一种真空泵冷却水缺水停机保护装置的应用

一种真空泵冷却水缺水停机保护装置的应用

【摘要】本文对往复式真空泵冷却水循环工作状况和存在的问题做了简要的分析，采取为每台往复式真空泵装断水保护装置，同时利用PLC控制技术进行可行性分析。

【关键词】真空泵冷却运行

1 设备简介

真空泵是企业的主要动力，对企业的生产及安全至关重要。我厂目前有5台W-300型，30KW往复式真空泵。真空泵的冷却系统包括电机、冷却泵、冷却塔等。运行时，冷却水不断的进行循环冷却。

往复式真空泵的主要部件见（图1）。包括气缸1、活塞2、活塞的驱动曲柄连杆机构3、排气阀4和吸气阀5等重要部件，以及机座、曲轴箱、动密封和静密封等辅助部件。往复式真空泵运转时，在电动机的驱动下，通过曲柄连杆机构的作用，使气缸内的活塞作往复运动。当活塞在气缸内从左端向右端运动时，由于气缸的左腔体积不断增大，左腔空间的压强不断的降低，当左腔空间内的压强低于被抽容器内的压强，根据气体压强平衡的原理，被抽容器内的气体经过吸气阀5不断地被抽进左腔，此时正处于吸气过程。当活塞达到最右位置时，气缸左腔内就充满了气体。接着活塞从右端向左端运动，此时吸气阀5自动关闭。气体随着活塞从右往左运动而逐渐被压缩。当气缸内的气体达到排气压力时，此时排气阀4被打开，气体被排出，完成了一个工作循环。当活塞再从左端向右端运动时，重复上述循环，直到被抽容器达到某一平衡压力为止。

2 存在的问题

2.1 温度高

往复式真空泵运转时，活塞缸体容器产生大量的热能从而使泵体发热。另外，泵轴与端盖是机械密封，始终摩擦发热。这些热量都是由泵体中间内的冷却水不断的循环进行冷却，一旦断水，泵内温度将急剧升高，当达到600℃-800℃时，活塞缸体容器就会爆缸。

2.2 能耗大

活塞在缸体容器内做往复运动，使泵体发热，导致缸体容器膨胀，这样就会造成真空泵的抽真空度效率下降（出力不够），造成电能源浪费。

3 改造思路

改进真空泵冷却水循环控制系统，主要是改进冷却水循环的运行方式，改过

去的人工开启阀门转为自动开启，如果检测不到冷却水循环水的流动，将无法开启真空泵，从而保证了真空泵安全运行。使之实现自动、节能、发挥设备最大能力的目的。

4 改造方案

改造方案1：采用电接点压力表来作为真空泵缺水保护装置。由于电接点压力表缺水保护装置的工作原理是当水压不足时，触头断开，中间继电器失电，使电机无法合闸或运行中以保护电机；当水压足够时，触头闭合，电机启动。电接点压力表作为传统保护装置，有易损坏，受环境影响大，精确度低等缺陷。故此方案不采用！

改造方案2：基于PLC的缺水监控保护装置来作为真空泵缺水保护。首先在冷却水循环系统管路中的手动开启/关闭阀门的后端加装一只水流传感器和一只水压力传感器，输出的0-10V或4-20mA反馈信号传输到PLC，然后由PLC输出信号来控制真空泵启动中间继电器。一旦冷却水循环系统管路中缺水，水流传感器就输出低电平，控制器进行缺水断电保护，防止和保护真空泵因水循环散热缺水造成故障。同时现场发出报警提示，且能自动检测水源恢复状态。当冷却水循环系统管路中有冷却水流动，水流传感器就输出高电平，PLC输出信号使真空泵启动工作，最终实现真空泵的控制运行，使之起到对真空泵的保护作用。此方案采用（图2）。

5 实施效果

基于PLC的真空泵缺水保护装置，能在冷却水循环系统缺水的情况下能及时控制真空泵的启动，保证了真空泵的安全运行，节约了电能，具有很高的社会推广价值。

参考文献：

[1]王永华.《现代电气控制及PLC应用技术》.北京航空航天大学出版社，2008.2.

[2]孙洪程，魏杰，王俭.《过程自动检测与控制技术》.化学工业出版社，2006.10.

[3]中国电子学会敏感技术分会，中国电子学会，北京电子商会传感器分会编《传感器与执行器大全》.机械工业出版社，2010.2.

[4]何社成，李友玲.《电源开关控制保护应用电路》.山东科学技术出版社，2007.1.