CN110360092A - 一种排除油封式机械真空泵尾气冷凝水的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于真空泵技术领域，公开了一种排除油封式机械真空泵尾气冷凝水的系统及方法，包括：压强检测模块、气体成分检测模块、抽气量检测模块、主控模块、除尘模块、抽气模块、冷凝模块、除垢模块、过滤模块、排水模块、降噪除味模块、性能评估模块、显示模块。本发明通过降噪除味模块利用消音器对真空泵进行降噪，将废气通入废气处理炉中除臭、净化处理，能够改善空气质量，实现了节能减排、绿色生产的目的；同时，通过性能评估模块得到真空泵的性能参数，实现对真空泵制动助力系统中真空泵性能的量化评估，为真空泵维修保养人员对真空泵的性能优劣的判断，从而可以对真空泵性能下降所带来的潜在安全隐患做到有效预防。

Description

一种排除油封式机械真空泵尾气冷凝水的系统及方法
技术领域
本发明属于真空泵技术领域，尤其涉及一种排除油封式机械真空泵尾气冷凝水的系统及方法。
背景技术
目前，最接近的现有技术：真空泵是指利用机械、物理、化学或物理化学的方法对被抽容器进行抽气而获得真空的器件或设备。通俗来讲，真空泵是用各种方法在某一封闭空间中改善、产生和维持真空的装置。按真空泵的工作原理，真空泵基本上可以分为两种类型，即气体捕集泵和气体传输泵。其广泛用于冶金、化工、食品、电子镀膜等行业。常用真空泵包括干式螺杆真空泵、水环泵、往复泵、滑阀泵、旋片泵、罗茨泵和扩散泵等，这些泵是我国国民经济各行业应用真空工艺过程中必不可少的主力泵种。近年来，伴随着我国经济持续高速发展，真空泵相关下游应用行业保持快速增长势头，同时在真空泵应用领域不断拓展等因素的共同拉动下，我国真空泵行业实现了持续稳定地快速的发展。然而，现有油封式机械真空泵抽吸过程中产生噪声和大量异味气体；同时，不能准确的对油封式机械真空泵性能进行评估，安全性低。
综上所述，现有技术存在的问题是：现有油封式机械真空泵抽吸过程中产生噪声和大量异味气体；同时，不能准确的对油封式机械真空泵性能进行评估，安全性低。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种排除油封式机械真空泵尾气冷凝水的系统及方法。
本发明是这样实现的，一种排除油封式机械真空泵尾气冷凝水的方法，所述排除油封式机械真空泵尾气冷凝水的方法包括：
第一步，通过压强检测模块利用压强传感器检测油封式机械真空泵抽气时压强数据；通过气体成分检测模块利用气体检测仪检测油封式机械真空泵抽气时气体成分数据；通过抽气量检测模块利用流量传感器检测油封式机械真空泵抽气时气体流量；
第二步，主控模块通过除尘模块利用除尘器除去气体内的灰尘；通过抽气模块利用抽气泵抽取气体；通过冷凝模块利用冷凝器对油封式机械真空泵尾气进行冷却；通过除垢模块利用强磁管道保护仪使冷却水中的离子进行化学反应形成微粒；通过过滤模块对冷却水中的微粒进行过滤；通过排水模块利用抽水泵将冷却的水抽取排出；降噪除味模块利用消音器对油封式机械真空泵进行降噪并除味；
第三步，通过性能评估模块对油封式机械真空泵性能进行评估；
第四步，通过显示模块利用显示器显示检测的油封式机械真空泵抽气时压强、气体成分、气体流量数据及性能评估结果。
进一步，所述排除油封式机械真空泵尾气冷凝水的方法降噪除味方法如下：
1)在真空泵的排气口上安装消音器；
2)从消音器的管道收集从真空泵中排出的废气；
3)将收集的废气通入废气处理炉中，在废气处理炉的喷淋段对废气进行喷淋；
4)喷淋后的废气进入废气处理炉的热交换段，用水汽换热方式对废气进行热交换，使其降温；
5)热交换后的废气进入废气处理炉的除臭段除臭；
6)除臭后的废气进入废气处理炉的除雾段将喷淋产生的水雾除去；
7)除雾后的废气进入废气处理炉的再热段加热；
8)加热后的废气经排气筒排放。
进一步，所述排除油封式机械真空泵尾气冷凝水的方法利用强磁管道保护仪使冷却水中的离子进行化学反应形成微粒方法如下：
(1)强磁管道保护仪安装在排除油封式机械真空泵尾气冷凝水装置的管道外侧，产生垂直于管道方向的磁场；
(2)管内流体流动时切割磁力线产生电流，从而使水中的二氧化碳等阴离子离开钢管；
(3)水中的钙、镁等离子与水中的二氧化碳等阴离子生成钙盐、镁盐微粒，悬浮在水中被带走，从而消除管道内壁上的结垢。
进一步，所述排除油封式机械真空泵尾气冷凝水的方法对油封式机械真空泵性能进行评估方法如下：
(1)通过评估程序获取真空助力器的真空度由第一预定值Kp1上升至第二预定值Kp2所需的实际工作时间T；
(2)根据所述真空泵当前所处的环境温度TC0和环境大气压力P0，得到所述真空泵的正常工作时间Ta；其中，所述正常工作时间Ta为所述真空泵性能无衰减及无故障的状态下，真空助力器的真空度由所述第一预定值Kp1上升至所述第二预定值Kp2所需的时间；
(3)根据所述实际工作时间T和所述正常工作时间Ta，得到所述真空泵的性能参数Kvac。
进一步，获取真空助力器的真空度由第一预定值Kp1上升至第二预定值Kp2所需的实际工作时间T的步骤包括：
在接收到单次制动信号且真空泵处于工作状态时，获取真空助力器的真空度由第一预定值Kp1上升至第二预定值Kp2所需的实际工作时间T；
根据所述真空泵当前所处的环境温度TC0和环境大气压力P0，得到所述真空泵的正常工作时间Ta的步骤包括：
获取所述真空泵所处的环境温度TC、环境大气压力P以及对应的真空泵的正常工作时间Ta的试验样本数据[TC P Ta]；
根据所述试验样本数据[TC P Ta]，创建径向基函数神经网络；
根据所述径向基函数神经网络以及所述真空泵当前所处的环境温度TC0和环境大气压力P0，得到所述真空泵的正常工作时间Ta；
根据所述试验样本数据[TC P Ta]，创建径向基函数神经网络的步骤，包括：
根据建立初始径向基函数神经网络；
x为输入矢量，x＝[TC P]T；
为真空泵的正常工作时间Ta的网络输出；
为权重；L为隐层神经元数量，L＝5；
为中心矢量；
为输入矢量到中心矢量的距离；为径向基函数；
根据所述试验样本数据[TC P Ta]，对所述初始径向基函数神经网络进行训练，得到径向基函数神经网络。
本发明的另一目的在于提供一种实施所述排除油封式机械真空泵尾气冷凝水的方法的排除油封式机械真空泵尾气冷凝水的系统，所述排除油封式机械真空泵尾气冷凝水的系统包括：
压强检测模块，与主控模块连接，用于通过压强传感器检测油封式机械真空泵抽气时压强数据；
气体成分检测模块，与主控模块连接，用于通过气体检测仪检测油封式机械真空泵抽气时气体成分数据；
抽气量检测模块，与主控模块连接，用于通过流量传感器检测油封式机械真空泵抽气时气体流量；
主控模块，与压强检测模块、气体成分检测模块、抽气量检测模块、除尘模块、抽气模块、冷凝模块、除垢模块、过滤模块、排水模块、降噪除味模块、性能评估模块、显示模块连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作；
除尘模块，与主控模块连接，用于通过除尘器除去气体内的灰尘；
抽气模块，与主控模块连接，用于通过抽气泵抽取气体；
冷凝模块，与主控模块连接，用于通过冷凝器对油封式机械真空泵尾气进行冷却；
除垢模块，与主控模块连接，用于通过安装强磁管道保护仪对油封式机械真空泵进行除垢；
过滤模块，与主控模块连接，用于通过在冷凝器出水口安装过滤网对冷却水进行过滤；
排水模块，与主控模块连接，用于通过抽水泵将冷却的水抽取排出；
降噪除味模块，与主控模块连接，用于通过消音器对油封式机械真空泵进行降噪并除味；
性能评估模块，与主控模块连接，用于通过评估程序对油封式机械真空泵性能进行评估；
显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示检测的油封式机械真空泵抽气时压强、气体成分、气体流量数据及性能评估结果。
本发明的另一目的在于提供一种安装有所述排除油封式机械真空泵尾气冷凝水的系统的真空泵。
本发明的优点及积极效果为：本发明通过降噪除味模块利用消音器对对真空泵进行降噪，将废气通入废气处理炉中除臭、净化处理，能够改善空气质量，实现了节能减排、绿色生产的目的；同时，通过性能评估模块根据获取到的真空助力器的真空度由第一预定值上升至第二预定值所需的实际工作时间以及由真空泵当前的环境温度和环境大气压力得到的真空泵的正常工作时间，得到真空泵的性能参数，实现对真空泵制动助力系统中真空泵性能的量化评估，为真空泵维修保养人员对真空泵的性能优劣的判断，提供了重要依据，从而可以对真空泵性能下降所带来的潜在安全隐患做到有效预防。
附图说明
图1是本发明实施例提供的排除油封式机械真空泵尾气冷凝水的系统结构框图；
图中：1、压强检测模块；2、气体成分检测模块；3、抽气量检测模块；4、主控模块；5、除尘模块；6、抽气模块；7、冷凝模块；8、除垢模块；9、过滤模块；10、排水模块；11、降噪除味模块；12、性能评估模块；13、显示模块。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种排除油封式机械真空泵尾气冷凝水的系统及方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的排除油封式机械真空泵尾气冷凝水的系统包括：压强检测模块1、气体成分检测模块2、抽气量检测模块3、主控模块4、除尘模块5、抽气模块6、冷凝模块7、除垢模块8、过滤模块9、排水模块10、降噪除味模块11、性能评估模块12、显示模块13。
压强检测模块1，与主控模块4连接，用于通过压强传感器检测油封式机械真空泵抽气时压强数据；
气体成分检测模块2，与主控模块4连接，用于通过气体检测仪检测油封式机械真空泵抽气时气体成分数据；
抽气量检测模块3，与主控模块4连接，用于通过流量传感器检测油封式机械真空泵抽气时气体流量；
主控模块4，与压强检测模块1、气体成分检测模块2、抽气量检测模块3、除尘模块5、抽气模块6、冷凝模块7、除垢模块8、过滤模块9、排水模块10、降噪除味模块11、性能评估模块12、显示模块13连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作；
除尘模块5，与主控模块4连接，用于通过除尘器除去气体内的灰尘；
抽气模块6，与主控模块4连接，用于通过抽气泵抽取气体；
冷凝模块7，与主控模块4连接，用于通过冷凝器对油封式机械真空泵尾气进行冷却；
除垢模块8，与主控模块4连接，用于通过安装强磁管道保护仪对油封式机械真空泵进行除垢；
过滤模块9，与主控模块4连接，用于通过在冷凝器出水口安装过滤网对冷却水进行过滤；
排水模块10，与主控模块4连接，用于通过抽水泵将冷却的水抽取排出；
降噪除味模块11，与主控模块4连接，用于通过消音器对油封式机械真空泵进行降噪并除味；
性能评估模块12，与主控模块4连接，用于通过评估程序对油封式机械真空泵性能进行评估；
显示模块13，与主控模块4连接，用于通过显示器显示检测的油封式机械真空泵抽气时压强、气体成分、气体流量数据及性能评估结果。
本发明提供的降噪除味模块11降噪除味方法如下：
1)在真空泵的排气口上安装消音器；
2)从消音器的管道收集从真空泵中排出的废气；
3)将收集的废气通入废气处理炉中，在废气处理炉的喷淋段对废气进行喷淋；
4)喷淋后的废气进入废气处理炉的热交换段，用水汽换热方式对废气进行热交换，使其降温；
5)热交换后的废气进入废气处理炉的除臭段除臭；
6)除臭后的废气进入废气处理炉的除雾段将喷淋产生的水雾除去；
7)除雾后的废气进入废气处理炉的再热段加热；
8)加热后的废气经排气筒排放。
进一步，所述除垢模块8的除垢方法如下：
NBF强磁管道保护仪是一种新型防垢和除垢装置；
(1)将其安装在排除油封式机械真空泵尾气冷凝水装置的管道外侧，产生垂直于管道方向的磁场；
(2)管内流体流动时切割磁力线产生电流，从而使水中的二氧化碳等阴离子离开钢管；
(3)水中的钙、镁等离子与水中的二氧化碳等阴离子生成钙盐、镁盐微粒，悬浮在水中被带走，从而消除管道内壁上的结垢。
本发明提供的性能评估模块12评估方法如下：
(1)通过评估程序获取真空助力器的真空度由第一预定值Kp1上升至第二预定值Kp2所需的实际工作时间T；
(2)根据所述真空泵当前所处的环境温度TC0和环境大气压力P0，得到所述真空泵的正常工作时间Ta；其中，所述正常工作时间Ta为所述真空泵性能无衰减及无故障的状态下，真空助力器的真空度由所述第一预定值Kp1上升至所述第二预定值Kp2所需的时间；
(3)根据所述实际工作时间T和所述正常工作时间Ta，得到所述真空泵的性能参数Kvac。
本发明提供的获取真空助力器的真空度由第一预定值Kp1上升至第二预定值Kp2所需的实际工作时间T的步骤包括：
在接收到单次制动信号且真空泵处于工作状态时，获取真空助力器的真空度由第一预定值Kp1上升至第二预定值Kp2所需的实际工作时间T。
本发明提供的根据所述真空泵当前所处的环境温度TC0和环境大气压力P0，得到所述真空泵的正常工作时间Ta的步骤包括：
获取所述真空泵所处的环境温度TC、环境大气压力P以及对应的真空泵的正常工作时间Ta的试验样本数据[TC P Ta]；
根据所述试验样本数据[TC P Ta]，创建径向基函数神经网络；
根据所述径向基函数神经网络以及所述真空泵当前所处的环境温度TC0和环境大气压力P0，得到所述真空泵的正常工作时间Ta。
本发明提供的根据所述试验样本数据[TC P Ta]，创建径向基函数神经网络的步骤，包括：
根据建立初始径向基函数神经网络；
x为输入矢量，x＝[TC P]T；
为真空泵的正常工作时间Ta的网络输出；
为权重；L为隐层神经元数量，L＝5；
为中心矢量；
为输入矢量到中心矢量的距离；为径向基函数；
根据所述试验样本数据[TC P Ta]，对所述初始径向基函数神经网络进行训练，得到径向基函数神经网络。
本发明工作时，首先，通过压强检测模块1利用压强传感器检测油封式机械真空泵抽气时压强数据；通过气体成分检测模块2利用气体检测仪检测油封式机械真空泵抽气时气体成分数据；通过抽气量检测模块3利用流量传感器检测油封式机械真空泵抽气时气体流量；其次，主控模块4通过除尘模块5利用除尘器除去气体内的灰尘；通过抽气模块6利用抽气泵抽取气体；通过冷凝模块7利用冷凝器对油封式机械真空泵尾气进行冷却；通过除垢模块8利用强磁管道保护仪使冷却水中的离子进行化学反应形成微粒；通过过滤模块9对冷却水中的微粒进行过滤；通过排水模块10利用抽水泵将冷却的水抽取排出；降噪除味模块11利用消音器对油封式机械真空泵进行降噪并除味；然后，通过性能评估模块12利用评估程序对油封式机械真空泵性能进行评估；最后，通过显示模块13利用显示器显示检测的油封式机械真空泵抽气时压强、气体成分、气体流量数据及性能评估结果。
下面结合试验对本发明的技术效果作详细的描述。
该试验设计尾气体积流量为50000m3/h，设计流速为5.6m/s，安装压强传感器检测油封式机械真空泵抽气时压强数据，安装气体检测仪检测油封式机械真空泵抽气时气体成分数据，气体成分数据如表1所示。
利用流量传感器检测油封式机械真空泵抽气时气体流量为50000m3/h；利用除尘器除去气体内的灰尘，用抽气泵抽取气体至冷凝器中，对油封式机械真空泵尾气进行冷却；利用强磁管道保护仪使冷却水中的离子进行化学反应形成微粒，冷凝水出口安装有差压变送器，用于监测除管道阻塞情况；最后经过过滤、除味，最后将冷凝水排出。
表1气体成分数据
检测项目 烟气冷却5K 烟气冷却10K
pH(25℃) 2.88 3.14
化学需氧量(COD<sub>Cr</sub>)/(mg·L<sup>-1</sup>) 2.0 1.2
Cl<sup>-</sup>质量浓度/(mg·L<sup>-1</sup>) 55.2 26.7
Mg<sup>2+</sup>质量浓度/(mg·L<sup>-1</sup>) 7.870 3.794
Al<sup>3+</sup>质量浓度/(mg·L<sup>-1</sup>) 4.075 2.358
Ca<sup>2+</sup>质量浓度/(mg·L<sup>-1</sup>) 42.300 20.376
Na<sup>+</sup>质量浓度/(mg·L<sup>-1</sup>) 11.110 6.429
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种排除油封式机械真空泵尾气冷凝水的方法，其特征在于，所述排除油封式机械真空泵尾气冷凝水的方法包括：
第一步，通过压强检测模块利用压强传感器检测油封式机械真空泵抽气时压强数据；通过气体成分检测模块利用气体检测仪检测油封式机械真空泵抽气时气体成分数据；通过抽气量检测模块利用流量传感器检测油封式机械真空泵抽气时气体流量；
第二步，主控模块通过除尘模块利用除尘器除去气体内的灰尘；通过抽气模块利用抽气泵抽取气体；通过冷凝模块利用冷凝器对油封式机械真空泵尾气进行冷却；通过除垢模块利用强磁管道保护仪使冷却水中的离子进行化学反应形成微粒；通过过滤模块对冷却水中的微粒进行过滤；通过排水模块利用抽水泵将冷却的水抽取排出；降噪除味模块利用消音器对油封式机械真空泵进行降噪并除味；
第三步，通过性能评估模块对油封式机械真空泵性能进行评估；
第四步，通过显示模块利用显示器显示检测的油封式机械真空泵抽气时压强、气体成分、气体流量数据及性能评估结果。
2.如权利要求1所述的排除油封式机械真空泵尾气冷凝水的方法，其特征在于，所述排除油封式机械真空泵尾气冷凝水的方法降噪除味方法如下：
1)在真空泵的排气口上安装消音器；
2)从消音器的管道收集从真空泵中排出的废气；
3)将收集的废气通入废气处理炉中，在废气处理炉的喷淋段对废气进行喷淋；
4)喷淋后的废气进入废气处理炉的热交换段，用水汽换热方式对废气进行热交换，使其降温；
5)热交换后的废气进入废气处理炉的除臭段除臭；
6)除臭后的废气进入废气处理炉的除雾段将喷淋产生的水雾除去；
7)除雾后的废气进入废气处理炉的再热段加热；
8)加热后的废气经排气筒排放。
3.如权利要求1所述的排除油封式机械真空泵尾气冷凝水的方法，其特征在于，所述排除油封式机械真空泵尾气冷凝水的方法利用强磁管道保护仪使冷却水中的离子进行化学反应形成微粒方法如下：
(1)强磁管道保护仪安装在排除油封式机械真空泵尾气冷凝水装置的管道外侧，产生垂直于管道方向的磁场；
(2)管内流体流动时切割磁力线产生电流，从而使水中的二氧化碳等阴离子离开钢管；
(3)水中的钙、镁等离子与水中的二氧化碳等阴离子生成钙盐、镁盐微粒，悬浮在水中被带走，从而消除管道内壁上的结垢。
4.如权利要求1所述的排除油封式机械真空泵尾气冷凝水的方法，其特征在于，所述排除油封式机械真空泵尾气冷凝水的方法对油封式机械真空泵性能进行评估方法如下：
(1)通过评估程序获取真空助力器的真空度由第一预定值Kp1上升至第二预定值Kp2所需的实际工作时间T；
(2)根据所述真空泵当前所处的环境温度TC0和环境大气压力P0，得到所述真空泵的正常工作时间Ta；其中，所述正常工作时间Ta为所述真空泵性能无衰减及无故障的状态下，真空助力器的真空度由所述第一预定值Kp1上升至所述第二预定值Kp2所需的时间；
(3)根据所述实际工作时间T和所述正常工作时间Ta，得到所述真空泵的性能参数Kvac。
5.如权利要求4所述的排除油封式机械真空泵尾气冷凝水的方法，其特征在于，获取真空助力器的真空度由第一预定值Kp1上升至第二预定值Kp2所需的实际工作时间T的步骤包括：
在接收到单次制动信号且真空泵处于工作状态时，获取真空助力器的真空度由第一预定值Kp1上升至第二预定值Kp2所需的实际工作时间T；
根据所述真空泵当前所处的环境温度TC0和环境大气压力P0，得到所述真空泵的正常工作时间Ta的步骤包括：
获取所述真空泵所处的环境温度TC、环境大气压力P以及对应的真空泵的正常工作时间Ta的试验样本数据[TC P Ta]；
根据所述试验样本数据[TC P Ta]，创建径向基函数神经网络；
根据所述径向基函数神经网络以及所述真空泵当前所处的环境温度TC0和环境大气压力P0，得到所述真空泵的正常工作时间Ta；
根据所述试验样本数据[TC P Ta]，创建径向基函数神经网络的步骤，包括：
根据建立初始径向基函数神经网络；
x为输入矢量，x＝[TC P]T；
为真空泵的正常工作时间Ta的网络输出；
为权重；L为隐层神经元数量，L＝5；
为中心矢量；
为输入矢量到中心矢量的距离；为径向基函数；
根据所述试验样本数据[TC P Ta]，对所述初始径向基函数神经网络进行训练，得到径向基函数神经网络。
6.一种实施权利要求1所述排除油封式机械真空泵尾气冷凝水的方法的排除油封式机械真空泵尾气冷凝水的系统，其特征在于，所述排除油封式机械真空泵尾气冷凝水的系统包括：
压强检测模块，与主控模块连接，用于通过压强传感器检测油封式机械真空泵抽气时压强数据；
气体成分检测模块，与主控模块连接，用于通过气体检测仪检测油封式机械真空泵抽气时气体成分数据；
抽气量检测模块，与主控模块连接，用于通过流量传感器检测油封式机械真空泵抽气时气体流量；
主控模块，与压强检测模块、气体成分检测模块、抽气量检测模块、除尘模块、抽气模块、冷凝模块、除垢模块、过滤模块、排水模块、降噪除味模块、性能评估模块、显示模块连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作；
除尘模块，与主控模块连接，用于通过除尘器除去气体内的灰尘；
抽气模块，与主控模块连接，用于通过抽气泵抽取气体；
冷凝模块，与主控模块连接，用于通过冷凝器对油封式机械真空泵尾气进行冷却；
除垢模块，与主控模块连接，用于通过安装强磁管道保护仪对油封式机械真空泵进行除垢；
过滤模块，与主控模块连接，用于通过在冷凝器出水口安装过滤网对冷却水进行过滤；
排水模块，与主控模块连接，用于通过抽水泵将冷却的水抽取排出；
降噪除味模块，与主控模块连接，用于通过消音器对油封式机械真空泵进行降噪并除味；
性能评估模块，与主控模块连接，用于通过评估程序对油封式机械真空泵性能进行评估；
显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示检测的油封式机械真空泵抽气时压强、气体成分、气体流量数据及性能评估结果。
7.一种安装有权利要求6所述排除油封式机械真空泵尾气冷凝水的系统的真空泵。
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