一种风洞洞体抽真空系统的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种风洞洞体抽真空系统，具体地涉及一种采用大型的、耐高压差气冷罗茨真空栗的风洞洞体抽真空系统。
【背景技术】
[0002]罗茨栗广泛用于真空冶金工业的真空脱气、真空熔炼、钢水真空处理，以及空间模拟、低密度风洞等装置中抽除非腐蚀性气体。也可用于化工、食品、医药、电器制造等工业的蒸馏、蒸发、干燥等生产过程。
[0003]罗茨真空栗的结构是由栗壳体、转子、传动部分组成。栗的转子与转子和栗壳之间，存在一定的间隙，其间隙值和相对转动位置由转子的较高加工精度和同步转速来保证。其转子的型线种类很多，如圆弧型、渐开线型、摆线型、综合线型等，不同型线的转子制造的真空栗，它们的容积系数不同，因此真空栗的抽气量、真空度均不同。一般来说，罗茨栗具有以下特点:1、在较宽的压力范围内有较大的抽速；2、设有旁通溢流阀可在大气压力下启动，缩短了抽气时间；3、转子之间，转子与栗腔壁之间有间隙，栗内运动件无摩擦，不必润滑，腔壁内无油；4、转子形状对称，动平衡性能良好，运动平稳，选择高精度的齿轮传动，运动时噪声低；5、结构紧凑，占地面积小，通常选卧式结构，栗腔内气体垂直流动，有利于被抽的灰尘和冷凝物的排除；6、选择适宜的转子型线和精细的研磨加工，可获得较高的容积效率；7、运转维护费用低。罗茨栗的缺点是栗的转子制造困较难，抽除氢气的效果不如油增压栗尚。
[0004]风洞实验是航天飞行器研制工作中的一个不可缺少的组成部分。它不仅在航空和航天工程的研究和发展中起着重要作用，随着工业空气动力学的发展，在交通运输、房屋建筑、风能利用和环境保护等部门中也得到越来越广泛的应用。随着国家节能减排方针的出台，一大批高能耗、高污染的真空设备将会被淘汰，低能耗、低污染的真空设备将会出现并代替之，同时这种设备也是未来的发展趋势。
[0005]风洞试验时与洞体相连的真空罐体积巨大，有的达7500立方米甚至10000多立方米，并对抽气时间有严格的控制，要求I个小时内把真空罐内的压力从大气压抽到200Pa,在做试验时，要求真空系统的入口压力为100-5000Pa时，真空系统的抽气速率不少于51000L/S(质量流率不少于540克/秒)；并且在不同压力状态下，对真空系统的抽气速率有不同的要求，即当风洞洞体内的压力变化时，真空系统的抽气速率也必须立即跟着变化，这就意味着此真空系统必须要抽速大、且有一定的智能，具备自动调整能力。
[0006]目前，国外风洞的驱动系统主要有罗茨水环真空机组、罗茨滑阀真空机组或风机，为达到上述的性能要求，需要几十套同样的真空机组并联后才可使用，这样配置造成机组占地面积大，控制系统复杂，投资成本高。比如奔驰公司的汽车风洞，驱动机组的电动总功率高达4000kW，建造一个这样规模的汽车风洞往往需要耗资数亿美元，甚至10多亿。
[0007]国内的风洞驱动系统普遍采用外国的普通罗茨水环真空机组、罗茨滑阀真空机组的配置方式来满足风洞试验的需要，但由于国内普通罗茨真空栗的最大允许压差比国外的普通罗茨栗的最大允许压差小，仅为20-60Torr左右，必须由前级栗将系统抽到很高真空度后才能起动罗茨真空栗，因此预抽时间比较长，必须增大前级栗的抽速才能满足风洞试验，相比国外的真空机组进一步增加了成本及能耗。现有技术大多采用液环栗+气冷罗茨真空栗+带旁通阀罗茨真空栗+带旁通阀罗茨真空栗的四级机组的配置方式，但由于液环栗工作液的温度控制问题及排污问题都会增加投资成本及运行成本。
【发明内容】
[0008]为了克服现有技术存在的上述问题，本发明提出一种风洞洞体抽真空系统，该系统与普通的罗茨真空栗不同，它采用的气冷罗茨真空栗的最大压差须能承受8.7X 14Pa,因此栗不但有一个进气口和一个排气口，而且为了在高压差下运行时保持栗本身的热平衡，在栗的两侧各设置了一个返冷气口。在高的入口压力下，由于分子的自由程较短，为减少气体分子的返流设计了一种较宽齿顶的转子型线。为保证运转过程中总间隙一定的情况下，最大地提高抽气效率并能使栗安全长期运行，栗的轴承的活动端采用了消除轴承游隙的结构来轴向固定。
[0009]本系统罗茨栗的溢流阀的排气口尺寸与栗进行了匹配计算、溢流阀内的阀芯导向、密封、重量问题，解决真空系统在工作过程中产生过压缩导致栗及电机负荷极度上升的现象。
[0010]风洞洞体抽真空系统停机时，由于系统栗内及管道处于真空状态，外界气体反流到栗内，造成栗突然反转，对栗零部件的冲击力比较大，使栗的可靠性降低。通过对不同型号栗排气时的气流状态分析，考虑栗在排气时所承受的压力，我们设计一种逆止阀，逆止阀安装在系统前级栗的排气口及消音器之间，它可以改变系统栗排气的气流状态，减少排气噪声，还可以在系统停机时防止外界气体进入系统内，避免了由于外界气体对系统的冲击而造成的伤害，而且还使系统内部处于真空状态，可有效减缓系统内部物质的氧化反应，延长系统的使用时间。
[0011]本发明提出的一种风洞洞体抽真空系统能够实现如下有益效果:
[0012]1、增大系统抽速
[0013]本系统的最大抽速可达60000L/S以上，并且抽速从0-60000L/S范围可调，为国内最大的气冷式罗茨栗机组。并系统采用多套气冷式罗茨栗组合的方法，通过电气控制柜控制，使栗可同时变频起动，满足工艺需大抽速时要求，又减少栗起动时对电网的电流冲击；当工艺要求抽速较小时，可停用几台栗或通过变频调速来控制栗的转速，达到抽速变小的且节能省电的目的。
[0014]2、降低系统噪音
[0015]本发明运用了全新消音技术，它在低、中、高频所有的频段上都有很好的消声效果，特别适用于在气冷式罗茨真空栗上使用。通过试验及检测，在气冷式罗茨真空栗的排气口接上此消音器后，其对低、中、高所有频段的噪声都有很好的消声效果，总消声量在30dB(A)以上，且结构简单、体积小、气流阻力小。
[0016]此热交换器设置了防返流阀，它利用了“缝隙消声原理”，当通过栗的气体流量较少时，阀的开度小，形成一个环形缝隙，当声波到达缝隙处，噪声在截面突变处有一部分向声源方向反射回去，还有一部分声能由于声波在缝隙处发生剧烈磨擦而转化为热能，剩下的部分声波通过缝隙成为透射波继续传播下去，从而达到消声目的。采用此方法后，消声量约S-1OdB(A)。通过采用针对气冷式罗茨中低频噪音而研发的新型消音器和带有消音与止回防返流相结合的执交换器，进一步降低了真空系统的噪音，极限时实测噪音为92dB(A)。
[0017]3、系统自适应功能
[0018]根据实际工艺流程的要求，通过对入口压力、温度和功率等反馈数据的监控，在工艺流程各个时段自动提供所需的不同的真空环境；并且在面对突发的气流冲击时，系统能快速、自动地调控系统的抽速，适应气流变化，保证所提供的真空环境的稳定性。
[0019]4、提高栗体散热效率
[0020]传统的热交换器都是接在栗的排气口，存在栗排气阻力增大、管路流导变小等缺点。本发明的热交换器不是真接接在栗的排气口，而是接在栗的返冷气路上，被抽气体可通过排气口直接排至外界大气，中间无任何物体阻挡。而在排气管上接一个四通管，其中二个接口接热交换器，二个热交换器再分别与二支返冷气口相连，部分气体经热交换器冷却后，通过返冷气管进进入栗腔内，冷却栗腔温度，达到降温的目的。
【附图说明】
[0021]图1是现有技术的普通罗茨栗的结构示意图。
[0022]图2是本发明的气冷式罗茨栗的结构示意图。
[0023]图3是本发明的风洞洞体抽真空系统示意图。
[0024]附图标记如下:
[0025]I—级罗茨栗、2.二级罗茨栗、3.三级罗茨栗、4.四级罗茨栗、5.五级罗茨栗、
6.一级热交换器、7.二级热交换器、8.三级热交换器、9.四级热交换器、9A.五级热交换器、
10.消声器、11.气动高真空挡板阀、12.气动高真空挡板阀、13.压力传感器、14.温度传感器、15.水压控制器、16.溢流阀、17.逆止阀。
【具体实施方式】
[0026]本发明的风洞洞体抽真空系统是由一台一级罗茨栗1、一台二级罗茨栗2、一台三级罗茨栗3、一台四级罗茨栗4、一台五级罗茨栗5串联而成的真空抽气机组。根据需要该系统还配有一台一级热交换器6、一台二级热交换器7、一台三级热交换器8、一台四级热交换器9、一台五级热交换器9A、一台消声器10组成。
[0027]本发明的工作原理如下:被抽气体经一级罗茨栗1、二级罗茨栗2至三级罗茨栗3，当三级罗茨栗3进气口压力高于机组排气压力时，则部分被抽气体直接由溢流阀16排入消声器，经消声器直接排入大气；接着被抽气体经三级罗茨栗3至四级罗茨栗4进气口，当四级罗茨栗4进气口压力高于机组排气压力时，则部分被抽气体直接由溢流阀(图3未示出)排入消声器10，经消声器10直接排入大气；然后被抽气体经四级罗茨栗4至五