CN103696952A - 一种智能真空泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种真空泵，更具体的，涉及一种智能真空泵，特别适用于变电站GIS设备的抽真空处理。其主要解决三相真空泵需要手动选择相序、通过监视气压值来手动实现停泵、不能及时发现异常停泵等问题。本发明包括三相真空泵、自动相序选择模块、自动停机模块和异常停机报警模块。本发明的智能真空泵能够实现自动相序选择、缺相保护、自动停机、异常停机报警等功能，对现场抽真空工作具有非常现实的帮助和改善。

Description

一种智能真空泵

技术领域

本发明涉及一种真空泵，更具体的，涉及一种智能真空泵，特别适用于变电站GIS设备的抽真空处理。

背景技术

GIS（气体绝缘金属密封）设备相比传统气体绝缘设备能够节省大量空间和建设周期，在变电站高压变电设备中国正得到越来越多的应用。GIS设备在新建与检修过程中，必须要经过抽真空处理。工作量大，耗费人力，影响工期。

真空泵对三相电源的相序具有特定要求，否则真空泵转向错误，无法正常工作。在现行做法中，一般先试通电一下，让电机稍微旋转，判断电机转向是否满足要求，如果转向错误，则更换电机接线盒或者三相插头内三相电源线中的两相接头。工作比较繁琐，且容易漏掉这个工序，甚至会损坏泵体。

此外，三相电源如果发生缺相情况，对泵的正常运行影响很大。

现有抽真空作业中，一般需要有人密切监视被抽容器气压值，直至其满足要求后，再手动停泵。

并且，在抽真空作业中，会遇到真空泵的异常停泵无法及时发现的问题，特别是一个电气间隔中有多个气室都要抽真空，在现场有多套真空泵同时工作，噪声较大，即使有专人看护，有时也难以辨别发现异常停泵。由此造成抽真空处理

同样的情况也发生在其他类似的场合。

鉴于此，有必要提供一种能够实现自动相序选择、缺相保护、自动停机、异常停机报警等功能的智能真空泵。

发明内容

（一）要解决的问题

本发明的目的是解决三相真空泵需要手动选择相序、通过监视气压值来手动实现停泵、不能及时发现异常停泵等问题。

（二）技术方案

为解决上述问题，本发明提出了一种智能真空泵，一种智能真空泵，包括：三相真空泵、自动相序选择模块、自动停机模块、异常停机报警模块，其特征在于，

所述的三相真空泵为三相电机驱动的真空泵；

所述的自动相序选择模块由相序选择电路、起动电路、中间继电器1KP的常开接点1KP-1和停止开关2SB的常闭接点2SB-1串联构成，并接于三相电源中的其中两相电源；所述的相序选择电路由第一支路和第二支路并联构成，所述的第一支路由断相与相序保护继电器XJ的常开接点XJ-1、第一交流接触器线圈1KM和第二交流接触器常闭辅助接点2KM-2串联构成，所述的第二支路由断相与相序保护继电器XJ的常闭接点XJ-2、第二交流接触器线圈2KM和第一交流接触器常闭辅助接点1KM-2串联构成；所述的起动电路由起动开关1SB的常开接点1SB-1、第一交流接触器的常开接点1KM-3和第二交流接触器的常开接点2KM-3并联构成；断相与相序保护继电器XJ的输入分别接三相电源线；

所述的自动停机模块包括控制电源、自动停机电路、电磁阀电源控制支路和完工指示回路；所述的自动停机电路由依次串联在三相真空泵进气口至被抽容器接口之间的电磁阀、压力开关和逆止阀构成，压力开关电源输入端直接连接控制电源两端，压力开关信号输出端接中间继电器1KP；所述的电磁阀电源控制支路由第一交流接触器的常开接点1KM-4、第二交流接触器的常开接点2KM-4并联后与中间继电器1KP的常开接点1KP-2串联构成，电磁阀的电源输入端经过电磁阀电源控制支路接于控制电源两端，工作指示灯1ZSD与电磁阀并联安装；所述的完工指示回路由中间继电器1KP的常闭接点1KP-3与中间继电器3KP和完工指示灯2ZSD串联构成，并接在控制电源两端；

所述的异常停机报警模块包括由起动开关1SB的常开接点1SB-2与中间继电器2KP的常开接点2KP-1并联构成的起动自保持支路、由停止开关2SB的常闭接点2SB-2与中间继电器2KP串联构成的停止报警支路，以及由第一交流接触器的常闭接点1KM-5、第二交流接触器的常闭接点2KM-5、报警器和异常停机指示灯ZSD-3串联成断电报警支路；停止报警支路和断电报警支路并联后，再与中间继电器3KP的常闭接点3KP-1、起动自保持支路、开关QF的常开接点QF-4和电池依次串联。

作为优选，所述的压力开关可以显示检测气压值、设置工作模式、设置给定气压值，在通电情况下，利用检测得到的气压值、输出相应的高低电平，以控制中间继电器1KP的线圈是否通电。

作为优选，所述的电磁阀为常闭型电磁阀。

作为优选，所述的自动相序选择模块的供电电源所选三相电源中的两相，与控制电源的供电电源所选取三相电源中的两相，其中一相相同，一相不同。

作为优选，所述的起动开关1SB、停止开关2SB均为为自复位开关。

（三）有益效果

本发明的一种智能真空泵,通过相序保护继电器和两个交流接触器的配合，实现了对相序的自动选择，也即保证了真空泵接通的三相电源相序一定是符合要求的，确保电机按照正确的转向旋转，省去了繁琐的人工校核相序的工作，提高操作便捷性和运行可靠性。

通过压力开关来检测气压值，压力开关根据检测得到的气压值与设定气压值比较，输出高低电平来控制中间继电器，最终控制真空泵供电主回路的通断，实现抽真空达到设定气压值后能够自动停泵；同时加装电磁阀，确保停泵时能够实现气路的可靠切断。

设置电池供电的异常停机报警电路，可以区别正常手动停机、自动停机（完成抽真空工作），对在工作中发生的异常停机进行声光报警，让现场人员能清晰辨识、并及时进行处理。

因此，本发明提出的一种智能真空泵能够实现自动相序选择、自动停机、异常停机报警等功能，对现场抽真空工作具有非常现实的帮助和改善。

并且，上述功能的实现完全基于硬件电路实现，设备可靠性高，符合电力系统等对可靠性有较高要求的应用场合。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

附图1是本发明的系统原理图；

图中零部件、部位及编号：。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：如图1所示，一种智能真空泵，其特征在于，包括：三相真空泵、自动相序选择模块、自动停机模块和异常停机报警模块。

所述的三相真空泵为三相电机驱动的真空泵。

断相与相序保护继电器XJ输入端根据真空泵转向需要的三相电源相序接入三相电源，相序符合要求时线圈XJ得电，缺相或相序不符合要求时线圈XJ失电，输出端的常闭接点XJ-1、常开接点XJ-2做相应动作。

控制电源为三相电源中的其中两相供电的AC/DC开关电源，例如24V直流电源。并且，控制电源的选取的三相电源中的两相，与自动相序选择模块的供电电源所选的两相不同，也即如果控制电源选取AB相供电，则自动相序选择模块选取AC相或BC相供电。

压力开关本身由控制电源直接供电，管路侧通过三通管装于电磁阀与逆止阀之间，输出侧接中间继电器1KP。压力开关本身可以显示所测气压值，同时可以设置工作模式和给定气压值。例如：设置在单点工作模式下，检测气压值高于给定气压值，则输出高电平，中间继电器1KP得电；检测气压值低于给定气压值，则输出低电平，中间继电器1KP失电；如果压力开关本身断电，则输出低电平，中间继电器1KP失电。

第一交流接触器和第二交流接触器的主回路输入端均为符合真空泵转向要求的相序（如A-B-C相序），第一交流接触器的主回路输出端相序与输入端相同的相序（如A-B-C相序），第二交流接触器的主回路输出端相序与输入端相反的相序（如C-B-A相序）。

此外，本发明全部采用硬件电路实现，简单可靠。

真空泵的自动相序选择功能、缺相保护功能具体操作原理如下：

所述的自动相序选择模块由相序选择电路、起动电路、中间继电器1KP的常开接点1KP-1和停止开关2SB的常闭接点2SB-1串联构成，并接于三相电源中的其中两相电源；所述的相序选择电路由第一支路和第二支路并联构成，所述的第一支路由断相与相序保护继电器XJ的常开接点XJ-1、第一交流接触器线圈1KM和第二交流接触器常闭辅助接点2KM-2串联构成，所述的第二支路由断相与相序保护继电器XJ的常闭接点XJ-2、第二交流接触器线圈2KM和第一交流接触器常闭辅助接点1KM-2串联构成；所述的起动电路由起动开关1SB的常开接点1SB-1、第一交流接触器的常开接点1KM-3和第二交流接触器的常开接点2KM-3并联构成；；断相与相序保护继电器XJ的输入分别接三相电源线。

工作时，控制电源正常供电，压力开关正常供电，检测气压值（如0.1Mpa）大于给定气压值（如133Pa），压力开关输出高电平，中间继电器1KP得电。

所以常开接点1KP-1接通，且停止按钮2SB的常闭接点2SB-1接通、第一交流接触器的常闭接点1KM-2接通、第二交流接触器的常闭接点2KM-2接通。

当按下启动按钮1SB时，常开接点1SB-1接通。

如果断相与相序继电器XJ所接入三相电源没有缺相且相序正确（如A-B-C相序），则线圈XJ得电，常开接点XJ-1接通，常闭接点XJ-2断开，则第一交流接触器线圈1KM得电。则：

常开接点1KM-3接通，起动按钮1SB常开接点1SB-1通过线圈1KM与常开接点1KM-3实现自保持。

常闭接点1KM-2断开，线圈2KM支路被断开，防止第一交流接触器与第二交流接触器同时接通引起短路故障。

第一交流接触器主回路接通，真空泵供电电源相序即为符合转向要求的相序（如A-B-C相序）。第二交流接主回路触器断开。

如果断相与相序继电器XJ所接入三相电源没有缺相、但是相序不正确（如C-B-A相序），则线圈XJ失电，常开接点XJ-1断开，常闭接点XJ-2接通，则第二交流接触器线圈2KM得电。则：

常开接点2KM-3接通，起动按钮1SB常开接点1SB-1通过线圈2KM与常开接点2KM-3实现自保持。

常闭接点2KM-2断开，线圈1KM支路被断开，防止第一交流接触器与第二交流接触器同时接通引起短路故障。

第二交流接触器主回路接通，真空泵供电电源相序即为经过第二交流接触器转换得到的符合转向要求的相序（如A-B-C相序）。第一交流接主回路触器断开。

如果断相与相序继电器XJ所接入三相电源缺相，

若缺A相，则自动相序选择模块断电，第一交流接触器线圈1KM与第二交流接触器线圈2KM均失电，所以两个交流接触器主回路均断开，真空泵停机。

若缺C相，则控制电源断电，压力开关断电，输出低电平，中间继电器1KP失电，常开接点1KP-1断开，第一交流接触器线圈1KM与第二交流接触器线圈2KM均失电，所以两个交流接触器主回路均断开，真空泵停机。

若缺B相，则自动相序选择模块与控制电源均断电，显然真空泵停机。

自动停机功能具体操作原理如下：

所述的自动停机模块包括控制电源、自动停机电路、电磁阀电源控制支路和完工指示回路；所述的自动停机电路由依次串联在三相真空泵进气口至被抽容器接口之间的电磁阀、压力开关和逆止阀构成，压力开关电源输入端直接连接控制电源两端，压力开关信号输出端接中间继电器1KP；所述的电磁阀电源控制支路由第一交流接触器的常开接点1KM-4、第二交流接触器的常开接点2KM-4并联后与中间继电器1KP的常开接点1KP-2串联构成，电磁阀的电源输入端经过电磁阀电源控制支路接于控制电源两端，工作指示灯1ZSD与电磁阀并联安装；所述的完工指示回路由中间继电器1KP的常闭接点1KP-3与中间继电器3KP和完工指示灯2ZSD串联构成，并接在控制电源两端。

正常工作时，压力开关检测气压值高于设定值（如133Pa），压力开关输出高电平，中间继电器1KP得电，则：

接在自动相序选择模块中的常开接点1KP-1接通，符合相序要求的交流接触器线圈（如1KM）得电，主回路（1KM-1）接通，真空泵工作。

接在自动停机模块中的并联连接的常开接点1KM-4与2KM-4中的一个接点（如2KM-4）接通，常开接点1KP-2接通，电磁阀线圈得电，电磁阀打开，工作指示灯1ZSD亮。

如果抽真空至压力开关检测气压值低于设定值（如133Pa），压力开关输出低电平，中间继电器1KP失电，则：

接在自动相序选择模块中的常开接点1KP-1断开，两个交流接触器线圈均失电，主回路断开，真空泵停机。

接在自动停机模块中的并联连接的常开接点1KM-4与2KM-4中的均断开，常开接点1KP-2也断开，电磁阀线圈失电，电磁阀关闭，工作指示灯1ZSD灭。

接在完工指示回路的常闭接点1KP-3接通，中间继电器3KP得电，完工指示灯2ZSD亮，表示抽真空完成。

异常停机报警功能具体操作原理如下：

所述的异常停机报警模块包括由起动开关1SB的常开接点1SB-2与中间继电器2KP的常开接点2KP-2并联成起动自保持支路、由停止开关2SB的常闭接点2SB-2与中间继电器2KP串联成的停止报警支路，以及由第一交流接触器的常闭接点1KM-5、第二交流接触器的常闭接点2KM-5、报警器和异常停机指示灯ZSD-3串联成断电报警支路；停止报警支路和断电报警支路并联后，再与中间继电器3KP的常闭接点3KP-1、起动自保持支路、开关QF的常开接点QF-4和电池依次串联。

真空泵要投入工作时，盒上电源空开QF，常开接点QF-4接通，按下起动按钮1SB，常开接点1SB-2接通，压力开关检测气压值高于设定值，压力开关输出高电平，中间继电器1KP得电，常闭接点1KP-3断开，中间继电器3KP失电，常闭接点3KP-1接通，停止按钮2SB的常闭接点2SB-2接通，中间继电器2KP得电，常开接点2KP-1接通，起动按钮1SB常开接点1SB-2通过线圈2KP与常开接点2KP-1实现自保持。

如果真空泵在工作中，则常闭接点1KM-5和2KM-5中有一个为断开，则异常停机报警回路断开，报警器不动作。

如果真空泵抽真空至设定气压值以下，完成工作，真空泵自动停机，常闭接点1KM-5和2KM-5均为接通状态，但是，完工回路中的中间继电器3KP得电，常闭接点3KP-1断开，则异常停机报警回路断开，报警器不动作。

如果真空泵抽真空未达到设定气压值以下需要停机时，按下停机未按钮2SB，常闭接点2SB-2断开，起动按钮1SB常开接点1SB-2的自保持被断开，则异常停机报警回路断开，报警器不动作。

当真空泵起动后，应该处于工作中而停机（非自动停机、也非手动停机）时，这样的停机即视为异常停机，此时，异常停机报警回路接通，报警器动作、异常停机指示灯3ZSD亮。

异常停机报警回路可以通过按下停机按钮2SB，或者断开电源空开QF来切断。

本发明的一种智能真空泵：

需要要投入工作时，合上电源空开QF，按下起动按钮1SB，真空泵工作中，工作指示灯1ZSD亮；

按下停机按钮2SB，则常闭接点2SB-1断开，自动相序选择模块断电，真空泵停机。即使停机按钮2SB返回，常闭接点2SB-1接通，起动按钮1SB的自保持也已经被断开，第一交流接触器线圈1KM与第二交流接触器线圈2KM均失电，真空泵停机。

抽真空至设定气压值时，真空泵自动停机，完工指示灯2ZSD亮。

真空泵异常停机时，报警器动作，异常停机指示灯3ZSD亮。

需要断电停止工作时，断开电源空开QF。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (5)

1.一种智能真空泵，包括：三相真空泵、自动相序选择模块、自动停机模块和异常停机报警模块，其特征在于，

所述的三相真空泵为三相电机驱动的真空泵；

所述的自动相序选择模块由相序选择电路、起动电路、中间继电器1KP的常开接点1KP-1和停止开关2SB的常闭接点2SB-1串联构成，并接于三相电源中的其中两相电源；所述的相序选择电路由第一支路和第二支路并联构成，所述的第一支路由断相与相序保护继电器XJ的常开接点XJ-1、第一交流接触器线圈1KM和第二交流接触器常闭辅助接点2KM-2串联构成，所述的第二支路由断相与相序保护继电器XJ的常闭接点XJ-2、第二交流接触器线圈2KM和第一交流接触器常闭辅助接点1KM-2串联构成；所述的起动电路由起动开关1SB的常开接点1SB-1、第一交流接触器的常开接点1KM-3和第二交流接触器的常开接点2KM-3并联构成；断相与相序保护继电器XJ的输入分别接三相电源线；

所述的自动停机模块包括控制电源、自动停机电路、电磁阀电源控制支路和完工指示回路；所述的自动停机电路由依次串联在三相真空泵进气口至被抽容器接口之间的电磁阀、压力开关和逆止阀构成，压力开关电源输入端直接连接控制电源两端，压力开关信号输出端接中间继电器1KP；所述的电磁阀电源控制支路由第一交流接触器的常开接点1KM-4、第二交流接触器的常开接点2KM-4并联后与中间继电器1KP的常开接点1KP-2串联构成，电磁阀的电源输入端经过电磁阀电源控制支路接于控制电源两端，工作指示灯1ZSD与电磁阀并联安装；所述的完工指示回路由中间继电器1KP的常闭接点1KP-3与中间继电器3KP和完工指示灯2ZSD串联构成，并接在控制电源两端；

所述的异常停机报警模块包括由起动开关1SB的常开接点1SB-2与中间继电器2KP的常开接点2KP-1并联构成的起动自保持支路、由停止开关2SB的常闭接点2SB-2与中间继电器2KP串联构成的停止报警支路，以及由第一交流接触器的常闭接点1KM-5、第二交流接触器的常闭接点2KM-5、报警器和异常停机指示灯ZSD-3串联成断电报警支路；停止报警支路和断电报警支路并联后，再与中间继电器3KP的常闭接点3KP-1、起动自保持支路、开关QF的常开接点QF-4和电池依次串联。

2.根据权利要求1所述的一种智能真空泵，其特征在于所述的压力开关显示检测气压值、设置工作模式和设置给定气压值，在通电情况下，利用检测得到的气压值输出相应的高低电平，以控制中间继电器1KP的线圈是否通电。

3.根据权利要求1所述的一种智能真空泵，其特征在于所述的电磁阀为常闭型电磁阀。

4.根据权利要求1所述的一种智能真空泵，其特征在于所述的自动相序选择模块的供电电源所选三相电源中的两相，与控制电源的供电电源所选取三相电源中的两相，其中一相相同，一相不同。

5.根据权利要求1所述的一种智能真空泵，其特征在于所述的起动开关1SB、停止开关2SB均为为自复位开关。

Images