CN104632630A - 一种罗茨干泵热膨胀的控制系统及方法 - Google Patents

一种罗茨干泵热膨胀的控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种罗茨干泵热膨胀的控制系统及方法，温度采集单元连接温度传感器，采集温度传感器的温度信号后，转换为数字量信号发送给CPU控制单元；CPU控制单元连接电磁法执行单元，发送脉冲信号到电磁阀执行单元进行周期间歇性冷却；流量控制单元一端连接CPU控制单元，接收CPU控制单元的信号，控制流量供应，另一端连接冷却水水路单元，将调整后的流量信号发送给冷却水水路单元；冷却水水路单元一端连接电磁法执行单元，接收电磁阀执行单元的脉冲信号，另一端连接罗茨干泵泵体，对罗茨干泵泵体进行冷却处理。本发明可以根据材质热膨胀系数和温升速度计算冷却水流量，达到最佳热平衡。

Description

一种罗茨干泵热膨胀的控制系统及方法
技术领域
本发明涉及无油真空获得领域，具体地说是一种罗茨干泵热膨胀的控制系统及方法。
背景技术
罗茨干泵的工作原理是电机带动轴及转子进行高速旋转，从而将被抽气体排出，达到真空获得的目的。在此过程中电机、轴、转子在高速旋转过程中会产生很大的热量，这种热量不仅会使一些部件产生形变，温度太高还会使一些部件缩短使用寿命，导致早期失效，相反如果温度过低又会使抽取的气体凝结在腔体或其他部件上，产生沉积，影响泵的使用寿命。
发明内容
针对现有技术的不足，达到最佳的热膨胀效果，本发明提供了一种罗茨干泵热膨胀的控制系统及方法，具体的说是利用多点分布式监控温度和水流量的冷却方法对罗茨干泵各个部位进行温度测量，膨胀量计算，冷却水流量计算，达到最佳热平衡的方法。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：
一种罗茨干泵热膨胀的控制系统，温度采集单元连接温度传感器，采集温度传感器的温度信号后，转换为数字量信号发送给CPU控制单元；
CPU控制单元连接电磁法执行单元，发送脉冲信号到电磁阀执行单元进行周期间歇性冷却；
流量控制单元一端连接CPU控制单元，接收CPU控制单元的信号，控制流量供应，另一端连接冷却水水路单元，将调整后的流量信号发送给冷却水水路单元；
冷却水水路单元一端连接电磁法执行单元，接收电磁阀执行单元的脉冲信号，另一端连接罗茨干泵泵体，对罗茨干泵泵体进行冷却处理。
所述温度传感器分别置于罗茨干泵泵体、腔体、油箱、齿轮箱和电机，采集上述部位的温度信号。
一种罗茨干泵热膨胀的控制方法，温度采集单元采集温度传感器反馈的温度信号，将采集到的温度信号转换为数字量信号发送给CPU控制单元；
CPU控制单元将转换后的温度信号与内存中预设的温度信号进行比较，当温度低于预设温度时，按照一定的周期发送脉冲信号给电磁阀执行单元，进行周期间歇性冷却；
CPU控制单元记录一定时间段的温升速度，与预设的温升速度进行比较，控制流量大小，达到循环控制热平衡。
当温度高于预设温度时，CPU控制单元，将流量调节信号传递给流量控制单元，加大冷却水的供应量。
所述控制流量大小过程包括：
当温升速度小于预设温升速度时，流量控制单元控制冷却水水路加大流量；
当温升速度大于预设温升速度时，流量控制单元控制冷却水水路减小流量。
本发明具有以下有益效果及优点：
1.根据材质热膨胀系数和温升速度计算冷却水流量，达到最佳热平衡；
2.均匀冷却，多点温度监控，避免冷却受热不均；
3.温度平滑控制，通过温升速率反馈，实时调整冷却水流量，使得温度与时间形成平滑曲线，避免剧冷剧热，影响泵性能及寿命；
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的控制方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1为本发明的结构示意图，包括温度传感器，温度采集单元，CPU控制单元，流量控制单元，电磁阀执行单元，冷却水水路单元，罗茨干泵泵体单元，各单元的连接关系为，温度传感器安装于罗茨干泵泵体，各级腔体及油箱，齿轮箱，电机等部位均安装有温度传感器，温度传感器的信号传递给温度采集单元，温度采集单元将温度信号转换为数字量信号传递给CPU控制单元，CPU控制单元将转换后的温度信号与内存中预设的温度信号进行比较，温度低于预设温度时，按照一定的周期发送脉冲信号给电磁阀执行单元，进行周期间歇性冷却，温度高于预设温度时，CPU控制单元传递给流量控制单元，加大冷却水的供应量，CPU控制单元同时记录一定时间段的温升速度，与设计的温升速度进行比较，当速度过快时，减小流量控制，速度过慢时加大流量控制，完成一个计算周期，整个热平衡过程持续执行上述计算周期，可以很好的达到最佳的热平衡状态。
如图2为本发明的控制方法流程图，温度采集单元采集温度传感器反馈的温度信号，将采集到的温度信号转换为数字量信号发送给CPU控制单元。
CPU控制单元将转换后的温度信号与内存中预设的温度信号进行比较，当温度低于预设温度时，按照一定的周期发送脉冲信号给电磁阀执行单元，进行周期间歇性冷却。
CPU控制单元记录一定时间段的温升速度，与预设的温升速度进行比较，控制流量大小，达到循环控制热平衡。
当温度高于预设温度时，CPU控制单元，将流量调节信号传递给流量控制单元，加大冷却水的供应量。
所述控制流量大小过程包括：
当温升速度小于预设温升速度时，流量控制单元控制冷却水水路加大流量。
当温升速度大于预设温升速度时，流量控制单元控制冷却水水路减小流量。

Claims (5)

1.一种罗茨干泵热膨胀的控制系统，其特征在于：
温度采集单元连接温度传感器，采集温度传感器的温度信号后，转换为数字量信号发送给CPU控制单元；
CPU控制单元连接电磁法执行单元，发送脉冲信号到电磁阀执行单元进行周期间歇性冷却；
流量控制单元一端连接CPU控制单元，接收CPU控制单元的信号，控制流量供应，另一端连接冷却水水路单元，将调整后的流量信号发送给冷却水水路单元；
冷却水水路单元一端连接电磁法执行单元，接收电磁阀执行单元的脉冲信号，另一端连接罗茨干泵泵体，对罗茨干泵泵体进行冷却处理。
2.根据权利要求1所述的一种罗茨干泵热膨胀的控制系统，其特征在于：所述温度传感器分别置于罗茨干泵泵体、腔体、油箱、齿轮箱和电机，采集上述部位的温度信号。
3.一种罗茨干泵热膨胀的控制方法，其特征在于：
温度采集单元采集温度传感器反馈的温度信号，将采集到的温度信号转换为数字量信号发送给CPU控制单元；
CPU控制单元将转换后的温度信号与内存中预设的温度信号进行比较，当温度低于预设温度时，按照一定的周期发送脉冲信号给电磁阀执行单元，进行周期间歇性冷却；
CPU控制单元记录一定时间段的温升速度，与预设的温升速度进行比较，控制流量大小，达到循环控制热平衡。
4.根据权利要求3所述的一种罗茨干泵热膨胀的控制方法，其特征在于：当温度高于预设温度时，CPU控制单元，将流量调节信号传递给流量控制单元，加大冷却水的供应量。
5.根据权利要求3所述的一种罗茨干泵热膨胀的控制方法，其特征在于：所述控制流量大小包括以下过程：
当温升速度小于预设温升速度时，流量控制单元控制冷却水水路加大流量；
当温升速度大于预设温升速度时，流量控制单元控制冷却水水路减小流量。
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