大抽氣量多支路流量精確控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】大抽氣量多支路流量精確控制系統(tǒng)，屬于真空設(shè)備控制領(lǐng)域。包括真空系統(tǒng)（2），其特征在于：包括多條與真空系統(tǒng)（2）相連的分支吸氣管路（6），所有分支吸氣管路（6）同時接入主吸氣管路（15），主吸氣管路（15）上依次并聯(lián)連接有補(bǔ)氣單元、壓力檢測調(diào)節(jié)單元以及抽真空單元，補(bǔ)氣單元、壓力檢測調(diào)節(jié)單元以及抽真空單元由控制電路控制。本發(fā)明流量精確控制系統(tǒng)可以對大型真空系統(tǒng)進(jìn)行大流量多支路抽真空操作，能夠保證流量精確控制。采用PLC對系統(tǒng)進(jìn)行控制，同時分別設(shè)置PLC主、從站，可以更好地實現(xiàn)流量控制，智能化程度更高。
【專利說明】大抽氣量多支路流量精確控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]大抽氣量多支路流量精確控制系統(tǒng)，屬于真空設(shè)備控制領(lǐng)域。具體涉及一種對大型真空系統(tǒng)進(jìn)行抽真空的流量精確控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中，許多科學(xué)實驗需要在真空的環(huán)境中進(jìn)行，但現(xiàn)有類似的真空實驗由于條件及試驗規(guī)模的限制存在著抽氣量小及分支路少精度不高，自動化程度低等問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種針對大型真空系統(tǒng)進(jìn)行抽真空操作，能夠保證分支吸氣管路內(nèi)流量精確控制的大抽氣量多支路流量精確控制系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:該大抽氣量多支路流量精確控制系統(tǒng)，包括真空系統(tǒng)，其特征在于:包括多條與真空系統(tǒng)相連的分支吸氣管路，所有分支吸氣管路同時接入主吸氣管路，主吸氣管路上依次并聯(lián)連接有補(bǔ)氣單元、壓力檢測調(diào)節(jié)單元以及抽真空單元，補(bǔ)氣單元、壓力檢測調(diào)節(jié)單元以及抽真空單元由控制電路控制。
[0005]所述的抽真空單元為一組或多組真空機(jī)組，真空機(jī)組中的真空泵吸氣管路一端并聯(lián)接入主吸氣管路，真空泵吸氣管路的另一端串聯(lián)連接止回閥之后與水環(huán)真空泵的進(jìn)氣口相連，水環(huán)真空泵的排氣口通過管路與汽水分離器相連，汽水分離器的回水管路中串聯(lián)連接有回水泵，汽水分離器的排氣口處連接有排氣管路，排氣管路的另一端連接有消音器，進(jìn)水管路依次串聯(lián)連接手動球閥和電動開關(guān)閥之后與水環(huán)真空泵的進(jìn)水口相連，在進(jìn)水管路上同時設(shè)置有供水泵，電動機(jī)通過減速機(jī)與水環(huán)真空泵相連。
[0006]所述的真空機(jī)組可為三組。
[0007]所述的補(bǔ)氣單元為一條或多條并聯(lián)的補(bǔ)氣管路，在每條補(bǔ)氣管路上分別串聯(lián)連接有補(bǔ)氣調(diào)節(jié)閥，在每條補(bǔ)氣管路的末端設(shè)置有過濾網(wǎng)。
[0008]所述的壓力檢測調(diào)節(jié)單元為設(shè)置于補(bǔ)氣單元和抽真空單元之間的第三真空表、第一壓力變送器、主管路調(diào)節(jié)閥、第四真空表以及第二壓力變送器。
[0009]所述的第一壓力變送器和第二壓力變送器為絕壓變送器。
[0010]所述的分支吸氣管路為多條，其上依次串聯(lián)連接有流量計、第二真空表以及氣動調(diào)節(jié)閥。
[0011]所述的流量計為槽道流量計。
[0012]在所述的控制電路中，6KV電壓接入高壓開關(guān)柜Ul內(nèi)，高壓開關(guān)柜Ul輸出端依次連接高壓軟啟動柜U2?U4為其供電，高壓開關(guān)柜Ul同時與PLC從站的DI模塊機(jī)DO模塊相連，高壓開關(guān)柜Ul、高壓軟啟動柜U2?U4、電動閥門執(zhí)行器U5?U7、絕壓變送器U8以及正壓變送器U9通過總線Profibus-DP2與PLC從站的通訊模塊相連，電機(jī)啟動器U10?U13同時與PLC從站的DI模塊機(jī)DO模塊相連，氣動閥門定位器U14、流量計U15以及絕壓變送器U16同時通過總線Profibus-DPl與PLC主站的主CPU模塊相連，PLC主站和從站之間通過光纖連接。
[0013]所述的PLC主站型號為S7-300，PLC從站型號為ET200M。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的所具有的有益效果是:
1、本發(fā)明的流量精確控制系統(tǒng)可對大型真空系統(tǒng)進(jìn)行多條分支吸氣管路同時抽真空操作，每條分支吸氣管路內(nèi)的流量可達(dá)3m3/s，并能夠保證流量精確控制。
[0015]2、系統(tǒng)內(nèi)的流量計采用槽道流量計，具有輸出信號大、永久性壓力損失小、流動極為穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點。
[0016]3、本控制系統(tǒng)可采用常規(guī)手段實現(xiàn)對真空系統(tǒng)抽真空的操作，同時通過相應(yīng)軟件控制可實現(xiàn)系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)，應(yīng)用范圍更廣。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為大抽氣量多支路流量精確控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為大抽氣量多支路流量精確控制系統(tǒng)真空泵抽氣單元結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3為大抽氣量多支路流量精確控制系統(tǒng)控制原理圖。
[0020]其中:1、第一真空表 2、真空系統(tǒng) 3、流量計 4、第二真空表 5、氣動調(diào)節(jié)閥
6、分支吸氣管路7、補(bǔ)氣管路8、補(bǔ)氣調(diào)節(jié)閥9、過濾網(wǎng)10、第三真空表11、第一壓力變送器 12、主管路調(diào)節(jié)閥13、第四真空表 14、第二壓力變送器 15、主吸氣管路16、真空機(jī)組17、真空泵吸氣管路18、止回閥19、水環(huán)真空泵20、汽水分離器21、回水管路22、排氣管路23、進(jìn)水管路24、球閥25、電動開關(guān)閥26、電動機(jī)27、減速機(jī)。
【具體實施方式】
[0021]圖f 3是本發(fā)明的最佳實施例，下面結(jié)合附圖f 3對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0022]如圖1所示，本發(fā)明的流量精確控制系統(tǒng)中，真空系統(tǒng)2上設(shè)置有第一真空表I。在真空系統(tǒng)2 —側(cè)連接有多條分支吸氣管路6，每一條分支吸氣管路6分別對應(yīng)真空系統(tǒng)2內(nèi)的I個試驗區(qū)域。每一條分支吸氣管路6上依次串聯(lián)連接有流量計3、第二真空表4、以及氣動調(diào)節(jié)閥5，其中流量計3采用槽道流量計。從真空系統(tǒng)2內(nèi)引出的多條分支吸氣管路6同時匯入主吸氣管路15內(nèi)，每條分支吸氣管路6內(nèi)的流量可達(dá)3m3/s，主吸氣管路15同時并聯(lián)連接有補(bǔ)氣單元以及3組真空機(jī)組16。在主吸氣管路15上，補(bǔ)氣單元和3組真空機(jī)組16之間依次串聯(lián)連接有第三真空表10、第一壓力變送器11、主管路調(diào)節(jié)閥12、第四真空表13以及第二壓力變送器14，第一壓力變送器11和第二壓力變送器14為絕壓傳感器。補(bǔ)氣單元為兩條并聯(lián)的補(bǔ)氣管路7，在每條補(bǔ)氣管路7上分別串聯(lián)連接有補(bǔ)氣調(diào)節(jié)閥8，在每條補(bǔ)氣管路7的末端設(shè)置有過濾網(wǎng)9。真空機(jī)組16可根據(jù)需要設(shè)置一組或多組，補(bǔ)氣管路7同時可根據(jù)需要設(shè)置一條或并排設(shè)置的多條。
[0023]如圖2所示，真空機(jī)組16中的真空泵吸氣管路17 —端并聯(lián)接入主吸氣管路15，真空泵吸氣管路17的另一端串聯(lián)連接止回閥18之后與水環(huán)真空泵19的進(jìn)氣口相連，水環(huán)真空泵19的排氣口通過管路與汽水分離器20相連，由水環(huán)真空泵19排出的夾雜有大量水分的氣體經(jīng)汽水分離器20后干燥的氣體由排氣管路22排出，分離出的水由回水管路21回收，回水管路21中串聯(lián)連接有回水泵(圖中未畫出)，汽水分離器20的排氣口處連接有排氣管路22，排氣管路22的另一端連接有消音器(圖中未畫出)。進(jìn)水管路23依次串聯(lián)連接球閥24和電動開關(guān)閥25之后與水環(huán)真空泵19的進(jìn)水口相連，在進(jìn)水管路23上同時設(shè)置有供水泵(圖中未畫出)。電動機(jī)26通過減速機(jī)27與水環(huán)真空泵19相連。
[0024]如圖3所示的大抽氣量多支路流量精確控制系統(tǒng)原理圖中，6KV電壓接入高壓開關(guān)柜Ul內(nèi)，高壓開關(guān)柜Ul輸出端依次連接高壓軟啟動柜U2?U4為其供電，高壓開關(guān)柜Ul同時與PLC從站的DI模塊機(jī)DO模塊相連。高壓開關(guān)柜U1、高壓軟啟動柜U2?U4、電動閥門執(zhí)行器U5?U7、絕壓變送器U8以及正壓變送器U9通過總線Profibus-DP2與PLC從站的通訊模塊相連。電機(jī)啟動器U1(TU13同時與PLC從站的DI模塊機(jī)DO模塊相連。氣動閥門定位器U14、流量計U15以及絕壓變送器U16同時通過總線Profibus-DPl與PLC主站的主CPU模塊相連。PLC主站與PLC從站分別通過其內(nèi)的通訊模塊實現(xiàn)連接。
[0025]在圖3中，高壓軟啟動柜U2?U4分別對應(yīng)3組真空機(jī)組16內(nèi)的三個水環(huán)真空泵19，通過高壓軟啟動柜U2?U4分別啟動三個水環(huán)真空泵19。電動閥門執(zhí)行器U5用于控制主管路調(diào)節(jié)閥12，電動閥門執(zhí)行器U6?U7分別用于控制兩條補(bǔ)氣管路7中的兩個補(bǔ)氣調(diào)節(jié)閥
8。絕壓變送器U8為第一壓力變送器11，正壓變送器U9為串聯(lián)在進(jìn)水管路23上的正壓力送器。電機(jī)啟動器UlO對應(yīng)與三條進(jìn)水管路23相連的，用于為三臺水環(huán)真空泵19供水的供水泵，供水泵與蓄水池(圖中未畫出)相連；電機(jī)啟動器Ull對應(yīng)與三條回水管路21中的回水泵；電機(jī)啟動器U12對應(yīng)回水備用泵。電機(jī)啟動器U13為系統(tǒng)中冷卻塔(圖中未畫出)內(nèi)的電機(jī)，在實際系統(tǒng)中，三條回水管路21匯于一處后串聯(lián)連接回水泵與冷卻塔入水口相連。氣動閥門定位器U14表示16臺相同的氣動閥門定位器，分別對應(yīng)上述的16條DN200的分支吸氣管路6上的16臺氣動調(diào)節(jié)閥5。流量計U15表示18臺流量計,分別對應(yīng)上述的18條分支吸氣管路6上的18臺槽道流量計。絕壓變送器U16對應(yīng)第二壓力變送器14。
[0026]具體工作過程及原理如下:在開始運行時，操作人員首先通過PLC開啟本系統(tǒng)內(nèi)的各外圍設(shè)備，包括通過電機(jī)啟動器Ul3開啟冷卻塔內(nèi)的電機(jī),通過電機(jī)啟動器UlO和電機(jī)啟動器Ull分別啟動供水泵和回水泵。然后根據(jù)具體的試驗項目及要求設(shè)定需要開啟的分支吸氣管路6的數(shù)量，并分別計算每條分支吸氣管路6的吸氣流量。然后通過每條分支吸氣管路6的吸氣流量PLC計算出主吸氣管路15內(nèi)吸氣的總流量，并通過該總流量計算出需要開啟的水環(huán)真空泵19的數(shù)量，使所有開啟的水環(huán)真空泵19的總吸氣量大于主吸氣管路15內(nèi)的總流量。然后通過PLC開啟高壓軟啟動柜U2?U4中的一臺或多臺，同時通過氣動閥門定位器U14將需要開啟的分支吸氣管路6內(nèi)的氣動調(diào)節(jié)閥5開啟到對應(yīng)的開度，不需要開啟的分支吸氣管路6關(guān)閉。此時通過PLC開啟電動閥門執(zhí)行器U5?U7，通過電動閥門執(zhí)行器U5?U7啟動主管路調(diào)節(jié)閥12以及兩個補(bǔ)氣調(diào)節(jié)閥8的開度。
[0027]此時，補(bǔ)氣調(diào)節(jié)閥8與主吸氣管路15上的第一壓力變送器11和第二壓力變送器14與兩補(bǔ)氣調(diào)節(jié)閥8形成PID回路，保證吸氣壓力穩(wěn)定在技術(shù)要求的范圍內(nèi)；同時每一條分支吸氣管路6上的氣動調(diào)節(jié)閥5和流量計3 (流量計U15)組成PID回路，隨時進(jìn)行自整定，任一支路發(fā)生變化，其它支路同時進(jìn)行整定，保證每一支路的流量在技術(shù)要求范圍內(nèi)。
[0028]在系統(tǒng)運行時，PLC從站內(nèi)的DI模塊同時接收高壓開關(guān)柜Ul以及各水泵、冷卻塔電機(jī)的啟停信號以及工作狀態(tài)的信號，同時通過DO模塊對各設(shè)備發(fā)出控制信號。
[0029]在本發(fā)明中PLC主站型號為S7-300，從站型號為ET200M，PLC主、從站之間通過光纖連接。PLC主站上同時連接有控制面板。
[0030]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.大抽氣量多支路流量精確控制系統(tǒng)，包括真空系統(tǒng)(2)，其特征在于:包括多條與真空系統(tǒng)(2)相連的分支吸氣管路(6)，所有分支吸氣管路(6)同時接入主吸氣管路(15)，主吸氣管路(15)上依次并聯(lián)連接有補(bǔ)氣單元、壓力檢測調(diào)節(jié)單元以及抽真空單元，補(bǔ)氣單元、壓力檢測調(diào)節(jié)單元以及抽真空單元由控制電路控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大抽氣量多支路流量精確控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的抽真空單元為一組或多組真空機(jī)組(16)，真空機(jī)組(16)中的真空泵吸氣管路(17) 一端并聯(lián)接入主吸氣管路(15)，真空泵吸氣管路(17)的另一端串聯(lián)連接止回閥(18)之后與水環(huán)真空泵(19 )的進(jìn)氣口相連，水環(huán)真空泵(19 )的排氣口通過管路與汽水分離器(20 )相連，汽水分離器(20)的回水管路(21)中串聯(lián)連接有回水泵，汽水分離器(20)的排氣口處連接有排氣管路(22)，排氣管路(22)的另一端連接有消音器，進(jìn)水管路(23)依次串聯(lián)連接手動球閥(24)和電動開關(guān)閥(25)之后與水環(huán)真空泵(19)的進(jìn)水口相連，在進(jìn)水管路(23)上同時設(shè)置有供水泵，電動機(jī)(26)通過減速機(jī)(27)與水環(huán)真空泵(19)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大抽氣量多支路流量精確控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的真空機(jī)組(16)可為三組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大抽氣量多支路流量精確控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的補(bǔ)氣單元為一條或多條并聯(lián)的補(bǔ)氣管路(7)，在每條補(bǔ)氣管路(7)上分別串聯(lián)連接有補(bǔ)氣調(diào)節(jié)閥(8 )，在每條補(bǔ)氣管路(7 )的末端設(shè)置有過濾網(wǎng)(9 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大抽氣量多支路流量精確控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的壓力檢測調(diào)節(jié)單元為設(shè)置于補(bǔ)氣單元和抽真空單元之間的第三真空表(10)、第一壓力變送器(11)、主管路調(diào)節(jié)閥(12)、第四真空表(13)以及第二壓力變送器(14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大抽氣量多支路流量精確控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的第一壓力變送器(11)和第二壓力變送器(14)為絕壓變送器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大抽氣量多支路流量精確控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的分支吸氣管路(6)為多條，其上依次串聯(lián)連接有流量計(3)、第二真空表(4)以及氣動調(diào)節(jié)閥(5)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的大抽氣量多支路流量精確控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的流量計(3)為槽道流量計。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大抽氣量多支路流量精確控制系統(tǒng)，其特征在于:在所述的控制電路中，6KV電壓接入高壓開關(guān)柜Ul內(nèi)，高壓開關(guān)柜Ul輸出端依次連接高壓軟啟動柜U2?U4為其供電，高壓開關(guān)柜Ul同時與PLC從站的DI模塊機(jī)DO模塊相連，高壓開關(guān)柜Ul、高壓軟啟動柜U2?U4、電動閥門執(zhí)行器U5?U7、絕壓變送器U8以及正壓變送器U9通過總線Profibus-DP2與PLC從站的通訊模塊相連，電機(jī)啟動器U10?U13同時與PLC從站的DI模塊機(jī)DO模塊相連，氣動閥門定位器U14、流量計U15以及絕壓變送器U16同時通過總線Profibus-DPl與PLC主站的主CPU模塊相連，PLC主站和從站之間通過光纖連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的大抽氣量多支路流量精確控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的PLC主站型號為S7-300，PLC從站型號為ET200M。
【文檔編號】F04D27/00GK103727051SQ201410021964
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2014年1月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月18日
【發(fā)明者】陳維茂, 燕洪順, 馬新華, 孫向東, 楊志兵, 劉勛濤, 荊延波, 宋文玲, 孟凡瑞 申請人:淄博水環(huán)真空泵廠有限公司