一种利用努森泵的多级引射真空系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于石化、化工冶金、轻工等工艺过程的低真空系统，特别涉及一种利用努森泵的多级引射真空系统。
【背景技术】
[0002]随着我国近年来工业化进程的加速，能源需求量越来越大，导致化石能源资源急剧减少，能源利用引起的环境问题也日益突出，如何利用可再生能源以及提高能源利用率成为亟待解决的难题。在多种工业生产过程中，如真空浸渍、过滤、干燥、脱气、冶炼等等工艺过程都要用到低真空系统。油封机械泵、油增压泵、油扩散泵等机械式真空泵虽然可达真空度较高、抽速大，但是能耗高、腔内需润滑、结构比较复杂、加工制造成本较高、噪音较大。水环真空泵和罗茨真空泵虽然结构尺寸较小、不需要腔内润滑，但是单独使用时可达真空度很低，很难广泛地满足真空工艺的压力要求。
[0003]现有的蒸汽引射真空系统大多采用单纯的多级引射真空泵串联的形式，还有少量的采用水环泵一蒸汽引射真空泵系统。其结构比较简单、使用年限较长、可以在较差的工艺环境下稳定运行。但是单纯的多级引射形式需要消耗大量的高压蒸汽，而且所需真空度越高串联级数越多，级间的冷凝设备和冷凝水越多，能源利用效率也越低。此外，若利用工业余热废热作为动力蒸汽，由于动力蒸汽温度压力的波动可能会造成整个真空系统运行时不稳定，达不到工艺要求。
[0004]努森泵是一种基于微/纳尺度热流逸效应的气体抽真空装置。1910年Knudsen首次提出了基于此效应的努森泵，此后Vargo和Muntz首次制造出了真正意义上的努森泵，其主要结构是由一组并联的微通道以及连接微通道的连接管组成，在微通道的两侧分别为冷腔和热腔。当满足发生微/纳尺度热流逸效应的条件时，气体分子将从温度较低的冷腔运动到温度较高的热腔，使得冷腔气体分子数量减少而压力降低，形成真空。努森泵可以由太阳能、地热、工业余热等较低品位的热能驱动，没有运动部件，噪声低，不需要润滑，多级努森泵最高压缩比可达109左右，其最低真空度可达lmTorr。目前努森泵用于真空系统仍处于开始尝试阶段，还没有真正地在工业中广泛使用。单独使用的多级努森泵真空度不高，流量较小，很难满足广泛的工艺要求。
[0005]喷射器和努森泵共用的特点是都可以利用低品位余(废)热和可再生能源(如太阳能)，在现有的喷射真空技术以及实现节能环保的基础上，研宄如何结合努森泵在抽真空方面的优势具有很好的应用价值。
[0006]公开于该【背景技术】部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种利用努森泵的多级引射真空系统，从而克服现有的蒸汽引射真空系统能源利用率较低的缺点。
[0008]为实现上述目的，本发明提供了一种利用努森泵的多级引射真空系统，包括:真空室、真空测量规、预抽阀、主抽阀、干燥器、努森泵列阵、调节阀、稳压罐、一级引射器、二级引射器、三级引射器以及冷凝器组；所述真空室上方设置真空测量规，所述真空室的出气口分为两路，一路与所述预抽阀的一端连接，另一路依次将所述主抽阀、所述干燥器、所述努森泵列阵的进气口进行连接，所述努森泵列阵的出气口和所述预抽阀的另一端接入所述一级引射器的引射室，所述调节阀、所述稳压罐以及所述一级引射器的动力喷嘴依次连接，所述调节阀的一端作为蒸汽进气口，所述一级引射器、所述二级引射器以及所述三级引射器的动力喷嘴进行并联，所述一级引射器的出口连接所述冷凝器组的第一冷凝入口，所述冷凝器组的第一冷凝出口连接所述二级引射器的引射室，所述二级引射器的出口连接所述冷凝器组的第二冷凝入口，所述冷凝器组的第二冷凝出口连接所述三级引射器的引射室，在所述冷凝器组的一侧设有冷凝水入口，另一侧设有冷凝水出口。
[0009]上述技术方案中，所述努森泵列阵由M组N级努森泵并联而成；所述每组N级努森泵由N个单级努森泵依次串联而成；所述单级努森泵由吸光玻璃、导热片、冷腔、热腔、微通道、连接通道组成；所述冷腔的一侧设有进气口，另一侧通过所述微通道与所述热腔的一侧连通，所述热腔上方设有导热片和吸光玻璃，所述热腔的另一侧与所述连接通道的一端连接，所述连接通道的另一端作为出气口。
[0010]上述技术方案中，所述一级引射器、所述二级引射器以及所述三级引射器的入口设有测量元件。
[0011]上述技术方案中，还包括一控制器，所述真空测量规、所述预抽阀、所述主抽阀、所述调节阀以及所述测量元件分别与所述控制器连接。
[0012]与现有技术相比，本发明具有如下优点:
[0013]1.本发明兼顾了多级蒸汽引射真空系统和努森泵的各自特点，整个装置可由太阳能和工业余(废)热驱动，具有很好的节能环保性能；系统结构比较简单、无任何运动部件、无需使用润滑油、使用寿命较长、运行稳定可靠。
[0014]2.多级引射器和努森泵列阵相结合使真空度的调节范围较宽；并联设置的努森泵列阵很好的匹配了一级引射器的引射流量。
[0015]3.控制器通过控制主抽阀和预抽阀的开度以及进入每一级引射器喷嘴的蒸汽压力和流量，使每一级的引射器都能在最佳状态下运行。
[0016]4.在蒸汽进气口设置调节阀和稳压罐来调节和稳定进气口的蒸汽压力和流量，以及在引射器间设置冷凝器组，有利于稳定系统运行性能并有效减少冷凝水消耗量。
【附图说明】
[0017]图1是根据本发明的利用努森泵的多级引射真空系统结构示意图。
[0018]图2是根据本发明的努森泵列阵结构示意图。
[0019]图3是根据本发明的一组N级努森泵内部结构示意图。
[0020]主要附图标记说明:
[0021]1-真空室，2-真空测量规，3-预抽阀，4_主抽阀，5-干燥器，6_太阳能，7_努森泵列阵，8-蒸汽进气口，9-调节阀，10-稳压罐，11-级引射器，12- 二级引射器，13-三级引射器，14-冷凝器组，14a-第一冷凝入口，14b-第一冷凝出口，14c-第二冷凝入口，14d-第二冷凝出口，14e-冷凝水入口，14f-冷凝水水口 ；
[0022]7-努森泵列阵，7.A-第一组N级努森泵，7.B-第二组N级努森泵，7.M-第M组N级努森泵，7-1-第一级努森泵，7-N-第N级努森泵，16-进气口，17-出气口，18-吸光玻璃；
[0023]18-1-第一级吸光玻璃，19-1-第一级导热片，20_1_第一级微通道，21-1-第一级冷腔，22-1-第一级热腔，23-1-第一级连接通道，18-N-第N级吸光玻璃，19-N-第N级导热片，20-N-第N级微通道，21-N-第N级冷腔，22-N-第N级热腔，23-N-第N级连接通道。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图，对本发明的【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受【具体实施方式】的限制。
[0025]除非另有其他明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其他元件或其他组成部分。
[0026]如图1所示，根据本发明【具体实施方式】的一种利用努森泵的多级引射真空系统，包括:真空室1、真空测量规2、预抽阀3、主抽阀4、干燥器5、努森泵列阵7、调节阀9、稳压罐10、一级引射器11、二级引射器12、三级引射器13、冷凝器组14以及控制器；真空室I上方设置真空测量规2，真空测量规2用于测量真空室I的压力值，真空室I的出气口分为两路，一路与预抽阀3的一端连接，另一路连接主抽阀4的一端，主抽阀4的另一端连接干燥器5的一端，干燥器5的另一端与努森泵列阵7的进气口连接，努森泵列阵7的出气口和预抽阀3的另一端一起接入一级引射器11的引射室，当真空室I的压力高于努森泵列阵7的工作压力范围时，开启预抽阀3，关闭主抽阀4;当真空室I压力达到努森泵列阵7的工作压力范围时，关闭预抽阀3，开启主抽阀4 ;调节阀9的一端作为蒸汽进气口 8，调节阀9、稳压罐10以及一级引射器11的动力喷嘴依次连接，分别通过调节阀9和稳压罐10来调节和稳定蒸汽进气口 8的蒸汽压力和流量，一级引射器11、二级引射器12以及三级引射器13的动力喷嘴进行并联，高压高温的余热蒸汽从蒸汽进气口 8接入系统，经过调节阀9和稳压罐10的调节后，以稳定的压力分别连接一级引射器11、二级引射器12、三级引射器