一种用于高速离心真空泵的防喘保护装置和保护方法与流程

本发明属于风洞技术领域，具体涉及一种用于高速离心真空泵的防喘保护装置和保护方法。

背景技术：

随着航天航空装备发展需要，其主要地面试验设备：风洞的种类不断增加，并且规模不断增大。部分风洞的真空排气系统真空泵采用高速离心真空泵，由于高速离心真空泵具有流量大、效率高、噪声低、抽气量稳定的优点，在风洞的真空排气系统使用占比越来越高，现在，离心真空泵正不断替换曾经大量使用的包括射流式真空泵、水环式真空泵、罗茨式真空泵在内的容积式真空泵。

虽然高速离心真空泵本身优势非常明显，但是由于其本身的固有特性：喘震，限制其广泛推广使用。而且，由于真空排气系统的管网特性，一旦高速离心真空泵出现紧急情况突然停机，空气倒灌可能导致高速离心真空泵的机组转子反转，造成高速离心真空泵损坏。

当前，亟需发展一种用于高速离心真空泵的防喘保护装置和保护方法。

技术实现要素：

本发明所要解决的一个技术问题是提供一种用于高速离心真空泵的防喘保护装置，本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种用于高速离心真空泵的防喘保护方法。

本发明的用于高速离心真空泵的防喘保护装置，其特点是：所述的防喘保护装置包括在从真空排气系统到高速离心真空泵的连接管道上顺序安装的真空切换阀组、放气阀和传感器，在高速离心真空泵出口管道上安装的单向止回阀，以及通过传输信号连接和控制真空切换阀组、放气阀和传感器的控制系统；

所述的真空切换阀组包括阀杆同轴的主阀和小阀，主阀安装在连接管道上，直通真空排气系统，小阀直通大气；主阀和小阀的开闭状态相反，主阀开启小阀关闭，主阀关闭小阀开启；

所述的传感器包括压力传感器和温度传感器。

进一步地，所述的主阀和小阀均为蝶阀。

进一步地，所述的单向止回阀为双瓣蝶式止回阀。

进一步地，所述的控制系统为plc模块。

本发明的用于高速离心真空泵的防喘保护方法，包括以下步骤：

a.在高速离心真空泵接入真空排气系统之前，控制系统先采集压力传感器的数据并与真空排气系统的压力进行对比，如果高速离心真空泵的入口压力小于等于真空排气系统的压力，控制系统控制放气阀打开，直至高速离心真空泵的入口压力略大于真空排气系统的压力，主阀开启小阀关闭，高速离心真空泵接入真空排气系统；

b.在高速离心真空泵接入真空排气系统后的运行过程中，控制系统实时采集压力传感器的数据并与高速离心真空泵的喘振压力阈值进行实时对比，通过控制放气阀的开度，使得高速离心真空泵的入口压力大于喘振压力阈值，保证高速离心真空泵不发生喘振；

c.在高速离心真空泵切除真空排气系统之前，控制系统先采集压力传感器的数据并与真空排气系统的压力进行对比，同时控制放气阀的开度，保证高速离心真空泵处于正常工作状态后，控制系统控制主阀关闭小阀开启，高速离心真空泵切除真空排气系统；

d.在高速离心真空泵遇到紧急情况突然停机时，高速离心真空泵与真空排气系统尚未断开，安装在高速离心真空泵出口管路的单向止回阀将阻止高速离心真空泵出口大气不会倒灌进入高速离心真空泵，防止高速离心真空泵转子发生反转；

e.控制系统实时采集温度传感器的数据，并与高速离心真空泵的温度阈值进行对比，一旦超过温度阈值，就采用步骤c的方法将高速离心真空泵切除真空排气系统，确保高速离心真空泵运行安全。

本发明的用于高速离心真空泵的防喘保护装置和保护方法能够确保高速离心真空泵平稳接入和切除风洞真空排气系统；确保高速离心真空泵在启动过程和停机过程不发生喘震；使用的单向止回阀还能够防止大气倒灌进入高速离心真空泵，避免出现高速离心真空泵的转子反转而造成损坏的情况。使用本发明的用于高速离心真空泵的防喘保护装置和保护方法，高速离心真空泵能够满载运行，扩展了工作流量范围。

综上所述，本发明的用于高速离心真空泵的防喘保护装置和保护方法响应时间快、安全性高、扩展了高速离心真空泵的工作流量范围。

附图说明

图1为本发明的用于高速离心真空泵的防喘保护装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明。

如图1所示，本发明的用于高速离心真空泵的防喘保护装置包括在从真空排气系统到高速离心真空泵的连接管道上顺序安装的真空切换阀组、放气阀和传感器，在高速离心真空泵出口管道上安装的单向止回阀，以及通过传输信号连接和控制真空切换阀组、放气阀和传感器的控制系统；

所述的真空切换阀组包括阀杆同轴的主阀和小阀，主阀安装在连接管道上，直通真空排气系统，小阀直通大气；主阀和小阀的开闭状态相反，主阀开启小阀关闭，主阀关闭小阀开启；

所述的传感器包括压力传感器和温度传感器。

进一步地，所述的主阀和小阀均为蝶阀。

进一步地，所述的单向止回阀为双瓣蝶式止回阀。

进一步地，所述的控制系统为plc模块。

本发明的用于高速离心真空泵的防喘保护方法，包括以下步骤：

a.在高速离心真空泵接入真空排气系统之前，控制系统先采集压力传感器的数据并与真空排气系统的压力进行对比，如果高速离心真空泵的入口压力小于等于真空排气系统的压力，控制系统控制放气阀打开，直至高速离心真空泵的入口压力略大于真空排气系统的压力，主阀开启小阀关闭，高速离心真空泵接入真空排气系统；

b.在高速离心真空泵接入真空排气系统后的运行过程中，控制系统实时采集压力传感器的数据并与高速离心真空泵的喘振压力阈值进行实时对比，通过控制放气阀的开度，使得高速离心真空泵的入口压力大于喘振压力阈值，保证高速离心真空泵不发生喘振；

c.在高速离心真空泵切除真空排气系统之前，控制系统先采集压力传感器的数据并与真空排气系统的压力进行对比，同时控制放气阀的开度，保证高速离心真空泵处于正常工作状态后，控制系统控制主阀关闭小阀开启，高速离心真空泵切除真空排气系统；

d.在高速离心真空泵遇到紧急情况突然停机时，高速离心真空泵与真空排气系统尚未断开，安装在高速离心真空泵出口管路的单向止回阀将阻止高速离心真空泵出口大气不会倒灌进入高速离心真空泵，防止高速离心真空泵转子发生反转；

e.控制系统实时采集温度传感器的数据，并与高速离心真空泵的温度阈值进行对比，一旦超过温度阈值，就采用步骤c的方法将高速离心真空泵切除真空排气系统，确保高速离心真空泵运行安全。

以上对本发明提供的一种用于高速离心真空泵的防喘保护装置和保护方法进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

技术特征：

1.一种用于高速离心真空泵的防喘保护装置，其特征在于：所述的防喘保护装置包括在从真空排气系统到高速离心真空泵的连接管道上顺序安装的真空切换阀组、放气阀和传感器，在高速离心真空泵出口管道上安装的单向止回阀，以及通过传输信号连接和控制真空切换阀组、放气阀和传感器的控制系统；

所述的真空切换阀组包括阀杆同轴的主阀和小阀，主阀安装在连接管道上，直通真空排气系统，小阀直通大气；主阀和小阀的开闭状态相反，主阀开启小阀关闭，主阀关闭小阀开启；

所述的传感器包括压力传感器和温度传感器。

2.根据权利要求1所述的用于高速离心真空泵的防喘保护装置，其特征在于：所述的主阀和小阀均为蝶阀。

3.根据权利要求1所述的用于高速离心真空泵的防喘保护装置，其特征在于：所述的单向止回阀为双瓣蝶式止回阀。

4.根据权利要求1所述的用于高速离心真空泵的防喘保护装置，其特征在于：所述的控制系统为plc模块。

5.一种用于高速离心真空泵的防喘保护方法，其特征在于：所述的防喘保护方法包括以下步骤：

a.在高速离心真空泵接入真空排气系统之前，控制系统先采集压力传感器的数据并与真空排气系统的压力进行对比，如果高速离心真空泵的入口压力小于等于真空排气系统的压力，控制系统控制放气阀打开，直至高速离心真空泵的入口压力略大于真空排气系统的压力，主阀开启小阀关闭，高速离心真空泵接入真空排气系统；

b.在高速离心真空泵接入真空排气系统后的运行过程中，控制系统实时采集压力传感器的数据并与高速离心真空泵的喘振压力阈值进行实时对比，通过控制放气阀的开度，使得高速离心真空泵的入口压力大于喘振压力阈值，保证高速离心真空泵不发生喘振；

c.在高速离心真空泵切除真空排气系统之前，控制系统先采集压力传感器的数据并与真空排气系统的压力进行对比，同时控制放气阀的开度，保证高速离心真空泵处于正常工作状态后，控制系统控制主阀关闭小阀开启，高速离心真空泵切除真空排气系统；

d.在高速离心真空泵遇到紧急情况突然停机时，高速离心真空泵与真空排气系统尚未断开，安装在高速离心真空泵出口管路的单向止回阀将阻止高速离心真空泵出口大气不会倒灌进入高速离心真空泵，防止高速离心真空泵转子发生反转；

e.控制系统实时采集温度传感器的数据，并与高速离心真空泵的温度阈值进行对比，一旦超过温度阈值，就采用步骤c的方法将高速离心真空泵切除真空排气系统，确保高速离心真空泵运行安全。

技术总结
本发明公开了一种用于高速离心真空泵的防喘保护装置和保护方法。该防喘保护装置包括在从真空排气系统到高速离心真空泵的连接管道上顺序安装的真空切换阀组、放气阀和传感器，在高速离心真空泵出口管道上安装的单向止回阀，以及通过传输信号连接和控制真空切换阀组、放气阀和传感器的控制系统；真空切换阀组包括阀杆同轴的主阀和小阀，主阀安装在连接管道上，小阀直通大气，主阀和小阀的开闭状态相反；传感器包括压力传感器和温度传感器。该防喘保护方法的控制系统通过实时监控压力传感器，控制放气阀开度，保证高速离心真空泵的压力略大于真空排气系统，实现高速离心真空泵平稳接入和切除，确保高速离心真空泵在启动过程和停机过程不发生喘震。

技术研发人员：齐大伟;吴斌;陈德江;唐志共;杨炯良;李传旭;李伟华;吕德润;任海军
受保护的技术使用者：中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所
技术研发日：2020.07.22
技术公布日：2020.10.27