CN111679703A - 一种离心真空泵的温度保护控制系统及其控制方法 - Google Patents

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齐大伟
吴斌
陈德江
唐志共
杨炯良
李传旭
李伟华
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/20—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature

Abstract

本发明公开了一种离心真空泵的温度保护控制系统及其控制方法。该控制系统温度保护控制系统包括安装在离心真空泵的入口管路的进水管，进水管的头部安装有雾化喷头，雾化喷头喷射方向正对离心真空泵的入口；安装在入口管路上的压力传感器和温度传感器Ⅰ，和安装在出口管路上的温度传感器Ⅱ；安装在进水管上的调节阀；还包括接受压力传感器、温度传感器Ⅰ和温度传感器Ⅱ的输入信号，并将输入信号处理成控制调节阀开度的连续电流输出信号的PLC模块。该控制方法通过PLC模块控制调节阀开度，保证雾化喷头喷出的雾化水将离心真空泵内部的绝热压缩过程转变为等温压缩过程。该控制系统及其控制方法降温效果明显、安全性高、可靠性好。

Description

一种离心真空泵的温度保护控制系统及其控制方法
技术领域
本发明属于风洞技术领域，具体涉及一种离心真空泵的温度保护控制系统及其控制方法。
背景技术
随着航天航空装备发展需要，其主要地面试验设备：风洞的种类不断增加，并且规模不断增大。部分风洞的具有真空排气系统，随着风洞试验时间越来越长，要求真空排气系统的进出口压比越来越高，真空排气系统的真空泵抽吸压力越来越强。由于离心真空泵的抽吸能力强、工作范围宽，在风洞真空排气系统获得广泛的使用。离心真空泵的压缩过程为绝热压缩，必须采取降温措施，否则会造成离心真空泵出现高温过热现象，降低离心真空泵的工作能力。
当前，亟需发展一种专用于风洞真空排气系统的离心真空泵的温度保护控制系统及其控制方法。
发明内容
本发明所要解决的一个技术问题是提供一种离心真空泵的温度保护控制系统，本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种离心真空泵的温度保护控制方法。
本发明的离心真空泵的温度保护控制系统，其特点是：所述的温度保护控制系统包括安装在离心真空泵的入口管路的进水管，进水管的头部安装有雾化喷头，雾化喷头喷射方向正对离心真空泵的入口；包括安装在入口管路上的用于测量离心真空泵入口压力、入口温度的压力传感器和温度传感器Ⅰ，和安装在出口管路上的用于测量出口温度的温度传感器Ⅱ；包括安装在进水管上的调节阀；还包括接受压力传感器、温度传感器Ⅰ和温度传感器Ⅱ的输入信号，并将输入信号处理成控制调节阀开度的连续电流输出信号的PLC模块。
进一步地，所述的雾化喷头的材质为不锈钢。
进一步地，所述的进水管与雾化喷头之间通过喷头分布器连接。
进一步地，所述的调节阀为电磁阀。
进一步地，所述的喷头分布器与进水管之间通过固定在入口管路上的连接法兰密封固定连接。
进一步地，所述的喷头分布器为杆式喷头分布器，杆式喷头分布器前端的雾化喷头喷射方向正对真空泵入口。
进一步地，所述的喷头分布器为环式喷头分布器，环式喷头分布器的中心正对真空泵入口，环式喷头分布器上沿周向分布的雾化喷头喷射方向面对真空泵入口。
进一步地，所述的喷头分布器的材质为不锈钢。
本发明的离心真空泵的温度保护控制方法，包括以下步骤：
a.打开风洞的真空排气系统，离心真空泵开始抽吸风洞内的气体，并排入大气中；
b.PLC模块在离心真空泵工作过程中，不断获得压力传感器和温度传感器Ⅰ实时测量的离心真空泵入口压力、入口温度的输入信号，以及温度传感器Ⅱ实时测量的离心真空泵的出口温度的输入信号，并与预设的阈值进行对比；
c.当输入信号达到预设的阈值时，PLC模块输出连续电流信号，启动调节阀，软化水通过入口管路进入雾化喷头，并向离心真空泵的入口喷出雾化水；
d.PLC模块继续实时获得离心真空泵入口压力、入口温度的输入信号，以及出口温度的输入信号，通过输出连续电流信号控制调节阀的开度，实时控制雾化喷头的喷水量，使得离心真空泵保持在不过热工作状态，直至离心真空泵停止工作。
本发明的离心真空泵的温度保护控制系统及其控制方法将离心真空泵内部的绝热压缩过程转变为等温压缩过程，从而避免了离心真空泵内部过热问题，具体原理是离心真空泵的入口饱和空气经过压缩后处于过热状态，此时的压缩过程是绝热压缩过程，由于水在低于大气压力时沸点降低，通过雾化喷头喷入过量的雾化水，雾化水立刻沸腾汽化吸走大量的热量，将绝热压缩过程转变为等温压缩过程，保证了离心真空泵内部不至于过热。
本发明的离心真空泵的温度保护控制系统及其控制方法降温效果明显、安全性高、可靠性好。
附图说明
图1为本发明的离心真空泵的温度保护控制系统的结构示意图；
图2为本发明的离心真空泵的温度保护控制系统的装置示意图。
图中，1.离心真空泵 2.入口管路 3.雾化喷头 4.喷头分布器 5.连接法兰 6.调节阀 7.进水管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明。
如图1所示，本发明的离心真空泵的温度保护控制系统包括安装在离心真空泵1的入口管路2的进水管7，进水管7的头部安装有雾化喷头3，雾化喷头3喷射方向正对离心真空泵1的入口；包括安装在入口管路2上的用于测量离心真空泵1入口压力、入口温度的压力传感器和温度传感器Ⅰ，和安装在出口管路上的用于测量出口温度的温度传感器Ⅱ；包括安装在进水管7上的调节阀6；还包括接受压力传感器、温度传感器Ⅰ和温度传感器Ⅱ的输入信号，并将输入信号处理成控制调节阀6开度的连续电流输出信号的PLC模块。
进一步地，所述的雾化喷头3的材质为不锈钢。
进一步地，所述的进水管7与雾化喷头3之间通过喷头分布器4连接。
进一步地，所述的调节阀6为电磁阀。
进一步地，所述的喷头分布器4与进水管7之间通过固定在入口管路2上的连接法兰5密封固定连接。
进一步地，所述的喷头分布器4为杆式喷头分布器，杆式喷头分布器前端的雾化喷头3喷射方向正对真空泵入口。
进一步地，所述的喷头分布器4为环式喷头分布器，环式喷头分布器的中心正对真空泵入口，环式喷头分布器上沿周向分布的雾化喷头3喷射方向面对真空泵入口。
进一步地，所述的喷头分布器4的材质为不锈钢。
本发明的离心真空泵的温度保护控制方法，包括以下步骤：
a.打开风洞的真空排气系统，离心真空泵1开始抽吸风洞内的气体，并排入大气中；
b.PLC模块在离心真空泵1工作过程中，不断获得压力传感器和温度传感器Ⅰ实时测量的离心真空泵1入口压力、入口温度的输入信号，以及温度传感器Ⅱ实时测量的离心真空泵1的出口温度的输入信号，并与预设的阈值进行对比；
c.当输入信号达到预设的阈值时，PLC模块输出连续电流信号，启动调节阀6，软化水通过入口管路2进入雾化喷头3，并向离心真空泵1的入口喷出雾化水；
d.PLC模块继续实时获得离心真空泵1入口压力、入口温度的输入信号，以及出口温度的输入信号，通过输出连续电流信号控制调节阀6的开度，实时控制雾化喷头3的喷水量，使得离心真空泵1保持在不过热工作状态，直至离心真空泵1停止工作。
实施例1
如图2所示，本实施例的离心真空泵1的入口端连接真空排气系统，出口端连通大气。在离心真空泵1的入口管路2上安装有垂直于入口管路2的连接法兰5，进水管7穿过连接法兰5与喷头分布器4连接，喷头分布器4为杆式喷头分布器，杆式喷头分布器的前端固定有雾化喷头3，雾化喷头3的入口正对离心真空泵1的入口，进水管7上安装有调节阀6。离心真空泵1的入口管路2安装有用于测量离心真空泵1入口压力、入口温度的压力传感器和温度传感器Ⅰ，离心真空泵1的出口管路上安装有用于测量出口温度和温度传感器Ⅱ。进水管7外接软化水。
以上对本发明提供的一种离心真空泵的温度保护控制系统及其控制方法进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种离心真空泵的温度保护控制系统，其特征在于：所述的温度保护控制系统包括安装在离心真空泵(1)的入口管路(2)的进水管(7)，进水管(7)的头部安装有雾化喷头(3)，雾化喷头(3)喷射方向正对离心真空泵(1)的入口；包括安装在入口管路(2)上的用于测量离心真空泵(1)入口压力、入口温度的压力传感器和温度传感器Ⅰ，和安装在出口管路上的用于测量出口温度的温度传感器Ⅱ；包括安装在进水管(7)上的调节阀(6)；还包括接受压力传感器、温度传感器Ⅰ和温度传感器Ⅱ的输入信号，并将输入信号处理成控制调节阀(6)开度的连续电流输出信号的PLC模块。
2.根据权利要求1所述的离心真空泵的温度保护控制系统，其特征在于：所述的雾化喷头(3)的材质为不锈钢。
3.根据权利要求1所述的离心真空泵的温度保护控制系统，其特征在于：所述的进水管(7)与雾化喷头(3)之间通过喷头分布器(4)连接。
4.根据权利要求1所述的离心真空泵的温度保护控制系统，其特征在于：所述的调节阀(6)为电磁阀。
5.根据权利要求3所述的离心真空泵的温度保护控制系统，其特征在于：所述的喷头分布器(4)与进水管(7)之间通过固定在入口管路(2)上的连接法兰(5)密封固定连接。
6.根据权利要求3所述的离心真空泵的温度保护控制系统，其特征在于：所述的喷头分布器(4)为杆式喷头分布器，杆式喷头分布器前端的雾化喷头(3)喷射方向正对真空泵入口。
7.根据权利要求3所述的离心真空泵的温度保护控制系统，其特征在于：所述的喷头分布器(4)为环式喷头分布器，环式喷头分布器的中心正对真空泵入口，环式喷头分布器上沿周向分布的雾化喷头(3)喷射方向面对真空泵入口。
8.根据权利要求3所述的离心真空泵的温度保护控制系统，其特征在于：所述的喷头分布器(4)的材质为不锈钢。
9.一种离心真空泵的温度保护控制方法，其特征在于：所述的控制方法包括以下步骤：
a.打开风洞的真空排气系统，离心真空泵(1)开始抽吸风洞内的气体，并排入大气中；
b.PLC模块在离心真空泵(1)工作过程中，不断获得压力传感器和温度传感器Ⅰ实时测量的离心真空泵(1)入口压力、入口温度的输入信号，以及温度传感器Ⅱ实时测量的离心真空泵(1)的出口温度的输入信号，并与预设的阈值进行对比；
c.当输入信号达到预设的阈值时，PLC模块输出连续电流信号，启动调节阀(6)，软化水通过入口管路(2)进入雾化喷头(3)，并向离心真空泵(1)的入口喷出雾化水；
d.PLC模块继续实时获得离心真空泵(1)入口压力、入口温度的输入信号，以及出口温度的输入信号，通过输出连续电流信号控制调节阀(6)的开度，实时控制雾化喷头(3)的喷水量，使得离心真空泵(1)保持在不过热工作状态，直至离心真空泵(1)停止工作。
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