CN101839252A - 透平真空泵防液体吸入的方法及装置 - Google Patents

Abstract

透平真空泵防液体吸入的方法及装置，属于透平真空泵技术领域，其特征在于在真空管道输出气体通过气液分离器进行气液分离后上行输送到透平真空泵入口所在高度，通过真空管道过滤器进一步进行分离和过滤，过滤后气体水平引入透平真空泵，分离与过滤的杂质均利用重力下落后排除；实现该方法的装置包括真空管道过滤器、气液分离器，真空管道过滤器输入端连接设置过滤器入口直管，真空管道输出端连接设置气液分离器，气液分离器顶部的输出端连接设置分离器出口直管，分离器出口直管、过滤器入口直管之间通过连接弯管连接。该方法及装置能对真空管道内的气液混合物进行充分分离及过滤，保持真空度及气量稳定，确保透平真空泵高效运行。

Description

透平真空泵防液体吸入的方法及装置

技术领域

本发明属于透平真空泵技术领域，具体涉及一种透平真空泵防液体吸入的方法及装置。

背景技术

透平真空泵是一种叶片旋转式真空泵，应用于造纸、化工、冶金等行业的真空系统，由于其抽吸量大、效率高、无需工作液、设备无腐蚀结垢等优点，是容积式真空设备的替代产品。透平真空泵以气体为工作介质，由于液体的密度、粘性系数远大于气体，尤其当离心叶轮的转速高达20000r/min以上时，液体对叶轮产生的作用力也就远大于气体对叶轮的作用力，当介质气体中含有液体时，容易破坏整个转子的平衡，还会造成叶轮叶片断裂、主轴弯曲等严重破坏性后果，需耗费大量的人力、物力去修复，并且由于设备的停机会严重影响造纸企业的生产。而现有技术中，造纸机湿部的真空管道中充满气体、液体、杂质等组成的混合物，混合物分离不充分，大部分直接到达真空设备。因此，透平真空泵的入口应严格控制，以防止液态水进入机组。

发明内容

本发明旨在提供一种气液分离与过滤结合的透平真空泵防液体吸入的方法及装置技术方案，以克服现有技术中存在的问题。

所述的透平真空泵防液体吸入的方法，其特征在于将透平真空泵入口接管与传输的真空管道设置高度差且透平真空泵入口接管位于上方，在真空管道输出端通过气液分离器对输送气体进行气液分离，分离后气体从气液分离器上端引出并上行输送到透平真空泵入口所在高度，然后在透平真空泵入口前通过真空管道过滤器进一步进行分离和过滤，过滤后气体水平引入透平真空泵，分离与过滤的杂质均利用重力下落后排除。

所述的透平真空泵防液体吸入的方法，其特征在于所述的通过气液分离器进行的气液分离采用三级分离，包括首先在螺旋分离器入口端通过螺旋分离器进行离心式气液分离，再在螺旋分离器的输出端与环形阻水器间进行重力式气液分离，然后通过环形阻水器的折流作用进行气液分离；所述的气液分离器最高液位与透平真空泵入口高差比真空泵入口真空度折算成水柱的数值至少大0.5m以上。

所述的透平真空泵防液体吸入的装置，包括水平设置的透平真空泵入口接管、真空管道，其特征在于所述的真空泵入口接管位于真空管道上方，真空泵入口接管输入端配合设置真空管道过滤器，真空管道过滤器输入端连接设置过滤器入口直管，真空管道输出端连接设置气液分离器，气液分离器顶部的输出端连接设置分离器出口直管，分离器出口直管、过滤器入口直管之间通过连接弯管连接，真空管道过滤器底部设置排水装置，气液分离器下部连接设置克负泵。

所述的透平真空泵防液体吸入的装置，其特征在于所述的气液分离器包括筒体，筒体中部、顶端分别设置用于与真空管道、分离器出口直管连接的进口法兰接管、出口法兰接管，筒体底部配合设置排水孔座及与克负泵连接的喷嘴法兰接管，筒体外侧下部配合设置与真空泵控制连接的自动传感液位计，筒体内对应于进口法兰接管配合设有螺旋分离器，螺旋分离器的上方配合设置环形阻水器，环形阻水器进气口配合设置在侧边，出气口与出口法兰接管配合连接。

所述的透平真空泵防液体吸入的装置，其特征在于所述的真空管道过滤器包括一圆柱形的过滤腔体，过滤腔体上、下两端分别设置上盖板、下盖板，过滤腔体同一高度两外侧分别正交设置用于与过滤器入口直管、真空泵入口接管连接的入口接管、出口接管，上盖板、下盖板之间沿过滤腔体中轴线设置与入口接管端面平行的过滤网，入口接管侧的下盖板上配合设置与排水装置连接的排水接口。

所述的透平真空泵防液体吸入的装置，其特征在于所述连接弯管包括与分离器出口直管连接的出口连接管、与过滤器入口直管的入口连接管，出口连接管纵向设置且与分离器出口直管位于同一轴线上，入口连接管相对于过滤器入口直管向下倾斜设置，其倾斜度至少大于1°。

所述的透平真空泵防液体吸入的装置，其特征在于所述的排水装置包括上、下阀门，上、下阀门之间配合设置储水盒，上阀门输入端与真空管道过滤器的底部连接，下阀门输出端连接设置观察管，观察管末端配合设置水封桶。

所述的透平真空泵防液体吸入的装置，其特征在于所述的环形阻水器由内筒体与外环体配合构成，内筒体下部侧边上配合设置进气长槽，外环体为半环结构配合设置在进气长槽外侧，外环体上下端面分别与内筒体连接，内筒体与外环体之间构成环状进气口。

所述的透平真空泵防液体吸入的装置，其特征在于所述过滤腔体内与出口接管连接的最低位置水平设置弧形挡水板，弧形挡水板的弧形边与过滤腔体相接；所述的上盖板上在过滤网的两侧分别配合设置视镜。

所述的透平真空泵防液体吸入的装置，其特征在于所述的上盖板、下盖板之间设置与过滤网插接配合的4条导轨，导轨分别设置在过滤网前、后端的左、右两侧位置，与过滤腔体内侧固定连接。

上述的透平真空泵防液体吸入的方法构思新颖，相应的装置结构合理，采用此方法及装置能使真空管道内的气液混合物在到达透平真空泵前已进行充分分离及过滤，气体被透平真空泵抽走，液体可回收利用，杂质可方便地清理，保持真空度及气量稳定，确保透平真空泵高效运行，满足纸机工艺要求，有利于提高纸机的车速，有效降低造纸真空系统的能耗，既节能又环保。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为所述真空管道过滤器的结构示意图；

图3为图2仰视结构示意图；

图4为图2的A-A截面结构示意图；

图5为所述弧形挡水板的结构示意图；

图6为所述气液分离器的结构示意图；

图7为图6的俯视结构示意图；

图8为图6中环形阻水器的B-B向结构示意图；

图中：1-水封桶、2-观察管、3-下阀门、3a-上阀门、4-储水盒、5-真空泵入口接管、6-真空管道过滤器、7-过滤器入口直管、8-连接弯管、8a-入口连接管、8b-出口连接管、9-气液分离器、10-分离器出口直管、11-真空管道、12-克负泵、13-排水装置。

601-排水接口、602-下盖板、603-下密封垫、604-导轨、605-过滤网、606-入口连接法兰、607-入口接管、608-过滤腔体、609-上密封垫、610-上盖板、611-视镜、612-上连接法兰、613-出口接管、614-出口连接法兰、615-弧形挡水板、616-下连接法兰；

901-喷嘴法兰接管、902-出口法兰接管、903-环形阻水器、903a-内筒体、903b-外环体、903c-进气长槽、903d-环状进气口、904-筒体、905-螺旋分离器、906-进口法兰接管、907-排水孔座、908-自动传感液位计、909-水腿装置、910-支脚、911-液位计接管。

具体实施方式

现结合说明书附图，详细说明本发明的具体实施方式：

透平真空泵防液体吸入的方法，将透平真空泵入口与传输真空管道设置高度差，透平真空泵入口位于上方，在真空管道输出端通过气液分离器对输送气体进行气液分离，气液分离器最高液位与透平真空泵入口高差比真空泵入口真空度折算成水柱的数值至少大0.5m以上；该气液分离采用三级分离，包括首先在螺旋分离器入口端通过螺旋分离器进行离心式气液分离，分离后气体向上而液体和杂质下落；再在螺旋分离器的输出端，到达环形阻水器的途中进行重力式气液分离，即利用液体与杂质相对较重，在气体上行的过程中进行分离，气体向上而液体与杂质下落；然后通过环形阻水器的折流作用加长气体的行程进行重力式气液分离。分离后气体从气液分离器上端引出并上行输送到透平真空泵入口所在高度，然后在透平真空泵入口前通过真空管道过滤器对输送气体、管道中凝结而成的液态水进一步进行分离和过滤，过滤后气体水平引入透平真空泵，气液分离器、真空管道过滤器中分离与过滤的杂质均利用重力下落后排除。

透平真空泵防液体吸入的装置，如图所示，真空泵入口接管5、真空管道11分别水平设置且真空泵入口接管5位于真空管道11上方。真空管道11输出端连接设置气液分离器9，气液分离器9顶部输出端连接设置分离器出口直管10。真空泵入口接管5输入端配合设置真空管道过滤器6，真空管道过滤器6输入端连接设置过滤器入口直管7，分离器出口直管10、过滤器入口直管7之间通过连接弯管8连接，连接弯管8包括与分离器出口直管10连接的出口连接管8b、与过滤器入口直管7的入口连接管8a，出口连接管8b纵向设置且与分离器出口直管10位于同一轴线上，入口连接管8a相对于过滤器入口直管7向下倾斜设置，入口连接管8a的倾斜度至少大于1°，出口连接管8b、入口连接管8a之间根据使用现场分布采用适宜的管道连接。气液分离器9下部连接设置克负泵12用于排除气液分离器9积聚的液体。真空管道过滤器6底部设置排水装置13用于排除真空管道过滤器6积聚的液体与杂质，排水装置13包括上阀门3a、下阀门3，上阀门3a、下阀门3之间配合设置储水盒4，上阀门3a输入端与真空管道过滤器6的排水接口601连接，下阀门3输出端连接设置观察管2，观察管2末端配合设置水封桶1，水封桶1为敞开式，液面与大气接触，并保证观察管2在充满液体后，插入水封桶的端部在液面以下200mm，而水封桶1内的水挥发致液面下降需补充时，需关闭上阀门3a、下阀门3；储水盒4、观察管2、水封桶1都可以用来观察排出来的液体的颜色、杂质、浆体等相关信息。

上述的透平真空泵防液体吸入的装置中所述的气液分离器9，筒体904中部、顶端分别设置用于与真空管道11、分离器出口直管10连接的进口法兰接管906、出口法兰接管902，筒体904底部配合设置排水孔座907、水腿装置909、喷嘴法兰接管901用于排除气液分离过程中积聚的液体与杂质，排水孔座907外设有阀门，开启阀门可清理筒体904底部积聚的杂物，喷嘴法兰接管901与克负泵12连接。筒体904内对应进口法兰接管906配合设有螺旋分离器905，传送的气液从进口法兰接管906进入后由螺旋分离器905高速旋转进行第一次气液分离。螺旋分离器905上方的筒体904内配合设置，环形阻水器903出口端与出口法兰接管902的进口端连接；该环形阻水器903由内筒体903a与外环体903b配合构成，内筒体903a下部侧边上配合设置进气长槽903c，进气长槽903c槽宽为90°，即进气长槽903c沿圆周方向所对应的圆心角为90°，外环体903b为半环结构配合设置在进气长槽903c外侧，外环体903b上下端面分别与内筒体903a连接，内筒体903a与外环体903b之间构成环状进气口903d，气体由环状进气口903d的两端进入进气长槽903c。筒体904底部配合设置一组支脚910用于安装定位。筒体904外侧下部配合设置与真空泵控制连接的自动传感液位计908，自动传感液位计908通过筒体904底部、侧边分别连接设置的液位计接管911固定，当筒体904内积聚的液体达到一定高度时，可自动连锁停真空泵，确保后续设备的正常运行工况。从真空管道11过来的气液混合物从进口法兰接管906进入，经螺旋分离器905后，一部分水直接靠重力作用到达筒体904底部，一部分由螺旋分离器905分离后到达筒体904底部，此时大部分水已分离，但由于真空度、气量等工艺参数的不稳定，经螺旋分离器905分离后的气体中还往往存在一部分水，螺旋分离器905与环形阻水器903存在一定的高度差，在重力作用，途中少部分水会掉落至螺旋分离器上进行分离，其余部分水气混合物到达环形阻水器903再次进行气水分离，且分离得较彻底。所有到达筒体底部的水由与喷嘴法兰接管901相连的滤液泵排出，或由水腿装置909排出。

上述的透平真空泵防液体吸入的装置中所述的真空管道过滤器6的过滤腔体608采用圆柱形结构，过滤腔体608上、下两端分别设置上盖板610、下盖板602，上盖板610通过上密封垫609、上连接法兰612与过滤腔体608密封连接；所述的下盖板602通过下密封垫603、下连接法兰616与过滤腔体608密封连接；过滤腔体608同一高度两外侧分别正交设置用于与过滤器入口直管7、真空泵入口接管5连接的入口接管607、出口接管613，外端分别配合设置入口连接法兰606、出口连接法兰614用于与过滤器入口直管7、真空泵入口接管5连接，入口接管607、出口接管613一般设置在过滤腔体608中间位置，与过滤腔体608焊接固定；上盖板610、下盖板602之间沿过滤腔体608中轴线设置与入口接管607端面平行的过滤网605，过滤网605的前、后侧边与过滤腔体608内壁顶触配合，过滤网605前、后侧的左、右两边分别设置与其插接配合的导轨604，四条导轨构成过滤网605的运动轨道，一方面用于固定、支撑过滤网605，使过滤网605不至于被真空泵吸弯，同时便于清理或更换过滤网605，使过滤网605可以沿着导轨604方便地拉出或装入，导轨604均可通过焊接固定在过滤腔体608内侧；过滤腔体608内与出口接管613连接的最低位置水平设置弧形挡水板615，弧形挡水板615的弧形边与过滤腔体608相接，防止过滤腔体608内底部的水汽凝结成水上爬到出口接管613，影响气体质量；过滤网605两侧的上盖板610上可分别配合设置视镜611，用于观察过滤网上的杂质状况以及过滤腔体608内底部的积水状况，以便及时掌握停机时机清理或更换过滤网、排出积水；入口接管607侧的下盖板602上配合设置排水接口601与排水装置13连接，用于排除真空管道过滤器6积聚的液体与杂质排出分离沉积的液体及杂质。经气液分离器9分离后的气体外可能还存在少量的液体、杂质，液体和杂质沿着出口法兰接管902、分离器出口直管10、连接弯管8、过滤器入口直管7到达入口接管607进入过滤腔体608，液体、部分杂质在重力作用下落至过滤腔体608底部，经与排水接口601连接的排水装置13排出；气体通过过滤网605后经出口接管613到达真空泵入口接管5进入真空泵，残余杂质在气体通过过滤网605时被截留在过滤网605上，过滤网605的网孔被堵塞到一定程度时停真空泵主机进行清理或更换，为提高过滤的有效性，过滤网605的网孔面积在设计上应大于相连接的真空管道的截面积。

上述实施例中，将气液分离器最高液位与透平真空泵入口高差，即气液分离器9的筒体904内积聚液体的最高液位与真空泵入口接管5中轴线之间的高度差假设为H2，H2的数值至少比真空泵入口接管5处的真空度折算成水柱的数值大0.5m以上；将水封桶1的液面与真空管道过滤器6的过滤腔体608的底部之间的高度差假设为H1。正常情况下，透平真空泵运行时，真空管道11内的气液混合物，经过气液分离器9分离，液体、部分杂质凝结并下沉至气液分离器9底部，由克负泵12或水腿装置909排出，经回收可再利用。在真空泵入口接管5前加装真空管道过滤器6，其主要作用是在初次开车时防止管道内未清除干净的氧化皮、焊渣等杂质进入透平机，损伤甚至破坏机组，以及在正常运行期间收集管道上爬的液态水，保护主机，防止气液分离器9气液分离不够完全或工艺工况的变化时，部分液粒在透平真空泵的抽吸作用下，顺着管道爬至透平真空泵入口。顺着管道上爬的液态水，在到达真空管道过滤器6时，经分离沉至过滤器底部。当H1-0.5m大于真空泵入口接管5处的真空度折算成水柱的数值时，上阀门3a、储水盒4、下阀门3全开，此时沉至过滤腔体608底部的液体经过全开的上阀门3a、储水盒4、下阀门3自动排至水封桶1；当由于安装位置的局限，而无法满足H1-0.5大于真空泵入口接管5处的真空度折算成水柱的数值时，为了保障还能顺利地排出沉至过滤器内的液态水，上阀门3a、下阀门3选用电磁阀，配合储水盒4的液位计，相互切换排除储水盒4的液体，这种方式可取消水封桶1。

Claims (10)

1.透平真空泵防液体吸入的方法，其特征在于将透平真空泵入口接管与传输的真空管道设置高度差且透平真空泵入口接管位于上方，在真空管道输出端通过气液分离器对输送气体进行气液分离，分离后气体从气液分离器上端引出并上行输送到透平真空泵入口所在高度，然后在透平真空泵入口前通过真空管道过滤器进一步进行分离和过滤，过滤后气体水平引入透平真空泵，分离与过滤的杂质均利用重力下落后排除。

2.如权利要求1所述的透平真空泵防液体吸入的方法，其特征在于所述的通过气液分离器进行的气液分离采用三级分离，包括首先在螺旋分离器入口端通过螺旋分离器进行离心式气液分离，再在螺旋分离器的输出端与环形阻水器间进行重力式气液分离，然后通过环形阻水器的折流作用进行气液分离；所述的气液分离器最高液位与透平真空泵入口高差比真空泵入口真空度折算成水柱的数值至少大0.5m以上。

3.实现权利要求1所述方法的装置，包括水平设置的透平真空泵入口接管(5)、真空管道(11)，其特征在于所述的真空泵入口接管(5)位于真空管道(11)上方，真空泵入口接管(5)输入端配合设置真空管道过滤器(6)，真空管道过滤器(6)输入端连接设置过滤器入口直管(7)，真空管道(11)输出端连接设置气液分离器(9)，气液分离器(9)顶部的输出端连接设置分离器出口直管(10)，分离器出口直管(10)、过滤器入口直管(7)之间通过连接弯管(8)连接，真空管道过滤器(6)底部设置排水装置(13)，气液分离器(9)下部连接设置克负泵(12)。

4.如权利要求3所述的透平真空泵防液体吸入的装置，其特征在于所述的气液分离器(9)包括筒体(904)，筒体(904)中部、顶端分别设置用于与真空管道(11)、分离器出口直管(10)连接的进口法兰接管(906)、出口法兰接管(902)，筒体(904)底部配合设置排水孔座(907)及与克负泵(12)连接的喷嘴法兰接管(901)，筒体(904)外侧下部配合设置与真空泵控制连接的自动传感液位计(908)，筒体(904)内对应于进口法兰接管(906)配合设有螺旋分离器(905)，螺旋分离器(905)的上方配合设置环形阻水器(903)，环形阻水器(903)进气口配合设置在侧边，出气口与出口法兰接管(902)配合连接。

5.如权利要求3所述的透平真空泵防液体吸入的装置，其特征在于所述的真空管道过滤器(6)包括一圆柱形的过滤腔体(608)，过滤腔体(608)上、下两端分别设置上盖板(610)、下盖板(602)，过滤腔体(608)同一高度两外侧分别正交设置用于与过滤器入口直管(7)、真空泵入口接管(5)连接的入口接管(607)、出口接管(613)，上盖板(610)、下盖板(602)之间沿过滤腔体(608)中轴线设置与入口接管(607)端面平行的过滤网(605)，入口接管(607)侧的下盖板(602)上配合设置与排水装置(13)连接的排水接口(601)。

6.如权利要求3所述的透平真空泵防液体吸入的装置，其特征在于所述连接弯管(8)包括与分离器出口直管(10)连接的出口连接管(8b)、与过滤器入口直管(7)的入口连接管(8a)，出口连接管(8b)纵向设置且与分离器出口直管(10)位于同一轴线上，入口连接管(8a)相对于过滤器入口直管(7)向下倾斜设置，其倾斜度至少大于1°。

7.如权利要求3所述的透平真空泵防液体吸入的装置，其特征在于所述的排水装置(13)包括上、下阀门(3a、3)，上、下阀门(3a、3)之间配合设置储水盒(4)，上阀门(3a)输入端与真空管道过滤器(6)的底部连接，下阀门(3)输出端连接设置观察管(2)，观察管(2)末端配合设置水封桶(1)。

8.如权利要求4所述的透平真空泵防液体吸入的装置，其特征在于所述的环形阻水器(903)由内筒体(903a)与外环体(903b)配合构成，内筒体(903a)下部侧边上配合设置进气长槽(903c)，外环体(903b)为半环结构配合设置在进气长槽(903c)外侧，外环体(903b)上下端面分别与内筒体(903a)连接，内筒体(903a)与外环体(903b)之间构成环状进气(903d)。

9.如权利要求5所述的透平真空泵防液体吸入的装置，其特征在于所述过滤腔体(608)内与出口接管(613)连接的最低位置水平设置弧形挡水板(615)，弧形挡水板(615)的弧形边与过滤腔体(608)相接；所述的上盖板(610)上在过滤网(605)的两侧分别配合设置视镜(611)。

10.如权利要求5所述的透平真空泵防液体吸入的装置，其特征在于所述的上盖板(610)、下盖板(602)之间设置与过滤网(605)插接配合的4条导轨(604)，导轨(604)分别设置在过滤网(605)前、后端的左、右两侧位置，与过滤腔体(608)内侧固定连接。

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