CN112502976A - 一种高端光伏组件生产用真空系统及其抽真空工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高端光伏组件生产用真空系统及其抽真空工艺，所述抽真空工艺是基于所述真空系统实现的，所述真空系统包含冷却分离系统（1）、真空泵组（2）和分离收集罐（3）；所述冷却分离系统（1）与真空泵组（2）通过气体管路相连接；所述分离收集罐（3）通过排液管路分别与冷却分离系统（1）和真空泵组（2）相连接；所述真空工艺包含助剂气体冷却液化分离、真空泵内压缩液化分离和液体助剂集中回收。本发明将助剂气体液化而得到有效分离；泵体排污口结构简单，将真空泵内液体及时有效排出；降低真空泵故障率、提高真空泵的寿命及工作效率、降低功耗；改进真空泵密封防尘结构，改善真空泵工作环境，延长工作寿命。

Description

一种高端光伏组件生产用真空系统及其抽真空工艺
技术领域
本发明涉及一种高端光伏组件生产用真空系统及其抽真空工艺，属于光伏组件生产技术领域。
背景技术
由于高端光伏组件生产用真空系统的特殊性，其工艺气体中含有多种密封剂、固化剂和其他生产物料，传统的真空系统在抽真空时，经常出现真空泵内液体积压、液体排不净、排气阻力大、排气效率低、功耗增大的情况；较高的工艺气体温度导致真空泵故障率高、寿命短，经常需要停机维护；真空泵轴承容易进灰、传统的氮气密封易引起润滑油损耗过快，从而引起轴承卡死损坏。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种工艺气体温度低、能有效分离助剂气体、真空泵密封效果好、故障率低、寿命长的高端光伏组件生产用真空系统及其抽真空工艺。
本发明的目的是这样实现的：
一种高端光伏组件生产用真空系统及其抽真空工艺，所述高端光伏组件生产用抽真空工艺是基于一种高端光伏组件生产用真空系统实现的，所述真空系统包含冷却分离系统、真空泵组和分离收集罐；所述冷却分离系统与真空泵组通过气体管路相连接；所述分离收集罐通过排液管路分别与冷却分离系统和真空泵组相连接；
所述冷却分离系统包含前后通过管路连接的两个冷却分离装置，所述冷却分离装置包含设置在底部的收集罐、设置在收集罐顶部并与收集罐相连通的冷却罐和竖向设置在冷却罐内部的冷却水管；所述冷却罐下部侧面设有进气口、上部侧面设有出气口，在冷却罐内部靠近进气口和出气口的位置设有测温装置，在进气口和出气口管路上均设有压力变送器和电磁阀；所述冷却罐顶部设有进水管、底部侧面设有出水管，进水管和出水管均与冷却罐内部的冷却水管相连通；所述收集罐通过排液管路和阀门与分离收集罐相连；
所述真空泵组包含机架、设置在机架上层的罗茨真空泵、设置在机架下层的螺杆真空泵、设置在机架左侧的控制柜和设置在机架右侧的消音器；所述罗茨真空泵顶面进气口上安装有过滤装置，过滤装置的进气口与冷却分离系统的出气口相连，罗茨真空泵底面的出气口与螺杆真空泵的进气口相连，所述螺杆真空泵的出气口与消音器的进气口相连；所述消音器的上部侧面设有消音器进水口，消音器下部侧面上的出水口与螺杆真空泵顶面上的顶部进水口相连，螺杆真空泵前端面设有端部进水口，顶部进水口和端部进水口通过螺杆真空泵内部冷却管路连通至设置在螺杆真空泵底部侧面的螺杆泵排水口；所述螺杆真空泵底部设有螺杆泵排污口，螺杆泵排污口通过排液管路和阀门与分离收集罐相连；
本发明一种高端光伏组件生产用真空系统，所述冷却分离系统的进气口和出气口管路上均设有压力变送器和电磁阀；
本发明一种高端光伏组件生产用真空系统，所述真空泵组的过滤装置的进气口上安装有气动蝶阀，过滤装置的出气口上安装有压力变送器；所述螺杆真空泵的进气口上安装有氮气吹扫装置；所述消音器的顶部排气口上设有真空表；
本发明一种高端光伏组件生产用真空系统，所述螺杆真空泵包含泵体、安装在泵体右端的电机、通过两端轴承转动安装在泵体内部并与电机传动连接的一对螺杆；在螺杆轴上靠近端部轴承的位置设有挡尘密封结构；在泵体排口端的底部设有排污结构；
所述挡尘密封结构包含从左至右依次设置的迷宫密封装置、挡尘圈、集尘腔和油封装置；所述迷宫密封装置包含安装在螺杆轴上的密封套和设置在泵体上与密封套对应位置的密封环；所述密封套的外圆周上设有多个环形凹槽，密封环的内圆周上设有多个环形凸起；所述环形凹槽和环形凸起的数量和位置均相对应，且环形凸起滑动嵌置在环形凹槽内，环形凸起为弹性耐磨材料；所述挡尘圈的外圆直径大于密封环的外圆直径；所述集尘腔为设置在挡尘圈和油封装置之间的一环形腔体，集尘腔的上层与设置在泵体顶面的除尘口通过管路相连通，集尘腔的下层与设置在泵体底面的排尘口通过管路相连通；
所述排污结构包含设置在排口端泵体内腔底部端面上的内排口、设置在泵体底面的外排口，以及设置在泵体本体内且与内排口和外排口相连通的排污引流腔；所述排污引流腔的内壁从内排口到外排口为由高到低的曲面结构；所述外排口与螺杆泵排污口相连。
本发明一种高端光伏组件生产用抽真空工艺的步骤为：
步骤一、光伏组件生产过程产生的含各类气态助剂的高温生产气体首先进入冷却分离系统，含气态助剂的高温生产气体从冷却分离装置的进气口进入冷却罐，通过与冷却水管的热交换，生产气体温度下降到气态助剂液化温度时，气态助剂转变为液态并依靠自身重力流入冷却分离装置底部的收集罐，实现气态助剂的分离；由于不同助剂的液化温度不同，液化温度高的气态助剂先发生液化进入收集罐；
步骤二、经过两次降温分离助剂后的生产气体进入真空泵组的过滤装置，生产气体经过滤后进入罗茨真空泵，经罗茨真空泵压缩后再进入螺杆真空泵，生产气体中低液化温度的气态助剂随着被逐渐压缩而凝结为液体，并通过内排口进入排污引流腔快速引流至外排口，实现液体及时排出泵体；生产气体中的不凝气体从螺杆真空泵排入消音器并从消音器的排气口排出；螺杆真空泵泵体内的微尘颗粒经过迷宫密封装置的部分阻挡后被挡尘圈旋转甩入集尘腔收集，防止微尘进入油封装置，进而威胁到轴承运转；在设备维护时，从除尘口通入氮气将集尘腔内的灰尘从排尘口排出泵体，或者从排尘口接入吸尘装置将集尘腔内的灰尘吸出泵体；
步骤三、收集罐中的液体和从真空泵组排出的液体均被输送至分离收集罐回收处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过对高温工艺气体热交换降温，同时助剂气体液化而得到有效分离，在真空泵体排口位置设置结构简单的排污口，将真空泵内液体及时有效排出，降低真空泵故障率、提高真空泵的寿命及工作效率、降低功耗；改进真空泵密封防尘结构，有效防止灰尘进入轴承和润滑油损耗过快，改善真空泵工作环境，延长工作寿命。
附图说明
图1为本发明一种高端光伏组件生产用真空系统的结构布局示意图。
图2为本发明一种高端光伏组件生产用真空系统的真空泵组结构示意图。
图3为本发明一种高端光伏组件生产用真空系统的真空泵组正视结构示意图。
图4为本发明一种高端光伏组件生产用真空系统的真空泵组俯视结构示意图。
图5为本发明一种高端光伏组件生产用真空系统的螺杆真空泵结构示意图。
图6为本发明一种高端光伏组件生产用真空系统的螺杆真空泵挡尘密封结构和排污结构示意图。
图7为本发明一种高端光伏组件生产用真空系统的螺杆真空泵集尘腔和排污引流腔结构示意图。
图8为本发明一种高端光伏组件生产用真空系统的螺杆真空泵挡尘密封结构局部放大图。
其中：
冷却分离装置100、泵体101、电机102、螺杆103、挡尘密封结构104、排污结构105、内排口106、外排口107、排污引流腔108；
迷宫密封装置201、挡尘圈202、集尘腔203、油封装置204、密封套205、密封环206、环形凹槽207、环形凸起208、除尘口209、排尘口210；
压力变送器301、电磁阀302、气动蝶阀303、真空表304；
冷却分离系统1、真空泵组2、分离收集罐3；
收集罐1.1、冷却罐1.2、冷却水管1.3、进气口1.4、出气口1.5、进水管1.6、出水管1.7、测温装置1.8；
机架2.1、罗茨真空泵2.2、螺杆真空泵2.3、控制柜2.4、消音器2.5、过滤装置2.6、氮气吹扫装置2.7；
顶部进水口2.3.1、端部进水口2.3.2、螺杆泵排水口2.3.3、螺杆泵排污口2.3.4、消音器进水口2.5.1。
具体实施方式
参见图1~8，本发明涉及的一种高端光伏组件生产用真空系统及其抽真空工艺，所述高端光伏组件生产用抽真空工艺是基于一种高端光伏组件生产用真空系统实现的，所述真空系统包含冷却分离系统1、真空泵组2和分离收集罐3；所述冷却分离系统1与真空泵组2通过气体管路相连接；所述分离收集罐3通过排液管路分别与冷却分离系统1和真空泵组2相连接；
所述冷却分离系统1包含前后通过管路连接的两个冷却分离装置100，所述冷却分离装置100包含设置在底部的收集罐1.1、设置在收集罐1.1顶部并与收集罐1.1相连通的冷却罐1.2和竖向设置在冷却罐1.2内部的冷却水管1.3；所述冷却罐1.2下部侧面设有进气口1.4、上部侧面设有出气口1.5，在冷却罐1.2内部靠近进气口1.4和出气口1.5的位置设有测温装置1.8，在进气口1.4和出气口1.5管路上均设有压力变送器301和电磁阀302；所述冷却罐1.2顶部设有进水管1.6、底部侧面设有出水管1.7，进水管1.6和出水管1.7均与冷却罐1.2内部的冷却水管1.3相连通；所述收集罐1.1通过排液管路和阀门与分离收集罐3相连；
所述真空泵组2包含机架2.1、设置在机架2.1上层的罗茨真空泵2.2、设置在机架2.1下层的螺杆真空泵2.3、设置在机架2.1左侧的控制柜2.4和设置在机架2.1右侧的消音器2.5；所述罗茨真空泵2.2顶面进气口上安装有过滤装置2.6，过滤装置2.6的进气口与冷却分离系统1的出气口相连，罗茨真空泵2.2底面的出气口与螺杆真空泵2.3的进气口相连，所述螺杆真空泵2.3的出气口与消音器2.5的进气口相连；所述消音器2.5的上部侧面设有消音器进水口2.5.1，消音器2.5下部侧面上的出水口与螺杆真空泵2.3顶面上的顶部进水口2.3.1相连，螺杆真空泵2.3前端面设有端部进水口2.3.2，顶部进水口2.3.1和端部进水口2.3.2通过螺杆真空泵2.3内部冷却管路连通至设置在螺杆真空泵2.3底部侧面的螺杆泵排水口2.3.3；所述螺杆真空泵2.3底部设有螺杆泵排污口2.3.4，螺杆泵排污口2.3.4通过排液管路和阀门与分离收集罐3相连；
进一步的，所述冷却分离系统1的进气口1.4和出气口1.5管路上均设有压力变送器301和电磁阀302；
进一步的，所述真空泵组2的过滤装置2.6的进气口上安装有气动蝶阀303，过滤装置2.6的出气口上安装有压力变送器301；所述螺杆真空泵2.3的进气口上安装有氮气吹扫装置2.7；所述消音器2.5的顶部排气口上设有真空表304；
进一步的，所述螺杆真空泵2.3包含泵体101、安装在泵体101右端的电机102、通过两端轴承转动安装在泵体101内部并与电机102传动连接的一对螺杆103；在螺杆103轴上靠近端部轴承的位置设有挡尘密封结构104；在泵体101排口端的底部设有排污结构105；
所述挡尘密封结构104包含从左至右依次设置的迷宫密封装置201、挡尘圈202、集尘腔203和油封装置204；所述迷宫密封装置201包含安装在螺杆103轴上的密封套205和设置在泵体101上与密封套205对应位置的密封环206；所述密封套205的外圆周上设有多个环形凹槽207，密封环206的内圆周上设有多个环形凸起208；所述环形凹槽207和环形凸起208的数量和位置均相对应，且环形凸起208滑动嵌置在环形凹槽207内，环形凸起208为弹性耐磨材料；所述挡尘圈202的外圆直径大于密封环206的外圆直径；所述集尘腔203为设置在挡尘圈202和油封装置204之间的一环形腔体，集尘腔203的上层与设置在泵体101顶面的除尘口209通过管路相连通，集尘腔203的下层与设置在泵体101底面的排尘口210通过管路相连通；
所述排污结构105包含设置在排口端泵体101内腔底部端面上的内排口106、设置在泵体底面的外排口107，以及设置在泵体101本体内且与内排口106和外排口107相连通的排污引流腔108；所述排污引流腔108的内壁从内排口106到外排口107为由高到低的曲面结构；所述外排口107与螺杆泵排污口2.3.4相连。
所述抽真空工艺的步骤为：
步骤一、光伏组件生产过程产生的含各类气态助剂的高温生产气体首先进入冷却分离系统1，含气态助剂的高温生产气体从冷却分离装置100的进气口1.4进入冷却罐1.2，通过与冷却水管1.3的热交换，生产气体温度下降到气态助剂液化温度时，气态助剂转变为液太并依靠自身重力流入冷却分离装置100底部的收集罐1.1，实现气态助剂的分离；由于不同助剂的液化温度不同，液化温度高的气态助剂先发生液化进入收集罐1.1；
步骤二、经过两次降温分离助剂后的生产气体进入真空泵组2的过滤装置2.6，生产气体经过滤后进入罗茨真空泵2.2，经罗茨真空泵2.2压缩后再进入螺杆真空泵2.3，生产气体中低液化温度的气态助剂随着被逐渐压缩而凝结为液体，并通过内排口106进入排污引流腔108快速引流至外排口107，实现液体及时排出泵体；生产气体中的不凝气体从螺杆真空泵2.3排入消音器2.5并从消音器2.5的排气口排出；螺杆真空泵2.3泵体101内的微尘颗粒经过迷宫密封装置201的部分阻挡后被挡尘圈202旋转甩入集尘腔203收集，防止微尘进入油封装置204，进而威胁到轴承运转；在设备维护时，从除尘口209通入氮气将集尘腔203内的灰尘从排尘口210排出泵体101，或者从排尘口210接入吸尘装置将集尘腔203内的灰尘吸出泵体101；
步骤三、收集罐1.1中的液体和从真空泵组2排出的液体均被输送至分离收集罐3回收处理。
另外：需要注意的是，上述具体实施方式仅为本专利的一个优化方案，本领域的技术人员根据上述构思所做的任何改动或改进，均在本专利的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高端光伏组件生产用真空系统，其特征在于：所述真空系统包含冷却分离系统（1）、真空泵组（2）和分离收集罐（3）；所述冷却分离系统（1）与真空泵组（2）通过气体管路相连接；所述分离收集罐（3）通过排液管路分别与冷却分离系统（1）和真空泵组（2）相连接；
所述冷却分离系统（1）包含前后通过管路连接的两个冷却分离装置（100），所述冷却分离装置（100）包含设置在底部的收集罐（1.1）、设置在收集罐（1.1）顶部并与收集罐（1.1）相连通的冷却罐（1.2）和竖向设置在冷却罐（1.2）内部的冷却水管（1.3）；所述冷却罐（1.2）下部侧面设有进气口（1.4）、上部侧面设有出气口（1.5），在冷却罐（1.2）内部靠近进气口（1.4）和出气口（1.5）的位置设有测温装置（1.8）；所述冷却罐（1.2）顶部设有进水管（1.6）、底部侧面设有出水管（1.7），进水管（1.6）和出水管（1.7）均与冷却罐（1.2）内部的冷却水管（1.3）相连通；所述收集罐（1.1）通过排液管路和阀门与分离收集罐（3）相连；
所述真空泵组（2）包含机架（2.1）、设置在机架（2.1）上层的罗茨真空泵（2.2）、设置在机架（2.1）下层的螺杆真空泵（2.3）、设置在机架（2.1）左侧的控制柜（2.4）和设置在机架（2.1）右侧的消音器（2.5）；所述罗茨真空泵（2.2）顶面进气口上安装有过滤装置（2.6），过滤装置（2.6）的进气口与冷却分离系统（1）的出气口相连，罗茨真空泵（2.2）底面的出气口与螺杆真空泵（2.3）的进气口相连，所述螺杆真空泵（2.3）的出气口与消音器（2.5）的进气口相连；所述消音器（2.5）的上部侧面设有消音器进水口（2.5.1），消音器（2.5）下部侧面上的出水口与螺杆真空泵（2.3）顶面上的顶部进水口（2.3.1）相连，螺杆真空泵（2.3）前端面设有端部进水口（2.3.2），顶部进水口（2.3.1）和端部进水口（2.3.2）通过螺杆真空泵（2.3）内部冷却管路连通至设置在螺杆真空泵（2.3）底部侧面的螺杆泵排水口（2.3.3）；所述螺杆真空泵（2.3）底部设有螺杆泵排污口（2.3.4），螺杆泵排污口（2.3.4）通过排液管路和阀门与分离收集罐（3）相连。
2.根据权利要求1所述的高端光伏组件生产用真空系统，其特征在于：所述冷却分离系统（1）的进气口（1.4）和出气口（1.5）管路上均设有压力变送器（301）和电磁阀（302）。
3.根据权利要求1所述的高端光伏组件生产用真空系统，其特征在于：所述真空泵组（2）的过滤装置（2.6）的进气口上安装有气动蝶阀（303），过滤装置（2.6）的出气口上安装有压力变送器（301）；所述螺杆真空泵（2.3）的进气口上安装有氮气吹扫装置（2.7）；所述消音器（2.5）的顶部排气口上设有真空表（304）。
4.根据权利要求1所述的高端光伏组件生产用真空系统，其特征在于：所述螺杆真空泵（2.3）包含泵体（101）、安装在泵体（101）右端的电机（102）、通过两端轴承转动安装在泵体（101）内部并与电机（102）传动连接的一对螺杆（103）；在螺杆（103）轴上靠近端部轴承的位置设有挡尘密封结构（104）；在泵体（101）排口端的底部设有排污结构（105）。
5.根据权利要求4所述的螺杆真空泵，其特征在于：所述挡尘密封结构（104）包含从左至右依次设置的迷宫密封装置（201）、挡尘圈（202）、集尘腔（203）和油封装置（204）；所述迷宫密封装置（201）包含安装在螺杆（103）轴上的密封套（205）和设置在泵体（101）上与密封套（205）对应位置的密封环（206）；所述密封套（205）的外圆周上设有多个环形凹槽（207），密封环（206）的内圆周上设有多个环形凸起（208）；所述环形凹槽（207）和环形凸起（208）的数量和位置均相对应，且环形凸起（208）滑动嵌置在环形凹槽（207）内，环形凸起（208）为弹性耐磨材料；所述挡尘圈（202）的外圆直径大于密封环（206）的外圆直径；所述集尘腔（203）为设置在挡尘圈（202）和油封装置（204）之间的一环形腔体，集尘腔（203）的上层与设置在泵体（101）顶面的除尘口（209）通过管路相连通，集尘腔（203）的下层与设置在泵体（101）底面的排尘口（210）通过管路相连通。
6.根据权利要求4所述的螺杆真空泵，其特征在于：所述排污结构（105）包含设置在排口端泵体（101）内腔底部端面上的内排口（106）、设置在泵体底面的外排口（107），以及设置在泵体（101）本体内且与内排口（106）和外排口（107）相连通的排污引流腔（108）；所述排污引流腔（108）的内壁从内排口（106）到外排口（107）为由高到低的曲面结构；所述外排口（107）与螺杆泵排污口（2.3.4）相连。
7.一种高端光伏组件生产用抽真空工艺，其特征在于：所述抽真空工艺是基于权利要求1所述的高端光伏组件生产用真空系统实现的，所述抽真空工艺的步骤为：
步骤一、光伏组件生产过程产生的含各类气态助剂的高温生产气体首先进入冷却分离系统（1），含气态助剂的高温生产气体从冷却分离装置（100）的进气口（1.4）进入冷却罐（1.2），通过与冷却水管（1.3）的热交换，生产气体温度下降到气态助剂液化温度时，气态助剂转变为液太并依靠自身重力流入冷却分离装置（100）底部的收集罐（1.1），实现气态助剂的分离；由于不同助剂的液化温度不同，液化温度高的气态助剂先发生液化进入收集罐（1.1）；
步骤二、经过两次降温分离助剂后的生产气体进入真空泵组（2）的过滤装置（2.6），生产气体经过滤后进入罗茨真空泵（2.2），经罗茨真空泵（2.2）压缩后再进入螺杆真空泵（2.3），生产气体中低液化温度的气态助剂随着被逐渐压缩而凝结为液体，并通过内排口（106）进入排污引流腔（108）快速引流至外排口（107），实现液体及时排出泵体；生产气体中的不凝气体从螺杆真空泵（2.3）排入消音器（2.5）并从消音器（2.5）的排气口排出；螺杆真空泵（2.3）泵体（101）内的微尘颗粒经过迷宫密封装置（201）的部分阻挡后被挡尘圈（202）旋转甩入集尘腔（203）收集，防止微尘进入油封装置（204），进而威胁到轴承运转；在设备维护时，从除尘口（209）通入氮气将集尘腔（203）内的灰尘从排尘口（210）排出泵体（101），或者从排尘口（210）接入吸尘装置将集尘腔（203）内的灰尘吸出泵体（101）；
步骤三、收集罐（1.1）中的液体和从真空泵组（2）排出的液体均被输送至分离收集罐（3）回收处理。
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