罗茨泵机组压差可调式溢流阀的设计和应用

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)淄博真空设备厂有限公司 作者:雷春栋

  在真空系统中,特定工作单元的压差控制十分重要。本文以罗茨真空机组配置的溢流阀为例,介绍了压差可调式溢流阀的设计和应用。通过该溢流阀的合理配置,可以达到保护真空机组系统中相关工作单元的操作安全、控制工艺气体的流量、降低能耗等目的。

  在真空系统设计中,经常需要在一特定的工作单元段控制压差,例如,在罗茨真空机组中罗茨泵的进、排气口压差;化学气体输送系统的进气口、排气口间的压差等。控制压差的目的主要有:保证系统工作单元段的安全稳定运行;控制工艺气体适当回流的流量;降低系统能耗等。在传统的设计方法中,通常采用差压传感器和调节阀组合的模式,控制程序复杂,管线连接繁琐,增加了控制的难度,降低了系统控制的可靠性。压差可调式溢流阀的适用范围广、使用方便,下面就以罗茨真空机组为例,对压差可调式溢流阀的设计和应用进行介绍。

罗茨真空机组的性能特点

  罗茨真空泵具有体积小、运转平稳、转速高、在较宽压力范围内有较大抽速、泵内无摩擦和可获得清洁真空等特点。罗茨真空机组是真空系统中最常见的粗、低、中真空获得单元,可单独工作,也可作为其它泵的前级泵、预抽泵使用,因而在冶金、石油化工、轻工造纸、电工电子以及食品等工业领域得到了广泛应用。

  根据工作压力范围的不同,罗茨真空泵分为低真空(直排大气)罗茨泵和中真空罗茨泵(机械增压泵)。罗茨泵在高压差工况条件运转时,由于压缩过程产生的热量,在转子与泵体之间产生较大的温差,使泵腔内转子因膨胀而卡死,因此不能在高压差下长期工作。气冷罗茨真空泵能承受高压差,可以用于直排大气,但在系统快速从大气压抽气至工艺要求时,罗茨真空泵需要较大的轴功率启动预抽,而在系统稳定运行阶段,一般只有很低的压差,只需要较小的轴功率就可维持运行。溢流阀的合理配置,可以允许罗茨泵在高排出压力下启动,通过控制其压差保持在一定范围内,减小启动阶段轴功率的需求,以减小罗茨泵电机功率的配置。因此,通过在罗茨真空泵组合理配置和使用真空溢流阀,可以节能降耗,提高产品运行可靠性的目的。

  通过一系列的试验和研究,将原来罗茨真空泵上的溢流阀装置作为独立组件,并将其设计成压差可调式,大大拓展了真空溢流阀的使用范围,也使真空系统的配置更加灵活。通过压差可调式溢流阀的使用,可以适当减小罗茨泵的配置电机功率;可以确保罗茨泵运转时的压差小于其最大允许压差,使罗茨泵能够长期可靠运行,也可避免由于误操作造成的损坏;拓展应用到化学气体输送工艺中,能保证进、排气口间压差的恒定、可调。因此,压差可调式溢流阀的使用,可以优化真空系统配置,同时具有明显的节能降耗效果。

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