

这里存在三个不足之处，首先，若是客户的反应器或者容器属于周期性获得真空，维持一段时间，然后再破真空。客户必然是通过阀门的开关来实现切换操作，而真空泵组则是长期运行，在不需要抽吸真空的时候，真空泵组的运行能耗就是属于完全的无效浪费。

其次，很多客户的反应器和容器都是需要从一个大气压，即101.3kpa开始抽吸到指定的真空，并且为了提高生产效率，往往要求脱气的时间越短越好。那么则必然要求抽气能力越大越好，但是在这个抽吸过程中，特别是101.3kpa降低到10kpa的时候，只有高能耗的液环真空泵或螺杆真空泵才能提供有效的抽气，低能耗的罗茨真空泵则无法提供有效抽力(这里所指的高能耗是指提供100m³抽气能力所需要的轴功率，比如液环真空泵或螺杆真空泵每100m³抽气能力所需要的轴功率在3.0-3.5kw，而一般罗茨真空泵的100m³抽气能力所需要的轴功率在0.3-0.5kw，两者相差10倍左右)，而且以上所有的真空泵在较低压力工况时，可以实现其最佳的运行效率。若是客户的真空度需求就只有在10-20kpa之间(例如蒸馏塔，解吸塔等)，此时则只适合使用液环真空泵或螺杆真空泵。导致在实际应用中，真空泵组的能耗是非常巨大的。由于电机装机功率高，也使得在客户周期性操作中，不适合频繁的关机或启动，否则将更加剧了无效能源的浪费。

而且随着工业生产朝着规模化和标准化的方向发展，客户大多采用的是多条产线并线生产，不是仅有一个反应器或者容器。那对于上述的真空泵组来说，则必然需要一一对应，而有些重要的工艺装置为了确保可靠性，则更是采用了一用一备的方案，导致真空泵组设备数量很多，如上述所描述的，由于存在周期性的脱气、维持和破真空必然会导致众多的真空泵组在多数时间内属于等待运行，进而导致浪费大量能耗。

这就导致了在这些工艺应用中，无论是怎么配备真空泵组或优化，比如，很多设计工程师利用变频器优化，大压差启动罗茨真空泵等，都不能实现最高效的能耗的利用。特别是在那些多个生产线同时运行时，更是无法彻底解决能耗大量浪费的情况。

因此，结合上述存在的技术问题，有必要提出一种新的技术方案。

发明内容