CN205592136U - 泵系统、抽真空系统及真空精炼系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种泵系统、采用该泵系统的抽真空系统及采用该抽真空系统的真空精炼系统。泵系统包括通过抽气管道串接的罗茨泵机构和水环泵机构，及第一旁通管路，第一旁通管路的两端分别连接至罗茨泵机构的进气端和出气端，第一旁通管路上设置有切断阀。抽真空系统可进一步设置第二旁通管路，第二旁通管路的两端分别连接至过滤器的进气端和出气端。通过设置第一旁通管路，可形成水环泵机构的快速预抽通道，从而提高真空预抽阶段的抽气速度，提高工作效率，同时避免预抽阶段粉尘含量较高的气体通过罗茨泵机构造成设备故障。通过设置第二旁通管路，可选择被抽气体是否经过过滤器处理，可降低气体的压力损失，提高抽真空效率。

Description

泵系统、抽真空系统及真空精炼系统

技术领域

本实用新型属于冶金行业炼钢真空精炼工艺领域，具体涉及一种泵系统、抽真空系统及真空精炼系统。

背景技术

钢液真空精炼系统的关键设备之一是真空获得设备，用于钢液真空精炼系统的传统真空获得设备是蒸汽喷射真空泵，近年来干式机械真空泵在真空精炼系统的真空获得设备也有很多应用实例。蒸汽喷射泵的特点是抽气量大、对粉尘温度不敏感，缺点是能耗较高、对蒸汽质量要求严格。干式机械真空泵的特点是能耗低、调节灵活，缺点是对粉尘较为敏感、设备故障率高导致维护成本很高、高真空阶段压力损失大。目前国内干式机械真空泵的制造水平尚不能完全适应钢液真空精炼的恶劣条件，干式机械真空泵目前尚处于全部进口的阶段导致投资成本较高。如何获得抽气量大、对粉尘不敏感、能耗低、设备故障率低的真空获得设备变得十分重要。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种泵系统、抽真空系统及真空精炼系统，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本实用新型实施例涉及一种泵系统，包括采用罗茨泵进行抽气的罗茨泵机构和采用水环泵进行抽气的水环泵机构，所述罗茨泵机构与所述水环泵机构通过抽气管道依次串接；还包括第一旁通管路，所述第一旁通管路的两端分别连接至所述罗茨泵机构的进气端和出气端，所述第一旁通管路上设置有切断阀。

作为实施例之一，所述罗茨泵机构包括依次串接的多级罗茨泵单元，每级所述罗茨泵单元均包括并联设置的多台罗茨泵及用于控制对应的各所述罗茨泵进气的入口切断阀结构，相邻两所述罗茨泵单元之间均有一分支管道连接至所述第一旁通管路并形成一连接节点，各所述连接节点将所述第一旁通管路分成多段旁通管道，每段所述旁通管道上设有一切断阀。

作为实施例之一，所述入口切断阀结构包括多个入口切断阀，每级所述罗茨泵单元中，所述入口切断阀的数量与所述罗茨泵的数量相同且一一对应设于各所述罗茨泵的入口侧。

作为实施例之一，第二级及之后的各所述罗茨泵单元中，各所述罗茨泵的出口侧均设有出口冷却器。

作为实施例之一，所述水环泵机构包括并联设置的多台水环泵，各所述水环泵的入口侧均设有切断阀。

作为实施例之一，所述水环泵机构包括用于在水环泵停泵时向抽气管道内补偿进气的压力补偿管道，所述压力补充管道上设有控制阀。

本实用新型实施例涉及一种抽真空系统，包括通过抽气管道依次串接的过滤器和真空泵子系统，所述真空泵子系统采用如上所述的泵系统。

作为实施例之一，所述抽真空系统还设有第二旁通管路，所述第二旁通管路的两端分别连接至所述过滤器的进气端和出气端，所述过滤器入口侧或出口侧的抽气管道上及所述第二旁通管路上均设有切断阀。

本实用新型实施例涉及一种真空精炼系统，包括真空室和连接于所述真空室上的抽真空子系统，所述抽真空子系统采用如上所述的抽真空系统，所述真空室与所述抽真空子系统之间设有真空主阀。

作为实施例之一，于所述真空室与所述抽真空子系统之间设有气体冷却器。

本实用新型实施例至少实现了如下有益效果：通过设置第一旁通管路，可形成水环泵机构的快速预抽通道，从而提高真空预抽阶段的抽气速度，提高工作效率，同时避免预抽阶段粉尘含量较高的气体通过罗茨泵机构造成设备故障。

本实用新型实施例还实现了如下有益效果：对每级罗茨泵单元设有一旁通管道，开启该级罗茨泵单元前提前开启对应的旁通管道上的切断阀，可降低该级罗茨泵单元的启泵压差。通过第一旁通管路与各分支管道配合，可调节进行抽气工作的罗茨泵单元的数量选择，从而获得所需的抽气功率。

本实用新型实施例还实现了如下有益效果：通过设置第二旁通管路，可选择被抽气体是否经过过滤器处理，具体表现在：在低真空阶段，由于被抽气体粉尘含量较高，关闭第二旁通管路上的切断阀，该部分被抽气体通过过滤器进行处理；在高真空阶段，由于被抽气体粉尘含量较低，关闭过滤器入口侧或出口侧的抽气管道上的切断阀，开启第二旁通管路上的切断阀，被抽气体不通过过滤器处理，而直接通过第二旁通管路被抽走，从而降低气体的压力损失，提高抽真空效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的真空精炼系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的第一级罗茨泵单元的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的第二级罗茨泵单元的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的第三级罗茨泵单元的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的水环泵机构的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

如图1-图5，本实用新型实施例提供一种泵系统，主要作为真空精炼领域的真空获得设备，其包括罗茨泵机构和水环泵机构13，罗茨泵机构即采用罗茨泵进行抽气的真空抽取机构，水环泵机构13即采用水环泵进行抽气的真空抽取机构；所述罗茨泵机构与所述水环泵机构13通过抽气管道依次串接。该泵系统还包括第一旁通管路，所述第一旁通管路的两端分别连接至所述罗茨泵机构的进气端和出气端，所述第一旁通管路上设置有切断阀。通过设置上述第一旁通管路，可形成水环泵机构13的快速预抽通道，从而提高真空预抽阶段的抽气速度，提高工作效率，同时避免预抽阶段粉尘含量较高的气体通过罗茨泵机构造成设备故障。

接续上述泵系统的结构，上述罗茨泵机构包括一级或多级罗茨泵单元，可根据实际抽真空需要选择，一般地，设置多级罗茨泵单元，多级罗茨泵单元依次串接。每级罗茨泵单元包括并联设置的多台罗茨泵，并通过一入口切断阀结构控制对应的各所述罗茨泵进气。相邻两罗茨泵单元之间均有一分支管道连接至所述第一旁通管路并形成一连接节点，各所述连接节点将所述第一旁通管路分成多段旁通管道，每段所述旁通管道上设有一切断阀。上述结构即相当于对每级罗茨泵单元设有一旁通管道，开启该级罗茨泵单元前提前开启对应的旁通管道上的切断阀，可降低该级罗茨泵单元的启泵压差。通过第一旁通管路与各分支管道配合，可调节进行抽气工作的罗茨泵单元的数量选择，从而获得所需的抽气功率，如：选择第二级罗茨泵单元11不工作时，通过该第二级罗茨泵单元11的入口切断阀结构控制该罗茨泵单元不进气，开启该第二级罗茨泵单元11对应的旁通管道上的切断阀8，并关闭其他旁通管道上的切断阀。

接续上述泵系统的结构，上述入口切断阀结构可以采用一个切断阀，各对应的罗茨泵的入口均与该切断阀连接，即由该切断阀控制各罗茨泵的进气；或者，上述入口切断阀结构包括多个入口切断阀15，每级所述罗茨泵单元中，所述入口切断阀15的数量与所述罗茨泵的数量相同且一一对应设于各所述罗茨泵的入口侧，即每台罗茨泵由一个入口切断阀15控制进气，可根据需要选择每级罗茨泵单元中工作的罗茨泵的数量，从而调整抽气功率。本实施例中，采用三级罗茨泵单元，其中，第一级罗茨泵单元10为主泵单元，包括5台罗茨泵，第二级罗茨泵单元11和第三级罗茨泵单元12均包括3台罗茨泵。

进一步优选，第二级及之后的各所述罗茨泵单元中，各所述罗茨泵的出口侧均设有出口冷却器16，出口冷却器16用于对相应罗茨泵排出的被抽气体进行冷却，以降低下级泵单元的抽气负荷。

接续上述泵系统的结构，所述水环泵机构13包括并联设置的多台水环泵131，各所述水环泵131的入口侧均设有入口切断阀15。由于水环泵131停泵时，与水环泵131连接的抽气管道内压力极低，水环泵131容易发生气蚀现象，因此，设置压力补偿管道，该压力补偿管道与水环泵机构13的进气端连接，在水环泵131停泵时，该压力补偿管道可向与水环泵131连接的抽气管道内补偿进气(优选为补充外界空气)，以提高管内压力，避免水环泵131发生气蚀。上述压力补偿管道上设有控制阀14，打开该控制阀14可进行补偿进气并控制进气量。

实施例二

本实用新型实施例涉及一种抽真空系统，包括通过抽气管道依次串接的过滤器4和真空泵子系统，其中，所述真空泵子系统采用实施例一中所述的泵系统，具体结构此处不再赘述。作为优选，所述抽真空系统还设有第二旁通管路，所述第二旁通管路的两端分别连接至所述过滤器4的进气端和出气端，所述过滤器4入口侧或出口侧的抽气管道上及所述第二旁通管路上均设有切断阀。通过该第二旁通管路，可选择被抽气体是否经过过滤器4处理，具体表现在：在低真空阶段，由于被抽气体粉尘含量较高，关闭第二旁通管路上的切断阀5，该部分被抽气体通过过滤器4进行处理；在高真空阶段，由于被抽气体粉尘含量较低，关闭过滤器4入口侧或出口侧的抽气管道上的切断阀6，开启第二旁通管路上的切断阀5，被抽气体不通过过滤器4处理，而直接通过第二旁通管路被抽走，从而降低气体的压力损失，提高抽真空效率。

实施例三

本实用新型实施例涉及一种真空精炼系统，包括真空室1和连接于所述真空室1上的抽真空子系统，所述抽真空子系统采用上述实施例二中所提供的抽真空系统，具体结构此处不再赘述。在真空室1与上述抽真空子系统之间的抽气管道上设有真空主阀3，用于切断真空室1与抽真空子系统的通道。在真空室1与上述抽真空子系统之间设有气体冷却器2，该气体冷却器2设于真空室1与上述真空主阀3之间，用于冷却被抽气体并对被抽气体进行初级除尘。

实施例四

本实施例中，对实施例三中的真空精炼系统的工作过程进行说明。其中，罗茨泵机构采用三级罗茨泵单元构成，第一旁通管路上的切断阀相应为3个，依次为3#切断阀7、4#切断阀8和5#切断阀9，第二旁通管路上的切断阀为1#切断阀5，过滤器4入口侧或出口侧的切断阀为2#切断阀6，压力补偿管道上的控制阀为6#切断阀14；第一级罗茨泵单元10的各罗茨泵均为主罗茨泵101，第二级罗茨泵单元11的各罗茨泵均为二级罗茨泵111，第三级罗茨泵单元12的各罗茨泵均为三级罗茨泵121。

上述真空精炼系统的抽真空过程具体如下：

(1)预抽真空阶段

关闭真空主阀3及1#切断阀5，开启2#切断阀6、3#切断阀7、4#切断阀8、5#切断阀9；第一级罗茨泵单元10的各入口切断阀15关闭，各主罗茨泵101不工作；第二级罗茨泵单元11的各入口切断阀15关闭，各二级罗茨泵111不工作；第三级罗茨泵单元12的各入口切断阀15关闭，各三级罗茨泵121不工作；水环泵机构13的各入口切断阀15开启，各水环泵131开启工作，实现真空主阀3阀后系统的预抽。

(2)低真空阶段

关闭1#切断阀5、3#切断阀7、4#切断阀8、5#切断阀9，开启真空主阀3及2#切断阀6；第一级罗茨泵单元10的各入口切断阀15开启，各主罗茨泵101启动工作；第二级罗茨泵单元11的各入口切断阀15开启，各二级罗茨泵111启动工作；第三级罗茨泵单元12的各入口切断阀15开启，各三级罗茨泵121启动工作；水环泵机构13的各入口切断阀15开启，各水环泵131开启工作，实现整个真空精炼系统气体的抽取。

(3)高真空阶段

关闭2#切断阀6、3#切断阀7、4#切断阀8、5#切断阀9，开启真空主阀3及1#切断阀5；第一级罗茨泵单元10的各入口切断阀15开启，各主罗茨泵101启动工作；第二级罗茨泵单元11的各入口切断阀15开启，各二级罗茨泵111启动工作；第三级罗茨泵单元12的各入口切断阀15开启，各三级罗茨泵121启动工作；水环泵机构13的各入口切断阀15开启，各水环泵131开启工作，实现整个真空精炼系统气体的抽取。

(4)抽真空结束

关闭真空主阀3、1#切断阀5、2#切断阀6、3#切断阀7、4#切断阀8、5#切断阀9；第一级罗茨泵单元10的各入口切断阀15关闭，各主罗茨泵101停泵；第二级罗茨泵单元11的各入口切断阀15关闭，各二级罗茨泵111停泵；第三级罗茨泵单元12的各入口切断阀15关闭，各三级罗茨泵121停泵；水环泵机构13的各入口切断阀15关闭，各水环泵131停泵。

上述低真空阶段过程中，真空主阀3开启后罗茨泵机构中各罗茨泵单元的启泵顺序为第三级罗茨泵单元12、第二级罗茨泵单元11、第一级罗茨泵单元10依次启动。具体步骤如下：

(1)第三级罗茨泵单元12启动

真空主阀3开启，1#切断阀5及5#切断阀9关闭，2#切断阀6、3#切断阀7、4#切断阀8开启；第一级罗茨泵单元10的各入口切断阀15关闭，各主罗茨泵101不工作；第二级罗茨泵单元11的各入口切断阀15关闭，各二级罗茨泵111不工作；第三级罗茨泵单元12的各入口切断阀15开启，各三级罗茨泵121启动；水环泵机构13的各入口切断阀15开启，各水环泵131处于工作状态，实现整个真空室1内被抽气体的抽取。

(2)第二级罗茨泵单元11启动

真空主阀3开启，1#切断阀5、4#切断阀8及5#切断阀9关闭，2#切断阀6及3#切断阀7开启；第一级罗茨泵单元10的各入口切断阀15关闭，各主罗茨泵101不工作；第二级罗茨泵单元11的各入口切断阀15开启，各二级罗茨泵111启动；第三级罗茨泵单元12的各入口切断阀15开启，各三级罗茨泵121处于工作状态；水环泵机构13的各入口切断阀15开启，各水环泵131处于工作状态，实现整个真空室1内被抽气体的抽取。

(3)第一级罗茨泵单元10启动

真空主阀3开启，1#切断阀5、3#切断阀7、4#切断阀8及5#切断阀9关闭，2#切断阀6开启；第一级罗茨泵单元10的各入口切断阀15开启，各主罗茨泵101启动；第二级罗茨泵单元11的各入口切断阀15开启，各二级罗茨泵111处于工作状态；第三级罗茨泵单元12的各入口切断阀15开启，各三级罗茨泵121处于工作状态；水环泵机构13的各入口切断阀15开启，各水环泵131处于工作状态，实现整个真空室1内被抽气体的抽取。

上述抽真空结束过程中，真空主阀3关闭后罗茨泵机构及水环泵机构13的停泵顺序为第一级罗茨泵单元10、第二级罗茨泵单元11、第三级罗茨泵单元12、水环泵131机构依次停泵。具体步骤如下：

(1)第一级罗茨泵单元10停泵

真空主阀3关闭，1#切断阀5及6#切断阀14开启，2#切断阀6、3#切断阀7、4#切断阀8及5#切断阀9关闭；第一级罗茨泵单元10的各入口切断阀15开启，各主罗茨泵101停泵；第二级罗茨泵单元11的各入口切断阀15开启，各二级罗茨泵111处于工作状态；第三级罗茨泵单元12的各入口切断阀15开启，各三级罗茨泵121处于工作状态；水环泵机构13的各入口切断阀15开启，各水环泵131处于工作状态。

(2)第二级罗茨泵单元11停泵

真空主阀3关闭，1#切断阀5及6#切断阀14开启，2#切断阀6、3#切断阀7、4#切断阀8及5#切断阀9关闭；第一级罗茨泵单元10的各入口切断阀15开启，各主罗茨泵101停泵；第二级罗茨泵单元11的各入口切断阀15开启，各二级罗茨泵111停泵；第三级罗茨泵单元12的各入口切断阀15开启，各三级罗茨泵121处于工作状态；水环泵机构13的各入口切断阀15开启，各水环泵131处于工作状态。

(3)第三级罗茨泵单元12停泵

真空主阀3关闭，1#切断阀5及6#切断阀14开启，2#切断阀6、3#切断阀7、4#切断阀8及5#切断阀9关闭；第一级罗茨泵单元10的各入口切断阀15开启，各主罗茨泵101停泵；第二级罗茨泵单元11的各入口切断阀15开启，各二级罗茨泵111停泵；第三级罗茨泵单元12的各入口切断阀15开启，各三级罗茨泵121停泵；水环泵机构13的各入口切断阀15开启，各水环泵131处于工作状态。

(4)水环泵机构13停泵

真空主阀3关闭，1#切断阀5及6#切断阀14开启，2#切断阀6、3#切断阀7、4#切断阀8及5#切断阀9关闭；第一级罗茨泵单元10的各入口切断阀15开启，各主罗茨泵101停泵；第二级罗茨泵单元11的各入口切断阀15开启，各二级罗茨泵111停泵；第三级罗茨泵单元12的各入口切断阀15开启，各三级罗茨泵121停泵；水环泵机构13的各入口切断阀15开启，各水环泵131停泵。

各水环泵131停泵后，关闭6#切断阀14，1#切断阀5保持开启状态，真空主阀3、2#切断阀6、3#切断阀7、4#切断阀8、5#切断阀9保持关闭状态；关闭第一级罗茨泵单元10的各入口切断阀15，各主罗茨泵101停泵；关闭第二级罗茨泵单元11的各入口切断阀15，各二级罗茨泵111停泵；关闭第三级罗茨泵单元12的各入口切断阀15，各三级罗茨泵121停泵；关闭水环泵机构13的各入口切断阀15，各水环泵131停泵。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种泵系统，其特征在于：包括采用罗茨泵进行抽气的罗茨泵机构和采用水环泵进行抽气的水环泵机构，所述罗茨泵机构与所述水环泵机构通过抽气管道依次串接；还包括第一旁通管路，所述第一旁通管路的两端分别连接至所述罗茨泵机构的进气端和出气端，所述第一旁通管路上设置有切断阀。

2.根据权利要求1所述的泵系统，其特征在于：所述罗茨泵机构包括依次串接的多级罗茨泵单元，每级所述罗茨泵单元均包括并联设置的多台罗茨泵及用于控制对应的各所述罗茨泵进气的入口切断阀结构，相邻两所述罗茨泵单元之间均有一分支管道连接至所述第一旁通管路并形成一连接节点，各所述连接节点将所述第一旁通管路分成多段旁通管道，每段所述旁通管道上设有一切断阀。

3.根据权利要求2所述的泵系统，其特征在于：所述入口切断阀结构包括多个入口切断阀，每级所述罗茨泵单元中，所述入口切断阀的数量与所述罗茨泵的数量相同且一一对应设于各所述罗茨泵的入口侧。

4.根据权利要求2所述的泵系统，其特征在于：第二级及之后的各所述罗茨泵单元中，各所述罗茨泵的出口侧均设有出口冷却器。

5.根据权利要求1所述的泵系统，其特征在于：所述水环泵机构包括并联设置的多台水环泵，各所述水环泵的入口侧均设有切断阀。

6.根据权利要求1或5所述的泵系统，其特征在于：所述水环泵机构包括用于在水环泵停泵时向抽气管道内补偿进气的压力补偿管道，所述压力补充管道上设有控制阀。

7.一种抽真空系统，包括通过抽气管道依次串接的过滤器和真空泵子系统，其特征在于：所述真空泵子系统采用如权利要求1至6中任一项所述的泵系统。

8.根据权利要求7所述的抽真空系统，其特征在于：所述抽真空系统还设有第二旁通管路，所述第二旁通管路的两端分别连接至所述过滤器的进气端和出气端，所述过滤器入口侧或出口侧的抽气管道上及所述第二旁通管路上均设有切断阀。

9.一种真空精炼系统，包括真空室和连接于所述真空室上的抽真空子系统，其特征在于：所述抽真空子系统采用如权利要求7或8所述的抽真空系统，所述真空室与所述抽真空子系统之间设有真空主阀。

10.根据权利要求9所述的真空精炼系统，其特征在于：于所述真空室与所述抽真空子系统之间设有气体冷却器。