一种压力控制系统及控制方法与流程

本发明涉及压力控制技术领域，具体涉及一种压力控制系统及控制方法。

背景技术：

真空热处理设备中由于工艺过程需要，在某一阶段需要稳定控制压力。目前的压力控制系统只能实现小范围内的压力稳定控制。为实现较大范围的压力控制，常用的解决方法为增大进气量。

但通过增大进气量的方式仍存在以下缺陷：1)压力控制范围增加的幅度小，仍无法满足现阶段压力控制范围的需求；2)由于进气一般选择惰性气体，进气量增大，会导致成本增加。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种控制范围大，且成本低的压力控制系统及控制方法。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种压力控制系统，包括真空室、气源、多级真空泵组和控制单元；其中，所述真空室通过进气管路与所述气源连通，且所述进气管路上设有进气阀；所述真空室通过抽气管路与所述多级真空泵组连通，且所述抽气管路上设有高真空阀；所述进气阀、高真空阀与多级真空泵组分别与所述控制单元连接，所述控制单元根据目标控制压力的大小，控制所述多级真空泵组的抽速，以实现所述真空炉内的压力调节。

其中，所述多级真空泵组包括低抽速泵组与高抽速泵组，所述低抽速泵组、高抽速泵组和高真空阀依次连接。

其中，所述高真空阀的进气口与所述低抽速泵组的进气口之间设有前级管路，所述前级管路上设有预抽阀，所述低抽速泵组与高抽速泵组之间的连接管路上设有前级阀，所述预抽阀和所述前级阀分别与所述控制单元连接。

其中，所述低抽速泵组包括第一真空泵和第二真空泵，所述高抽速泵组包括第三真空泵。

其中，所述高真空阀与所述真空室的连接管路上设有第一旁通管，所述第一旁通管上设有第一放空阀。

其中，所述第一真空泵与所述第二真空泵之间的连接管路上设有第二旁通管，所述第二旁通管上设有第二放空阀。

其中，还包括流量计和压力计，所述流量计设于所述进气管路上，用于控制进气量，所述压力计用于检测所述真空室的压力，且所述流量计和所述压力计分别与所述控制单元连接。

其中，所述抽气管路上还设有比例阀，所述比例阀与所述控制单元连接。

本发明还提供一种压力控制方法，包括以下步骤：

获取目标控制压力；根据所述目标控制压力与预设值，控制所述高抽速泵组与所述低抽速泵组的启闭，具体如下：

若所述目标控制压力高于所述预设值，则所述高抽速泵组关闭，所述低抽速泵组开启；若所述目标控制压力低于所述预设值，则所述高抽速泵组与所述低抽速泵组均开启。

其中，还包括：采集所述真空室的实时压力；根据所述实时压力与目标控制压力，控制所述进气管路上的流量计，具体如下：

若所述实时压力高于所述目标控制压力，则减小所述流量计的开启度；若所述实时压力低于所述目标控制压力，则增大所述流量计的开启度。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明提供一种压力控制系统及控制方法，通过气源和多级真空泵组向真空室内充放气，控制真空室内的压力，并避免在热处理过程中，真空室内温度变化对压力造成影响。另外，控制单元根据目标控制压力的大小，控制多级真空泵组的抽速，以实现真空炉内的压力调节；抽速大时，抽气量增大，进而使真空室内的压力维持在较低的范围；抽速小时，抽气量减小，进而提高真空室内的压力；一方面，无需改变进气量，成本低；另一方面，多级真空泵组的抽速可调范围大，能够大幅度的调节真空室的压力，进而使目标控制压力范围变大。

附图说明

为了更清楚地说明本公开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公开的一些实施例，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，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1为本发明一种压力控制系统的结构示意图；

图2为本发明一种压力控制方法的流程示意图；

附图标记说明

1-真空室；2-气源；3-第一真空泵；4-第二真空泵；5-第三真空泵；6-预抽阀；7-高真空阀；8-前级阀；9-进气阀；10-流量计；11-压力计；12-第一放空阀；13-第二放空阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

如图1所示，为本实施例提供的一种压力控制系统，包括真空室1、气源2、真空泵组和控制单元；其中，真空室1通过进气管路与气源2连通，且进气管路上设有进气阀9；真空室1通过抽气管路与真空泵组连通，且抽气管路上设有高真空阀7；进气阀9、高真空阀7与多级真空泵组分别与控制单元连接；控制单元根据目标控制压力的大小，控制多级真空泵组的抽速，以实现真空炉内的压力调节。

本实施例中，气源向真空室1内充入惰性气体；进一步的，惰性气体为氩气；多级真空泵组的出气口与大气或尾气处理装置连接，且多级真空泵组可实现连续、不间断的无级调速。

本实施例中，目标控制压力为实际运行过程中，需要真空炉1内压力达到的预设压力。

本实施例中，真空泵组包括高抽速泵组与低抽速泵组；低抽速泵组、高抽速泵组和高真空阀依次连接。进一步的，高真空阀的进气口与低抽速泵组的进气口之间设有前级管路。前级管路上设有预抽阀6。低抽速泵组与高抽速泵组之间的连接管路上设有前级阀。预抽阀6和前级阀8分别与控制单元连接。

进一步的，低抽速泵组包括第一真空泵3和第二真空泵4，第一真空泵3的抽速小于第二真空泵4；高抽速泵组包括第三真空泵5。第一真空泵3、第二真空泵4、第三真空泵5与高真空阀7依次连接，第一真空泵3的排气与大气或尾气回收装置连接。本实施例中，第一真空泵3为滑阀泵，二级真空泵4为罗茨泵，第三真空泵5为扩散泵。

需要说明的是，本实施例中的高抽速泵组与低抽速泵组中的真空泵的数量及类型仅为举例说明，本实施例不限定高抽速泵组与低抽速泵组中的真空泵的具体数量，本领域技术人员可根据实际的系统要求进行配置。

下面通过具体工作过程，进一步详细的描述。

工作时，控制单元控制进气阀9开启，使气源2向真空室1内充入氩气，并维持进气量不变。

目标控制压力低时，控制单元控制预抽阀6关闭，高真空阀7与前级阀8开启，第一真空泵3、第二真空泵4和第三真空泵5开启，增大抽气量；

目标控制压力高时，控制单元控制高真空阀7与前级阀8关闭，预抽阀6开启，第一真空泵3和第二真空泵4开启，第三真空泵5关闭，减小抽气量。

进一步的，抽气管路上还设有比例阀，比例阀与控制单元连接。目标控制压力过高时，控制单元控制高真空阀7与前级阀8关闭，预抽阀6开启，第一真空泵3、第二真空泵4和第三真空泵5关闭，并调节比例阀，降低抽气管路的通径，减少抽气量，提高真空室内的压力。

进一步的，高真空阀7与真空室1的连接管路上设有第一旁通管，第一旁通管上设有第一放空阀12；进一步的，第一真空泵3与第二真空泵4之间的连接管路上设有第二旁通管，第二旁通管上设有第二放空阀13。第一放空阀12与第二放空阀13为安全阀。

本实施例提供一种压力控制系统，通过气源和多级真空泵组向真空室内充放气，控制真空室内的压力，并避免在热处理过程中，真空室内温度变化对压力造成影响。另外，多级真空泵组包括高抽速泵组与低抽速泵组，控制单元根据目标控制压力的大小，控制低抽速泵组与高抽速泵组的启闭，以实现真空炉内的压力调节；目标控制压力低时，高抽速泵组与低抽速泵组同时开启时，抽气量增大；目标控制压力高时，高抽速泵组关闭，低抽速泵组开启时，抽气量减小；一方面，无需改变进气量，成本低；另一方面，低抽速泵组与高抽速泵组配合，抽气量可调范围大，能够大幅度的调节真空室的压力，进而使目标控制压力范围变大。

实施例2：

本实施例与实施例1基本相同，为了描述的简要，在本实施例的描述过程中，不再描述与实施例1相同的技术特征，仅说明本实施例与实施例1不同之处：

还包括流量计10和压力计11。流量计10设于进气管路上，用于控制进气量。压力计11用于检测真空室1的压力。流量计10和压力计11分别与控制单元连接。本实施例中，通过pid控制流量计10的开启度；压力计11设于高真空阀7与真空室1之间的连接管路上。

下面通过具体的工作工程，进一步详细的描述。

真空泵组调整完毕，抽气量保持稳定。控制单元根据压力计11的反馈信息和目标控制压力，控制流量计10的开启度。具体的，若实时压力高于目标控制压力，则减小流量计的开启度，降低进气量，进而降低真空室内的压力，使其接近目标控制压力；若实时压力低于目标控制压力，则增大流量计的开启度，增大进气量，进而增大真空室内的压力，使其接近目标控制压力。

需要说明的是，本实施例不限定压力计的数量及类型，本领域技术人员可根据真空室1内的充入气体，选择相应类型的压力计11。

本实施例提供一种压力控制系统，在抽气量保持不变的条件下，通过调整流量计的开启度，调节进气管路的进气量，使真空室内的压力更加接近目标控制压力，维持真空炉内压力的稳定。另外，调整流量计仅对真空室内的压力进行细微的调节，使其更接近目标控制压力，进气量的改变不大，仍维持在小进气量的情况。

实施例3：

本实施例提供一种压力控制方法，包括以下步骤：

s1、获取目标控制压力；

s2、根据目标控制压力与预设值，控制高抽速泵组与低抽速泵组的启闭，具体如下：

进气阀9开启，气源2向真空室1内充入氩气，并维持进气量不变。

若目标控制压力低于预设值，预抽阀6关闭，高真空阀7与前级阀8开启。第一真空泵3、第二真空泵4和第三真空泵5运行；

若目标控制压力高于预设值，高真空阀7与前级阀8关闭，预抽阀6开启，第一真空泵3和第二真空泵4开启，第三真空泵5关闭。

需要说明的是，本实施例不限定预设值的具体数值，本领域技术人员可根据实际的真空泵组和进气量进行确定。

本实施例提供一种压力控制方法，目标控制压力高于预设值时，高抽速泵组关闭，低抽速泵组开启，减小抽气量，进而提高真空室内的压力，使其接近目标控制压力；目标控制压力低于预设值时，高抽速泵组与低抽速泵组均开启，增大抽气量，进而降低真空室内的压力，使其接近目标控制压力。一方面，无需改变进气量，即可实现对真空室的压力调节控制，成本低；另一方面，低抽速泵组与高抽速泵组配合，能够大幅度的调节真空室的压力，使真空室内的压力控制范围增大。

实施例4：

本实施例与实施例3基本相同，为了描述的简要，在本实施例的描述过程中，不再描述与实施例3相同的技术特征，仅说明本实施例与实施例3不同之处：

本实施例提供的一种压力控制方法，还包括：

s3、采集真空室1的实时压力；

s4、根据实时压力与目标控制压力，控制进气管路上的流量计10，具体如下：

若实时压力高于目标控制压力，则减小流量计10的开启度，降低进气量，进而降低真空室1内的压力，使其接近目标控制压力；若实时压力低于目标控制压力，则增大流量计10的开启度，增大进气量，进而增大真空室1内的压力，使其接近目标控制压力。

本实施例提供一种压力控制方法，在抽气量保持不变的条件下，通过调整流量计的开启度，调节进气管路的进气量，使真空室内的压力更加接近目标控制压力。另外，进气管路的进气量的改变不大，仍维持在小进气量的情况，成本低。

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