CN110487024A - 氦气压缩净化机组系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及氦气压缩技术领域，公开一种氦气压缩净化机组系统，包括低压平衡器和吸附器，低压平衡器和吸附器之间并连至少两组压缩及初分离机组，压缩及初分离机组包括涡旋式压缩机、油气冷却器和油气分离器，低压平衡器出气口与压缩机进气口经管路一连接，压缩机出气口与油气冷却器进气口经管路二连接，油气冷却器出气口与油气分离器进气口经管路三连接，油气分离器出气口与吸附器进气口经管路四连接，压缩机出油口与油气冷却器进油口经管路五连接，油气冷却器出油口与压缩机进气口经管路六连接，油气分离器出油口与压缩机进气口经管路七连接，管路四安装单向阀。供气量大，适应性好，温度能达到要求，安装方便，供气稳定，降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及氦气压缩技术领域，特别涉及一种氦气压缩净化机组系统。
背景技术
近年，科技在不断更新，电子制造领域、液晶面板制造、航天军事科研等领域技术不断升级，真空要求越做越高，真空室也越做越大，以低温泵为主的抽真空设备其发挥的作用是巨大的，其他真空设备无法满足极限压力最低的清洁真空，低温泵是利用低温表面冷凝气体的真空泵，又称冷凝泵；目前电子制造领域、液晶面板制造、军事科研等使用的小型低温泵已无法满足使用，小型低温泵真空获取有限。在新时代各领域都注重生产效率，小型低温泵无法获得更大的真空环境，因此，大型真空泵开始进入试验研究阶段。
作为低温泵一个重要组成部分的氦气压缩净化机组，为制冷机提供洁净的氦气。目前市面上常见的氦气压缩净化机组供气量有限，例如：一个氦气压缩净化机组只能供三台八寸的低温泵或两台十寸的低温泵或一台十六寸的低温泵使用，对于更大型低温泵则会出现供气不足、温度无法达到 10K绝对温度、热负载能力较差等情况，在一个大型低温泵上通常配有两个甚至三个制冷机，使用时需配两至三组氦气压缩净化机组，又往往存在占用空间大、供气无法保持一致的问题；
同时，在电子制造领域，一个机台就有7-8台八寸低温泵，配套氦气压缩净化机组需要三组，并且使用三套零部件，如：三套氦气管路、电源、工位、循环水管路等；而且，压缩机组与低温泵使用时不在同楼层，增加一套零部件往往导致成本上浮较大。
因此，本申请提出一种氦气压缩净化机组系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种氦气压缩净化机组系统，供气量更大，能够有效适应大型的低温泵，或者更多数量的小型低温泵，保证温度能够达到设计要求，同时，安装方便，供气稳定一致，占地用空间小，节约了工位，降低了设备成本和安装成本。
本发明采用的技术方案如下：氦气压缩净化机组系统，包括低压平衡器和吸附器，所述低压平衡器和吸附器之间并列连接有至少两组压缩及初分离机组，每组所述压缩及初分离机组包括涡旋式压缩机、油气冷却器和油气分离器，低压平衡器的出气口与涡旋式压缩机的进气口通过管路一连接，涡旋式压缩机的出气口与油气冷却器的进气口通过管路二连接，油气冷却器的出气口与油气分离器的进气口通过管路三连接，油气分离器的出气口与吸附器的进气口通过管路四连接，涡旋式压缩机的出油口与油气冷却器的进油口通过管路五连接，油气冷却器的出油口与涡旋式压缩机的进气口通过管路六连接，油气分离器的出油口与涡旋式压缩机的进气口通过管路七连接，所述管路四上靠近所述吸附器的位置安装有单向阀，所述单向阀仅可向吸附器方向开启。通过上述设置，整个机组的供气量更大，能够有效适应大型的低温泵，或者更多数量的小型低温泵，保证温度能够达到设计要求，同时，安装方便，各压缩及初分离机组的高压氦气统一进入同一吸附器，再由同一吸附器进入低温泵，供气稳定一致，占地用空间小，节约了工位，降低了设备成本和安装成本，各压缩及初分离机组可根据具体的使用需要，全部启用或者几组同时启用或者单组启用，单向阀可防止启用机组的高压氦气倒流至停机的机组。
本发明所述的氦气压缩净化机组系统，所述管路一和管路二均安装有压力表，用于实时显示对应管路的压力值，所述管路二还安装有压力传感器，用于检测并传送管路二的压力值，当压力值超过设定值时，控制所在机组的涡旋式压缩机断电停机；所述涡旋式压缩机的机盖、管路六和管路二均分别安装有温度传感器，用于检测并传送对应位置的温度值，当温度值超过设定值时，控制所在机组的涡旋式压缩机断电停机。通过相应位置的压力表、压力传感器和温度传感器的设置，操作人员可方便的现场观察压力值，同时对关键部位的压力值和温度值进行监测并反馈，当监测位置的压力值或者温度值超过设定值时，即可联锁涡旋式压缩机的电机停机，起到了安全保护作用。
本发明所述的氦气压缩净化机组系统，所述油气分离器顶部连接有管路八，管路八另端连接有两根支管路，两根支管路的另端均与所述管路一连接，其中一支管路上安装有溢流阀，另一支管路上安装有电磁阀一，电磁阀一用于当所在机组的涡旋式压缩机停机时，连通所在支管路，使得所述管路一与油气分离器连通。溢流阀用于保持油气分离器中的压力稳定，防止其内部压力过高，也即保持排气管路系统的压力，防止压力过高；电磁阀一为常开电磁阀，跟随所在机组的涡旋式压缩机的启动而关闭，进而切断所在支管路，保证正常的压缩过程，当所在机组的涡旋式压缩机断电停机时，电磁阀一打开，使得低压的管路一和高压的油气分离器连通，进而使得高低压气体平衡，使得整个机组系统内部处于压力平衡的状态，同时，压缩净化机组出厂时，机组内的氦气量一定，压力一定，涡旋式压缩机停机后，当需要判断机组内的氦气量变化时，需要通过观察压力表的显示值来对比出厂时的压力值，这时就需要通过电磁阀一来连通高压端和低压端，使得整个机组内为同一压力值，才能显示出机组内真实的氦气量。
本发明所述的氦气压缩净化机组系统，所述管路五上安装有回油过滤器，所述管路六上按回油方向依次安装有电磁阀二和小孔阀，电磁阀二用于当所在机组的涡旋式压缩机停机时，切断所述管路六，所述管路七上也安装有小孔阀，小孔阀用于限定回油流量。电磁阀二为常闭电磁阀，跟随所在机组的涡旋式压缩机的启动而打开，进而连通管路六，使得回油流程通畅，当某一机组停机后，联锁此机组的电磁阀二关闭，如此设置，主要是因为各组机组的管路一与同一低压平衡器连接，若未设置电磁阀二来切断管路六，其他组工作中的涡旋式压缩机会对停机机组的管路一、管路六和管路五形成抽吸作用，导致涡旋式压缩机底部的油继续回流至涡旋式压缩机入口端，造成油的大量聚集，不利于下次启动，因为在涡旋式压缩机工作过程中，其入口端的进气量和进油量都是严格配比的，过多的油量会导致涡旋式压缩机工作不正常，影响其使用寿命，更为甚者，油蒸汽可能倒吸回管路一和低压平衡器中，进一步进入其他工作中的机组，造成停机机组中的油量减少，其他机组的油量增多，不利于安全工作；小孔阀用于限定涡旋式压缩机入口端的回油流量，保证压缩机正常工作。
本发明所述的氦气压缩净化机组系统，所述管路三上安装有电磁阀三，电磁阀三用于当所在机组的涡旋式压缩机停机时，切断所述管路三。电磁阀三为常闭电磁阀，跟随所在机组的涡旋式压缩机的启动而打开，进而连通管路三，使得排气流程通畅，当某一机组停机后，联锁此机组的电磁阀三关闭，如此设置，主要是因为各组机组的管路一与同一低压平衡器连接，若未设置电磁阀三来切断管路三，其他组工作中的涡旋式压缩机会对停机机组的管路一、管路八、油气分离器、管路三和管路二形成抽吸作用，导致管路二中的油蒸汽被抽吸回低压平衡器中，进一步进入其他工作中的机组，造成停机机组中的油量减少，其他机组的油量增多，不利于安全工作。
本发明所述的氦气压缩净化机组系统，所述低压平衡器、吸附器和各组压缩及初分离机组共同集成安装于一箱体内。如此设置，使得整个机组系统的整体性更好，便于安装运输。
本发明所述的氦气压缩净化机组系统，所述吸附器的进气口和出气口均安装有自密封接头，且进气口的自密封接头和出气口的自密封接头的数量均分别与所述压缩及初分离机组的组数相同，进气口的自密封接头上安装有气体高压保护继电器；所述低压平衡器的进气口也安装有自密封接头，且其数量与所述压缩及初分离机组的组数相同；且吸附器出气口的自密封接头和低压平衡器进气口的自密封接头均穿过并固定安装于所述箱体的侧面板上。如此设置，使得低压平衡器的进气连接以及吸附器的出气连接更加便捷可靠，更加规范。
本发明所述的氦气压缩净化机组系统，所述低压平衡器和吸附器之间并列连接有两组所述压缩及初分离机组。如此设置，两组机组可以供五台八寸泵、三台十寸泵、两台十六寸泵、一台二十二寸泵等使用。
本发明所述的氦气压缩净化机组系统，所述油气冷却器包括油冷却器和气冷却器，所述油气冷却器的下部安装有进水接头、上端安装有出水接头。
与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：本发明供气量更大，能够有效适应大型的低温泵，或者更多数量的小型低温泵，保证温度能够达到设计要求，同时，安装方便，供气稳定一致，占地用空间小，节约了工位，降低了设备成本和安装成本。
附图说明
图1是本发明示意图。
附图标记：1为低压平衡器，2为吸附器，3为涡旋式压缩机，4为油气冷却器，5为油气分离器，6为管路一，7为管路二，8为管路三，9为管路四，10为管路五，11为管路六，12为管路七，13为单向阀，14为管路八，15为支管路，16为溢流阀，17为电磁阀一，18为回油过滤器，19为电磁阀二，20为小孔阀，21为电磁阀三，22为自密封接头，23为进水接头，24为出水接头。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
如图1所示，氦气压缩净化机组系统，包括低压平衡器1和吸附器2，低压平衡器1和吸附器2之间并列连接有至少两组压缩及初分离机组，此处具体设置为两组，每组压缩及初分离机组包括涡旋式压缩机3、油气冷却器4和油气分离器5，在油气分离器5的顶部安装有安全阀，低压平衡器1的出气口与涡旋式压缩机3的进气口通过管路一6连接，涡旋式压缩机3的出气口与油气冷却器4的进气口通过管路二7连接，油气冷却器4的出气口与油气分离器5的进气口通过管路三8连接，油气冷却器4包括油冷却器和气冷却器，油气冷却器4的下部安装有进水接头23、上端安装有出水接头24，油气分离器5的出气口与吸附器2的进气口通过管路四9连接，涡旋式压缩机3的出油口与油气冷却器4的进油口通过管路五10连接，油气冷却器4的出油口与涡旋式压缩机3的进气口通过管路六11连接，油气分离器5的出油口与涡旋式压缩机3的进气口通过管路七12连接，管路四9上靠近吸附器2的位置安装有单向阀13，单向阀13仅可向吸附器2方向开启。
具体地，低压平衡器1、吸附器2和各组压缩及初分离机组共同集成安装于一箱体内，吸附器2的进气口和出气口均安装有自密封接头22，且进气口的自密封接头22和出气口的自密封接头22的数量均分别与压缩及初分离机组的组数相同，进气口的自密封接头22上安装有气体高压保护继电器；低压平衡器1的进气口也安装有自密封接头22，且其数量与压缩及初分离机组的组数相同；且吸附器2出气口的自密封接头22和低压平衡器1进气口的自密封接头22均穿过并固定安装于箱体的侧面板上。
进一步地，管路一6和管路二7均安装有压力表，用于实时显示对应管路的压力值，管路二7还安装有压力传感器，用于检测并传送管路二7的压力值，当压力值超过设定值时，控制所在机组的涡旋式压缩机3断电停机；涡旋式压缩机3的机盖、管路六11和管路二7均分别安装有温度传感器，用于检测并传送对应位置的温度值，当温度值超过设定值时，控制所在机组的涡旋式压缩机3断电停机；油气分离器5顶部连接有管路八14，管路八14另端连接有两根支管路15，两根支管路15的另端均与管路一6连接，其中一支管路15上安装有溢流阀16，另一支管路15上安装有电磁阀一17，电磁阀一17用于当所在机组的涡旋式压缩机3停机时，连通所在支管路15，使得管路一6与油气分离器5连通，电磁阀一17为常开电磁阀，跟随所在机组的涡旋式压缩机3的启动而关闭，进而切断所在支管路15，保证正常的压缩过程。
管路五10上安装有回油过滤器18，将回油中的杂质过滤掉，使得返回涡旋式压缩机3的油洁净，管路六11上按回油方向依次安装有电磁阀二19和小孔阀20，电磁阀二19用于当所在机组的涡旋式压缩机3停机时，切断管路六11，管路七12上也安装有小孔阀20，小孔阀20用于限定回油流量，电磁阀二19为常闭电磁阀，跟随所在机组的涡旋式压缩机3的启动而打开，进而连通管路六11，使得回油流程通畅。
管路三8上安装有电磁阀三21，电磁阀三21用于当所在机组的涡旋式压缩机3停机时，切断管路三8，电磁阀三21为常闭电磁阀，跟随所在机组的涡旋式压缩机3的启动而打开，进而连通管路三8，使得排气流程通畅。
工作时，各路氦气通过低压平衡器1进气口的各自密封接头22进入低压平衡器1并平衡压力后，再分别通过各机组的管路一6进入对应的涡旋式压缩机3进行压缩，经压缩后会产生大量的热，在涡旋式压缩机3进气口的回油冷却作用下，吸收大量的热，所产生的油、油蒸汽及氦气的混合体在机壳内完成第一次分油，分出的油经涡旋式压缩机3底部连接的管路五10进入油气冷却器4中进行冷却后，再由管路六11进入涡旋式压缩机3的进气口，如此循环回油冷却；压缩后的油气混合气体通过管路二7进入油气冷却器4，油气混合气体被充分冷却后，油蒸汽与氦气所组成的混合气体通过管路三8进入油气分离器5，在油气分离器5中完成第二次油气分离，并将分离液化后的油通过管路七12再次送入涡旋式压缩机3的进气口，各组氦气通过各自的管路四9从各自的油气分离器5汇入同一吸附器2中，在吸附器2中再进行整体过滤，即第三次油气分离后，将过滤完成后的氦气通过吸附器2上的各个自密封接头22送至各低温泵，以此循环。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。
Claims (9)
1.氦气压缩净化机组系统，其特征在于：包括低压平衡器（1）和吸附器（2），所述低压平衡器（1）和吸附器（2）之间并列连接有至少两组压缩及初分离机组，每组所述压缩及初分离机组包括涡旋式压缩机（3）、油气冷却器（4）和油气分离器（5），低压平衡器（1）的出气口与涡旋式压缩机（3）的进气口通过管路一（6）连接，涡旋式压缩机（3）的出气口与油气冷却器（4）的进气口通过管路二（7）连接，油气冷却器（4）的出气口与油气分离器（5）的进气口通过管路三（8）连接，油气分离器（5）的出气口与吸附器（2）的进气口通过管路四（9）连接，涡旋式压缩机（3）的出油口与油气冷却器（4）的进油口通过管路五（10）连接，油气冷却器（4）的出油口与涡旋式压缩机（3）的进气口通过管路六（11）连接，油气分离器（5）的出油口与涡旋式压缩机（3）的进气口通过管路七（12）连接，所述管路四（9）上靠近所述吸附器（2）的位置安装有单向阀（13），所述单向阀（13）仅可向吸附器（2）方向开启。
2.根据权利要求1所述的氦气压缩净化机组系统，其特征在于：所述管路一（6）和管路二（7）均安装有压力表，用于实时显示对应管路的压力值，所述管路二（7）还安装有压力传感器，用于检测并传送管路二（7）的压力值，当压力值超过设定值时，控制所在机组的涡旋式压缩机（3）断电停机；所述涡旋式压缩机（3）的机盖、管路六（11）和管路二（7）均分别安装有温度传感器，用于检测并传送对应位置的温度值，当温度值超过设定值时，控制所在机组的涡旋式压缩机（3）断电停机。
3.根据权利要求2所述的氦气压缩净化机组系统，其特征在于：所述油气分离器（5）顶部连接有管路八（14），管路八（14）另端连接有两根支管路（15），两根支管路（15）的另端均与所述管路一（6）连接，其中一支管路（15）上安装有溢流阀（16），另一支管路（15）上安装有电磁阀一（17），电磁阀一（17）用于当所在机组的涡旋式压缩机（3）停机时，连通所在支管路（15），使得所述管路一（6）与油气分离器（5）连通。
4.根据权利要求1所述的氦气压缩净化机组系统，其特征在于：所述管路五（10）上安装有回油过滤器（18），所述管路六（11）上按回油方向依次安装有电磁阀二（19）和小孔阀（20），电磁阀二（19）用于当所在机组的涡旋式压缩机（3）停机时，切断所述管路六（11），所述管路七（12）上也安装有小孔阀（20），小孔阀（20）用于限定回油流量。
5.根据权利要求1所述的氦气压缩净化机组系统，其特征在于：所述管路三（8）上安装有电磁阀三（21），电磁阀三（21）用于当所在机组的涡旋式压缩机（3）停机时，切断所述管路三（8）。
6.根据权利要求1所述的氦气压缩净化机组系统，其特征在于：所述低压平衡器（1）、吸附器（2）和各组压缩及初分离机组共同集成安装于一箱体内。
7.根据权利要求6所述的氦气压缩净化机组系统，其特征在于：所述吸附器（2）的进气口和出气口均安装有自密封接头（22），且进气口的自密封接头（22）和出气口的自密封接头（22）的数量均分别与所述压缩及初分离机组的组数相同，进气口的自密封接头（22）上安装有气体高压保护继电器；所述低压平衡器（1）的进气口也安装有自密封接头（22），且其数量与所述压缩及初分离机组的组数相同；且吸附器（2）出气口的自密封接头（22）和低压平衡器（1）进气口的自密封接头（22）均穿过并固定安装于所述箱体的侧面板上。
8.根据权利要求1所述的氦气压缩净化机组系统，其特征在于：所述低压平衡器（1）和吸附器（2）之间并列连接有两组所述压缩及初分离机组。
9.根据权利要求1所述的氦气压缩净化机组系统，其特征在于：所述油气冷却器（4）包括油冷却器和气冷却器，所述油气冷却器（4）的下部安装有进水接头（23）、上端安装有出水接头（24）。
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