本实用新型涉及罗茨真空泵技术领域，特别是一种平衡型罗茨真空泵系统。
背景技术：
罗茨真空泵按其用途可分三大类，其一是普通罗茨真空泵，目前较广泛地应用于真空冶炼、真空镀膜、真空浸渍、医药化工、航天空模拟等领域；其二是气冷式罗茨真空泵，利用冷却的气体或大气直接冷却转子，提高了罗茨真空泵的抗热能力，因此适用于高温、高压缩比和高压差等普通罗茨真空泵不能承受的工况，如一些电力和石化工业领域；三是湿式(水冷)罗茨真空泵，该类真空泵从吸气口直接喷入小量水进行冷却气体，结构与常规罗茨真空泵相比更复杂，运行噪音大，主要用于造纸和工业除尘行业，适用范围相对较窄。目前国内外生产罗茨真空泵的厂家非常多，主要都是生产普通罗茨真空泵和气冷式罗茨真空泵，并以生产普通罗茨真空泵的厂家最多。
普通罗茨真空泵是一种双转子的容积式真空泵，两转子朝相反方向高速旋转，二者与泵体组合成的空间不断变化而吸入和排出气体，转子与转子、转子与泵体之间均是间隙配合。罗茨真空泵在压缩做功的过程中产生的热量会传到转子和泵体上，转子的热量难以传到外面，而泵体的热量容易散发到大气中，两者出现温差会造成热膨胀率不相同导致配合间隙减少甚至卡死。因此，普通罗茨真空泵的工作负荷和压差都受到局限，而且对加工精度、装配精度和材料的热稳定性都有较高的要求，目前国内的生产的罗茨真空泵与国际一流厂家生产的真空泵差异主要也是在稳定可靠性方面。采用气冷式罗茨真空泵，虽然能提高罗茨真空泵的抗热能力，但是气体的回流会降低罗茨泵的抽气效率，而且要实现转子抽气时对回流口的密封，必然要求转子体积加大造成有效抽气容积下降，因此气冷式罗茨真空泵的效率相对较低。由于两种罗茨泵的特性相差较大，两者基本上不能互换使用，通用性较差。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种平衡型罗茨真空泵系统，可根据实际的工况的要求，自动调节回流冷却气体管路的开度，实现罗茨真空泵可同时作为普通罗茨真空泵和气冷罗茨泵使用，兼备两种罗茨泵的优点，在确保罗茨真空泵工作可靠的前提下，尽量提高罗茨真空泵的性能。
为达到上述功能，本实用新型提供的技术方案是：
一种平衡型罗茨真空泵系统，包括罗茨真空泵、冷凝器、检测机构和DCS系统；
所述罗茨真空泵的泵体的两侧分别设置有回流口，所述回流口上安装有自动调节阀；
所述冷凝器设置在所述罗茨真空泵的出气口上，所述冷凝器和所述回流口之间通过管路连接；
所述检测机构包括压力传感器a、压力传感器b和温度传感器，所述压力传感器a和所述压力传感器b分别设置在所述罗茨真空泵的进气管路和排出管路上，所述温度传感器设置在所述罗茨真空泵的排出管路上；
DCS系统包括输入模块、输出模块、存储模块和处理器；所述输入模块与所述压力传感器a和所述压力传感器b和所述温度传感器电连接；所述输入模块用于接收所述压力传感器a和所述压力传感器b检测的罗茨真空泵的进口压力PI和出口压力P0，所述温度传感器检测的罗茨真空泵的出口排气温度TO，并把PI、P0和T0传送给处理器；
所述存储模块与所述处理器电连接，用于存储预先设定好的Pmin、Pmax、n、Tmax和允许非正常状态持续时长t的初始数值以及各种工况状态(Pmin是罗茨真空泵入口绝对压力允许的最小值，Pmax是罗茨真空泵入口绝对压力允许的最大值，n是罗茨真空泵设计选型时选用的压缩比，Tmax是罗茨真空泵出口排气温度允许的最大值)；
所述处理器把接收到的PI、P0和T0与所述存储器中的预设值进行比较，选择相应的工况，并生成控制信号；
所述输出模块与处理器和所述自动调节阀电连接，所述输出模块根据控制信号调节所述自动调节阀的开度。
本实用新型还提供了上述平衡型罗茨真空泵系统的控制方法，包括以下步骤，
S1、DCS系统读取PI、P0和T0的数值；
S2、DCS系统根据收到的数值与设定好的数值进行比较，确定平衡型罗茨真空泵系统处于哪种工况状态；
S3、DCS系统根据工况状态编号发出信号给自动调节阀，自动调节阀执行相应的动作；
S4、如果平衡型罗茨真空泵系统持续处于非正常状态的时长超过设定值t，则DCS系统发出警报信号，并显示非正常状态说明。
优选地，自动调节阀改变开度时按每秒1％的开度缓慢变动。
优选地，所述工况状态以及自动调节阀执行的动作关系如下：
1.当PI＞Pmax、Po≤n×Pmax、To≤Tmax时，自动调节阀全关；
2.当Pmin≤PI≤Pmax、Po≤n×Pmax、To≤Tmax时，自动调节阀不动；
3.当PI＜Pmin、Po≤n×Pmax、To≤Tmax时，自动调节阀开度加大；
4.当PI＞Pmax、Po＞n×Pmax、To≤Tmax时，自动调节阀开度减小；
5.当Pmin≤PI≤Pmax、Po＞n×Pmax、To≤Tmax时，自动调节阀开度加大；
6.当PI＜Pmin、Po＞n×Pmax、To≤Tmax时，自动调节阀开度加大；
7.当PI＞Pmax、Po≤n×Pmax、To＞Tmax时，自动调节阀开度加大；
8.当Pmin≤PI≤Pmax、Po≤n×Pmax、To＞Tmax时，自动调节阀开度加大；
9.当PI＜Pmin、Po≤×Pmax、To＞Tmax时，自动调节阀开度加大；
10.当PI＞Pmax、Po＞n×Pmax、To＞Tmax时，自动调节阀开度加大；
11.当Pmin≤PI≤Pmax、Po＞n×Pmax、To＞Tmax时，自动调节阀开度加大；
12.当PI＜Pmin、Po＞n×Pmax、To＞Tmax时，自动调节阀开度加大。
本实用新型的有益效果在于：
1、平衡型罗茨真空泵系统可同时作为普通罗茨真空泵和气冷罗茨泵使用，通用性强、适用范围极广；
2、兼顾了两种罗茨泵的优点，可根据不同的工况调整自身的性能，实现优点最大化，在需要大气量的情况下能提供大气量，在需要大压差时也可以提供大压差；
3、系统具备自我诊断功能，能根据运行的参数确定罗茨真空泵工作是否正常，同时能自我调整避免罗茨泵出现超负荷的情况，大大提高罗茨泵的稳定可靠性，也方便使用和维护。
附图说明
图1为实施例一的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1对本实用新型作进一步阐述：
实施例一：
如图1所示的一种平衡型罗茨真空泵系统，包括罗茨真空泵1、冷凝器7、检测机构和DCS系统4；罗茨真空泵1的泵体的两侧分别设置有回流口11，回流口11上安装有自动调节阀3；冷凝器7设置在罗茨真空泵1的出气口上，冷凝器7和回流口11之间通过管路6连接；检测机构包括压力传感器a2、压力传感器b8和温度传感器5，压力传感器a2和压力传感器b8分别设置在罗茨真空泵1的进气管路和排出管路上，温度传感器5设置在罗茨真空泵1的排出管路上。
DCS系统4包括输入模块、输出模块、存储模块和处理器；输入模块与压力传感器a2和压力传感器b8和温度传感器5电连接；输入模块用于接收压力传感器a2和压力传感器b8检测的罗茨真空泵1的进口压力PI和出口压力P0，温度传感器5检测的罗茨真空泵1的出口排气温度T0，并把PI、P0和T0传送给处理器；存储模块与处理器电连接，用于存储预先设定好的Pmin、Pmax、n、Tmax和允许非正常状态持续时长t的初始数值以及各种工况状态、说明和自动调节阀3要执行的动作。处理器把接收到的PI、P0和T0与存储器中的预设值进行比较，选择相应的工况，并生成控制信号；输出模块与处理器和所述自动调节阀3电连接，输出模块根据控制信号控制自动调节阀3开启或关闭。
上述Pmin是罗茨真空泵1入口绝对压力允许的最小值，Pmax是罗茨真空泵1入口绝对压力允许的最大值，n是罗茨真空泵1设计选型时选用的压缩比，Tmax是罗茨真空泵1出口排气温度允许的最大值。
本实用新型还提供了上述平衡型罗茨真空泵系统的控制方法。以下是平衡型罗茨真空泵系统的工况状态编号、工况状态、说明以及自动调节阀执行的动作关系：
下面为平衡型罗茨真空泵系统的控制方法，步骤如下：
S1、DCS系统4读取PI、P0和T0的数值；
S2、DCS系统4根据收到的数值与设定好的数值进行比较，确定平衡型罗茨真空泵系统处于哪种工况状态；
S3、DCS系统4根据工况状态编号发出信号给自动调节阀3，自动调节阀3执行相应的动作；
S4、如果平衡型罗茨真空泵系统持续处于非正常状态(即状态编号不是2)的时长超过设定值t，则DCS系统4发出警报信号，并显示非正常状态说明。
为自动调节阀3调节时为避免波动太大，自动调节阀3改变开度时按每秒0.5％～2％的开度缓慢变动，在本实施例中，自动调节阀3按每秒1％的开度缓慢变动。
实施例二：
在本实施例中，真空系统需要的计吸入压力允许范围为40～60mbar(A)，罗茨真空泵1选型压缩比为3，极限排气温度为100℃，设定允许非正常状态持续时长t＝10分钟，即Pmin＝40mbar，Pmax＝60mbar，n＝3，Tmax＝100℃。
首先把上述预定值输入DCS系统4中，本系统通过以下步骤进行控制。
S1、压力传感器和温度传感器5把罗茨真空泵1的进口压力PI、出口压力P0和出口排气温度To均传输到DCS系统4中；
S2、DCS系统4根据收到的数据与设定好的数值进行比较，确定平衡型罗茨真空泵系统处于哪种状态，比如刚启动罗茨真空泵1时，系统状态处于编号(1)；
S3、DCS系统4根据状态编号(1)对应的动作发出信号给自动调节阀3，自动调节阀3全关，此时罗茨真空泵1的气量最大，能快速达到系统要求的压力值；
如果系统的状态发生变化，比如变成状态编号(3)，DCS系统4再根据状态编号(3)对应的动作发出信号给自动调节阀3，自动调节阀3缓慢加大开度，排出的气体经冷凝器7冷却后，经过管路6回流到罗茨真空泵1的泵腔内，起到冷却转子和平衡压力的作用，直至系统变成状态编号(2)才停止加大自动调节阀3的开度；
S4、如果平衡型罗茨真空泵系统持续处于非正常状态(即状态编号不是(2))时长超过设定值t＝10分钟，经自动调节后仍不能恢复正常状态，则DCS系统4发出警报信号，并显示非正常状态说明，请操作人员注意，必要时需停机检查设备。
本申请的平衡型罗茨真空泵系统与现有的普通罗茨真空泵和气冷罗茨真空泵的性能比较如下：
普通罗茨真空泵的优点是在抽吸气量相同的情况下由于没有回流气体，故消耗的功率比气冷罗茨真空泵要小得多；缺点是压缩比变大时会发热卡死。
气冷罗茨真空泵的优点是有回流气体冷却转子，压缩比大时不容易卡死，故可以用于较大压缩比的工况；缺点是一直存在的回流气体会造成功率损耗加大，机械效率较低。
其实常规的气冷罗茨真空泵也可以被用作普通罗茨真空泵使用，只是相同工况下，气冷罗茨泵的功率要明显增大，故通常不能更换使用。而普通罗茨真空泵因为不能用于大的压缩比，故也不能用于替换气冷罗茨真空泵。
而平衡形罗茨真空泵如果把调节阀门关死时相当于一个普通罗茨真空泵，如果调节阀门全开时相当于一个常规的气冷罗茨真空泵。所以它既可以作为普通罗茨真空泵使用又可以作为气冷罗茨真空泵使用。而它更多的情况是既不关死阀门，也不全开阀门，用在一个中间的状态，而且可以根据工况的变化自动调节阀门的开度，从而实现自身性能的调节。因此，平衡型罗茨真空泵系统可同时作为普通罗茨真空泵和气冷罗茨泵使用，通用性强、适用范围极广；同时本申请兼顾了普通和气冷两种罗茨泵的优点，可根据不同的工况调整自身的性能，实现优点最大化，在需要大气量的情况下能提供大气量，在需要大压差时也可以提供大压差。
检测数据显示，本实用新型的平衡型罗茨真空泵系统比起常规相同规格的气冷罗茨泵最大气量可提升20％，而最大压缩比是相同规格普通罗茨真空泵的17倍。