[發(fā)明專利]一種基于羅茨真空泵的節(jié)能控制系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110791112.3
• 申請(qǐng)日: 2021-07-13
• 公開（公告）號(hào): CN113417853A
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周涌;萬孝穎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣德玉龍泵業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): F04C28/24
• 分類號(hào): F04C28/24;F04C28/28;F04C29/04;F04C25/02
• 代理公司: 合肥正則元起專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34160
• 代理人: 匡立嶺

1.一種基于羅茨真空泵的節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，包括壓力傳感器、數(shù)據(jù)分析模塊、控制器、壓力調(diào)整模塊、溫度傳感器、溫度調(diào)節(jié)模塊、運(yùn)行監(jiān)測(cè)模塊以及報(bào)警模塊；

壓力傳感器：設(shè)置于真空泵的排氣口，用于實(shí)時(shí)采集真空泵排氣口的壓力，并將其發(fā)送至數(shù)據(jù)分析模塊；

數(shù)據(jù)分析模塊：用于獲取真空泵排氣口的壓力并將該壓力與設(shè)定值相比較，若真空泵排氣口的壓力大于設(shè)定值，則生成壓力調(diào)整信號(hào)；所述控制器接收到壓力調(diào)整信號(hào)后驅(qū)動(dòng)控制壓力調(diào)整模塊進(jìn)行壓力調(diào)整；

溫度傳感器：設(shè)置于真空泵的泵殼內(nèi)壁和泵殼外壁，用于實(shí)時(shí)采集真空泵泵殼內(nèi)壁和泵殼外壁的溫度，并將采集的真空泵泵殼內(nèi)壁和泵殼外壁的溫度經(jīng)控制器傳輸至溫度調(diào)節(jié)模塊；

所述溫度調(diào)節(jié)模塊為冷凝器，用于根據(jù)當(dāng)前真空泵泵殼內(nèi)壁和泵殼外壁的溫度控制冷凝器流經(jīng)真空泵的冷卻水溫度，對(duì)真空泵進(jìn)行散熱；

所述運(yùn)行監(jiān)測(cè)模塊用于采集真空泵的運(yùn)行數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，判斷真空泵運(yùn)行是否正常。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于羅茨真空泵的節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力調(diào)整模塊用于根據(jù)當(dāng)前壓力與設(shè)定值的壓差控制相應(yīng)的溢流電磁閥打開，調(diào)節(jié)真空泵功率與壓差的比值，使功率與壓差相匹配，達(dá)到平衡點(diǎn)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于羅茨真空泵的節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度調(diào)節(jié)模塊的具體工作步驟為：

步驟一：獲取當(dāng)前真空泵泵殼內(nèi)壁和泵殼外壁的溫度，并分別標(biāo)記為T1、T2；將T1與T2進(jìn)行差值計(jì)算得到內(nèi)外溫差T3；

步驟二：劃分若干個(gè)內(nèi)外溫差的差值區(qū)間，分別為t1，t2，…，tN；

在t1差值區(qū)間內(nèi)，控制器用于將泵殼內(nèi)壁的溫度T1與設(shè)定溫度閾值相比較，根據(jù)比較結(jié)果發(fā)出冷凝器關(guān)閉或者開啟信號(hào)；

若發(fā)出冷凝器開啟信號(hào)，由控制器判斷T1的溫度區(qū)間是否達(dá)到設(shè)定條件；若達(dá)到設(shè)定條件，則由控制器控制溫度調(diào)節(jié)模塊在t1差值區(qū)間內(nèi)的冷卻水出水溫度為t1差值區(qū)間設(shè)定值；若未達(dá)到設(shè)定條件，則保持冷凝器運(yùn)行參數(shù)不變；若泵殼內(nèi)壁溫度T1達(dá)到t1差值區(qū)間的上限值，則溫度調(diào)節(jié)模塊自動(dòng)進(jìn)入下一差值區(qū)間運(yùn)行；其中運(yùn)行參數(shù)為冷凝器的冷卻水出水溫度；

若泵殼內(nèi)壁溫度T1未達(dá)到進(jìn)入下一差值區(qū)間的設(shè)定要求，則冷凝器繼續(xù)維持本差值區(qū)間的運(yùn)行參數(shù)，直至由控制器判定本t1差值區(qū)間完成，則溫度調(diào)節(jié)模塊自動(dòng)進(jìn)入t2差值區(qū)間運(yùn)行；

步驟三：在t2差值區(qū)間內(nèi)，溫度傳感器繼續(xù)采集泵殼內(nèi)壁溫度T1并將其發(fā)送至控制器，所述控制器根據(jù)設(shè)定溫度閾值發(fā)出冷凝器關(guān)閉或者開啟信號(hào)，之后重復(fù)t1差值區(qū)間內(nèi)同樣的控制邏輯，其中判定參數(shù)改為t2差值區(qū)間預(yù)設(shè)參數(shù)，以此類推。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于羅茨真空泵的節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述運(yùn)行監(jiān)測(cè)模塊的具體分析監(jiān)測(cè)過程如下：

S1：采集真空泵的運(yùn)行數(shù)據(jù)，將真空泵在運(yùn)行過程中的噪音分貝值標(biāo)記為Z1，將真空泵的單位時(shí)間能耗標(biāo)記為Z2，將真空泵泵殼內(nèi)壁溫度與環(huán)境溫度的差值標(biāo)記為Z3；

S2：利用公式GX＝Z1×a1+Z2×a2+Z3×a3計(jì)算得到真空泵的運(yùn)行檢測(cè)系數(shù)GX，其中a1、a2、a3均為系數(shù)因子；

S3：將運(yùn)行檢測(cè)系數(shù)GX與檢測(cè)系數(shù)閾值相比較；若運(yùn)行檢測(cè)系數(shù)GX≥檢測(cè)系數(shù)閾值，則表示真空泵處于疑似危險(xiǎn)狀態(tài)，并記錄疑似危險(xiǎn)狀態(tài)信息；

S4：當(dāng)真空泵處于疑似危險(xiǎn)狀態(tài)的持續(xù)時(shí)長大于預(yù)設(shè)時(shí)長閾值，則判定真空泵運(yùn)行異常，生成運(yùn)行異常信號(hào)；

當(dāng)真空泵處于疑似危險(xiǎn)狀態(tài)的持續(xù)時(shí)長≤預(yù)設(shè)時(shí)長閾值，繼續(xù)執(zhí)行步驟S5；

S5：獲取預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)真空泵所有的疑似危險(xiǎn)狀態(tài)信息，對(duì)疑似危險(xiǎn)狀態(tài)信息作進(jìn)一步分析，得到真空泵的威脅系數(shù)WX；

S6：若威脅系數(shù)WX≥威脅系數(shù)閾值，則判定真空泵運(yùn)行異常，生成運(yùn)行異常信號(hào)；所述運(yùn)行監(jiān)測(cè)模塊用于將運(yùn)行異常信號(hào)傳輸至控制器，所述控制器接收到運(yùn)行異常信號(hào)后控制真空泵停機(jī)，并控制報(bào)警模塊發(fā)出警報(bào)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于羅茨真空泵的節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，威脅系數(shù)WX的計(jì)算方法為：

將真空泵處于疑似危險(xiǎn)狀態(tài)的次數(shù)并標(biāo)記為疑似危險(xiǎn)頻次P1；統(tǒng)計(jì)真空泵每次處于疑似危險(xiǎn)狀態(tài)的時(shí)長并求和得到疑似危險(xiǎn)總時(shí)長P2；

將真空泵處于疑似危險(xiǎn)狀態(tài)的間隔時(shí)間標(biāo)記為G1，得到間隔時(shí)間信息組；

按照標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算公式得到間隔時(shí)間信息組的標(biāo)準(zhǔn)差，并標(biāo)記為η；

若η≤預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)差閾值；則按照平均值計(jì)算公式得到間隔時(shí)間信息組的平均值并標(biāo)記為GT；同時(shí)令參考間隔CK＝GT；若η＞預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)差閾值；則令參考間隔CK＝＝(GT×b1+η×b2)^0.45；其中b1、b2為系數(shù)因子；

利用公式WX＝(P1×b3+P2×b4)/(CK×b5)計(jì)算得到真空泵的威脅系數(shù)WX，其中b3、b4、b5均為系數(shù)因子。