[实用新型]一种塑料挤出设备上真空泵的变频节能控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及塑料挤出设备相关技术领域，特别是一种塑料挤出设备上真空泵的变频节能控制系统。

背景技术

能源紧缺和减少碳排放得到各国的重视，作为能源消耗大国，我国对于节约能源已予以重视,提出建设能源节约型社会的发展目标，不同的地方部门也出台了关于节约的相关政策和奖励措施。电费的成本是塑料挤出生产厂的继原材料成本之后的第二大成本支出。而在塑料挤出设备上，真空系统是一个很大的耗电设备之一。

按照该行业生产工艺要求 ，该行业主要使用水环式真空泵，且真空泵都是长期固定在最大转速下满负荷运行，在实际生产工况中，真空系统的实际机械有效抽率在绝大部分时间内远比设计的有效抽率高；在转速固定的情况下，实际真空度远远大于生产要求的真空度，而且真空系统还是利用调节排空阀来控制真空度，增加了真空泵的排气流量，这样就造成真空泵电动机功耗的严重浪费。

实用新型内容

本实用新型提供一种塑料挤出设备上真空泵的变频节能控制系统，以解决现有技术塑料挤出设备上真空泵能耗过高的技术问题。

采用的技术方案如下：

一种塑料挤出设备上真空泵的变频节能控制系统，包括真空泵及与之驱动连接的电动机，还包括真空压力传感器、控制器和变频器，所述真空压力传感器的测试端与真空泵连接，真空压力传感器的输出端与控制器的输入端连接，控制器的输出端与变频器连接，变频器输出端与电动机连接。

进一步的，所述真空泵为水环式真空泵。

进一步的，所述变频器为风机水泵型变频器。

本实用新型节约了大量的能源，水环式真空泵节约能耗15-40%。降低了生产成本。据估算全国挤出生产线上有真空泵约165000kw, 用上该节能控制系统，则可节约45375kw, 年节约3.267亿度电，年节约3亿多元。同时，真空泵利用变频器软启动功能，减少对电网的冲击，减少真空泵起停过程对真空泵机械部分的冲击，延长真空泵使用寿命。系统实现闭环控制, 改善了真空系统工艺的稳定性。PID控制系统通过人机界面操作取代了人工调节，提高挤出生产线的产品质量。

附图说明

图1为5.5Kw真空泵实验数据图；

图2为4Kw真空泵实验数据图；

图3为3Kw真空泵实验数据图；

图4为2.2Kw真空泵实验数据图；

图5为1.5Kw真空泵实验数据图；

图6为本实用新型实施例真空变频控制原理图；

图7为本实用新型实施例闭环控制原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细的说明。

一、水循环真空泵运行工况分析

（1）水循环真空泵的基本原理分析

液环式真空泵是带有多叶片的转子偏心装在泵壳内。当它旋转时，把液体抛向泵壳并形成与泵壳同心的液环，液环同转子叶片形成 了容积周期变化的旋转变容真空泵。当工作液体为水时，称水环泵。水环泵工作轮在泵体中旋转时形成了水环和工作室。水环与工作轮构成了月牙形空间。右边半个月牙形的容积由小变大 ，形成吸气室。左边的半个月牙形的容积由大变小，构成压缩过程(相当于排气室)。被抽气体由进气管和进气口进入吸气室。转子进一步转动，使气体受压缩，经排气口和排气管排出。排出的气体和水滴由排气管道进入水箱，此时气体由水中分离出来，气体经管道排到大气中，水由水箱进入泵中，或经过管道排到排水设备中。

（2）水循环真空泵的节能原理

由真空泵的抽气速率公式(1)可以看出，当真空系统的Q1为恒量时，S与P1成反比例关系，P1越小，需要的机械泵的有效抽气速率越大；如P1的值大于实际需要的值，则就存在过剩真空而造成机械泵的有效抽气速率的浪费。同时，当生产工况发生变化时，Q1的值也会是一个变量，S与Q1成正比关系，即机械泵的有效抽气速率受漏气率与需要达到的预真空度两个条件影响而变化；如果漏气率过大而超过先期使用的机械泵的有效抽率，则必须投入新的机械泵来满足真空度要求；漏气是生产使用过程中造成的，实际是少量的，所以又造成了更多过剩真空的浪费。  

S = Q1／P1              公式（1） 

P1= Q1／S          公式（2） 

式中

S——机械泵有效抽气速率；  

Q1 ——真空系统漏气率；  

P1——需要达到的预真空度。