一种基于罗茨真空泵的节能控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于罗茨真空泵的节能控制系统，涉及真空泵技术领域，包括压力传感器、压力调整模块、温度传感器、温度调节模块、运行监测模块以及报警模块；压力传感器用于实时采集真空泵排气口的压力，压力调整模块用于根据当前压力与设定值的压差控制相应的溢流电磁阀打开，调节真空泵功率与压差的比值，使功率与压差相匹配，达到平衡点，确保真空泵在额定工作电流下工作，避免出现过载现象；温度调节模块用于对冷凝器流经真空泵的冷却水温度进行自动控制，采取内外温差不同差值区间控制温度不同的方式，提高真空泵高负荷时间段的冷却散热速度，减少真空泵低负荷时间段的能源消耗，以达到节能、提高真空泵工作效率的目的。提高真空泵工作效率的目的。提高真空泵工作效率的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种基于罗茨真空泵的节能控制系统


[0001]本专利技术涉及真空泵
，具体是一种基于罗茨真空泵的节能控制系统。

技术介绍

[0002]罗茨真空泵具有启动快，耗功少，运转维护费用低，效率高等优点，在工矿企业上被广泛应用。造纸加工行业也普遍应用罗茨真空泵，其工作过程是转子将空气从进风口吸入机壳，然后从出风口进入排风管，再由排风管输送出去；
[0003]但是罗茨真空泵压缩气体所需的功率与压差成正比，一旦气体压差过高，泵就可能出现过载现象；气体在压缩时产生的热量会立刻传导在罗茨真空泵的泵壳内壁、转子以及端盖内侧上。当端盖内侧和泵壳内壁收到热量后，会升温与端盖外侧和泵壳外壁形成温度差，从而把热量传递到了端盖外侧和泵壳外侧，而当端盖外侧和泵壳外侧与外界产生了温度差，则发生散热。由于转子在泵壳内侧，无法散热，在真空泵过热时，真空泵的能耗会增加很多，加大了能源的消耗。同时现有的罗茨真空泵控制系统不能够实时监测真空泵的运行数据并进行预警分析，导致罗茨真空泵的工作效率降低。

技术实现思路

[0004]为了解决上述方案存在的问题，本专利技术提供了一种基于罗茨真空泵的节能控制系统。本专利技术通过压力传感器和压力调整模块实时控制压差，自动调整真空泵功率与压差比值，使功率与压差相匹配，达到平衡点，确保真空泵在额定工作电流下工作，避免出现过载现象；通过温度调节模块对冷凝器流经真空泵的冷却水温度进行自动控制，采取内外温差不同差值区间控制温度不同的方式，提高真空泵高负荷时间段的冷却散热速度，同样减少真空泵低负荷时间段的能源消耗，以达到节能、提高真空泵工作效率的目的；同时本专利技术能够实时监测真空泵的运行数据并进行预警分析，提示管理人员对真空泵进行检修，进一步提高真空泵的工作效率。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种基于罗茨真空泵的节能控制系统，包括压力传感器、数据分析模块、控制器、压力调整模块、温度传感器、温度调节模块、运行监测模块以及报警模块；
[0007]压力传感器：设置于真空泵的排气口，用于实时采集真空泵排气口的压力，并将其发送至数据分析模块；
[0008]数据分析模块：用于获取真空泵排气口的压力并将该压力与设定值相比较，若真空泵排气口的压力大于设定值，则生成压力调整信号；所述数据分析模块用于将压力调整信号传输至控制器，所述控制器接收到压力调整信号后驱动控制压力调整模块进行压力调整；
[0009]温度传感器：设置于真空泵的泵壳内壁和泵壳外壁，用于实时采集真空泵泵壳内壁和泵壳外壁的温度，并将采集的真空泵泵壳内壁和泵壳外壁的温度经控制器传输至温度调节模块；
[0010]所述温度调节模块为冷凝器，用于根据当前真空泵泵壳内壁和泵壳外壁的温度控制冷凝器流经真空泵的冷却水温度，对真空泵进行散热；
[0011]所述运行监测模块用于采集真空泵的运行数据并进行分析，判断真空泵运行是否正常。
[0012]进一步地，所述压力调整模块用于根据当前压力与设定值的压差控制相应的溢流电磁阀打开，调节真空泵功率与压差的比值，使功率与压差相匹配，达到平衡点，确保真空泵在额定工作电流下工作，避免出现过载现象，导致能耗增加，提高了真空泵的工作效率；
[0013]进一步地，所述温度调节模块的具体工作步骤为：
[0014]步骤一：获取当前真空泵泵壳内壁和泵壳外壁的温度，并分别标记为T1、T2；将T1与T2进行差值计算得到内外温差T3；
[0015]步骤二：划分若干个内外温差的差值区间，分别为t1，t2，
…
，tN；
[0016]在t1差值区间内，控制器用于将泵壳内壁的温度T1与设定温度阈值相比较，根据比较结果发出冷凝器关闭或者开启信号；
[0017]若发出冷凝器开启信号，由控制器判断T1的温度区间是否达到设定条件；
[0018]若达到设定条件，则由控制器控制温度调节模块在t1差值区间内的冷却水出水温度为t1差值区间设定值；
[0019]若未达到设定条件，则保持冷凝器运行参数不变；若泵壳内壁温度T1达到t1差值区间的上限值，则温度调节模块自动进入下一差值区间运行；其中运行参数为冷凝器的冷却水出水温度；
[0020]若泵壳内壁温度T1未达到进入下一差值区间的设定要求，则冷凝器继续维持本差值区间的运行参数，重复上述控制逻辑，直至由控制器判定本t1差值区间完成，则温度调节模块自动进入t2差值区间运行；其中本t1差值区间完成表现为内外温差T3不属于t1差值区间；
[0021]步骤三：在t2差值区间内，温度传感器继续采集泵壳内壁温度T1并将其发送至控制器，所述控制器根据设定温度阈值发出冷凝器关闭或者开启信号，之后重复t1差值区间内同样的控制逻辑，其中判定参数改为t2差值区间预设参数，以此类推；
[0022]本专利技术通过温度传感器获取当前真空泵泵壳内壁和泵壳外壁的温度，结合内外温差、泵壳内壁温度和系统预设值，通过温度调节模块对冷凝器流经真空泵的冷却水温度进行自动控制，采取内外温差不同差值区间控制温度不同的方式，提高真空泵高负荷时间段的冷却散热速度，同样减少真空泵低负荷时间段的能源消耗，以达到节能、提高真空泵工作效率的目的；
[0023]进一步地，所述控制器用于将泵壳内壁的温度T1与设定温度阈值相比较，根据比较结果发出冷凝器关闭或者开启信号，具体为：
[0024]若T1≥设定温度阈值，则控制器发出冷凝器开启信号，通过冷凝器对真空泵进行散热；若T1＜设定温度阈值，控制器发出冷凝器关闭信号，控制冷凝器关闭。
[0025]进一步地，所述运行监测模块的具体分析监测过程如下：
[0026]S1：采集真空泵的运行数据，将真空泵在运行过程中的噪音分贝值标记为Z1，将真空泵的单位时间能耗标记为Z2，将真空泵泵壳内壁温度与环境温度的差值标记为Z3；
[0027]S2：利用公式GX＝Z1
×
a1+Z2
×
a2+Z3
×
a3计算得到真空泵的运行检测系数GX，其
中a1、a2、a3均为系数因子；
[0028]S3：将运行检测系数GX与检测系数阈值相比较；若运行检测系数GX≥检测系数阈值，则表示真空泵处于疑似危险状态，并记录疑似危险状态信息；
[0029]S4：当真空泵处于疑似危险状态的持续时长大于预设时长阈值，则判定真空泵运行异常，生成运行异常信号；
[0030]当真空泵处于疑似危险状态的持续时长≤预设时长阈值，继续执行步骤S5；
[0031]S5：获取预设时间内真空泵所有的疑似危险状态信息，对疑似危险状态信息作进一步分析，得到真空泵的威胁系数WX；
[0032]S6：将威胁系数WX与威胁系数阈值相比较；
[0033]若威胁系数WX≥威胁系数阈值，则判定真空泵运行异常，生成运行异常信号；所述运行监测模块用于将运行异常信号传输至控制器，所述控制器接收到运行异常信号后控制真空泵停机，并控制报警模块发出警报，提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于罗茨真空泵的节能控制系统，其特征在于，包括压力传感器、数据分析模块、控制器、压力调整模块、温度传感器、温度调节模块、运行监测模块以及报警模块；压力传感器：设置于真空泵的排气口，用于实时采集真空泵排气口的压力，并将其发送至数据分析模块；数据分析模块：用于获取真空泵排气口的压力并将该压力与设定值相比较，若真空泵排气口的压力大于设定值，则生成压力调整信号；所述控制器接收到压力调整信号后驱动控制压力调整模块进行压力调整；温度传感器：设置于真空泵的泵壳内壁和泵壳外壁，用于实时采集真空泵泵壳内壁和泵壳外壁的温度，并将采集的真空泵泵壳内壁和泵壳外壁的温度经控制器传输至温度调节模块；所述温度调节模块为冷凝器，用于根据当前真空泵泵壳内壁和泵壳外壁的温度控制冷凝器流经真空泵的冷却水温度，对真空泵进行散热；所述运行监测模块用于采集真空泵的运行数据并进行分析，判断真空泵运行是否正常。2.根据权利要求1所述的一种基于罗茨真空泵的节能控制系统，其特征在于，所述压力调整模块用于根据当前压力与设定值的压差控制相应的溢流电磁阀打开，调节真空泵功率与压差的比值，使功率与压差相匹配，达到平衡点。3.根据权利要求1所述的一种基于罗茨真空泵的节能控制系统，其特征在于，所述温度调节模块的具体工作步骤为：步骤一：获取当前真空泵泵壳内壁和泵壳外壁的温度，并分别标记为T1、T2；将T1与T2进行差值计算得到内外温差T3；步骤二：划分若干个内外温差的差值区间，分别为t1，t2，
…
，tN；在t1差值区间内，控制器用于将泵壳内壁的温度T1与设定温度阈值相比较，根据比较结果发出冷凝器关闭或者开启信号；若发出冷凝器开启信号，由控制器判断T1的温度区间是否达到设定条件；若达到设定条件，则由控制器控制温度调节模块在t1差值区间内的冷却水出水温度为t1差值区间设定值；若未达到设定条件，则保持冷凝器运行参数不变；若泵壳内壁温度T1达到t1差值区间的上限值，则温度调节模块自动进入下一差值区间运行；其中运行参数为冷凝器的冷却水出水温度；若泵壳内壁温度T1未达到进入下一差值区间的设定要求，则冷凝器继续维持本差值区间的运行参数，直至由控制器判定本t1差值区间完成，则温度调节模块自动进入t2差值区间运行；步骤三：在t2差值区间内，温度传感器继续采集泵壳内壁温度T1并将其发送至控制器，所述控制器根据设定温度阈值发出冷凝器关闭或者开启信...

【专利技术属性】
技术研发人员：周涌，万孝颖，
申请(专利权)人：广德玉龙泵业有限公司，
类型：发明
国别省市：