[发明专利]低于大气压的气体洗涤器

说明书

技术领域

本发明涉及低于大气压的或亚大气压的（sub atmospheric）气体洗涤器。特定而言，本发明涉及适用于真空泵上游的气体洗涤器。

背景技术

许多工业过程需要真空来工作。例如在制造聚合物、食品、模制件等中，常常需要真空来起始或者维持化学反应、赶走过量水分、使材料脱气或者辅助制造的产品形成和成形。在许多情况下，结合湿化学过程来使用真空，这导致涉及化学品部分蒸发，而化学品部分蒸发意味着从过程抽吸的气体能包含污染物。

工业泵送系统常常包括多个串联或并联的泵以从一个泵送级向下一个泵送级提供越来越高的真空压力。干式真空泵，即被设计成泵送气体但在真空泵扫掠体积中不使用密封液体的泵，通常包括一个或多个转子，转子被布置成与定子合作；转子的移动造成气体被抽吸到泵内并且朝向泵的排出口推送气体。为了使得泵送的气体并不回流并改进泵的泵送效率，在转子与定子之间的间隙被最小化，通常到数百微米内。

因此，当被泵送的气体包含污染物时造成问题，污染物可能积聚在转子和定子的表面上从而闭合在它们之间的间隙。当在转子和定子的表面上积聚了特定厚度的污染物时，存在泵将堵塞的机会，在不采取补救维护的情况下，防止进一步操作或重启。

在大多情形下，真空泵热运行，即，压缩被泵送的气体的行为造成气体被加热，这些热被转移到泵的转子和定子。在这样的情形下，在被泵送的气体内的大部分污染物将不会在转子和转子上冷凝并且将简单地通过泵。此外，由于泵部件较热，在使用中，为黏性液体的污染物将通常保持在低黏度状态，从而使得泵能继续运行。但是，当泵被关掉时，污染物可能在冷却时具有增稠或者增厚的趋势，从而防止泵被重启，尽管在热时其能运行。 

在替代情形中，即，在泵部件超过特定温度的情况下，存在泵送气体中的污染物起反应以形成可能积聚在转子和定子表面上的硬化合物的机会。在转子和定子表面上的硬化合物可能造成泵部件的过度或提早磨损，从而使得泵的效率降级或者甚至导致灾难性故障。

因此，希望最小化通过泵或者允许累积于其中的污染物量。在许多情况下，可以通过向泵提供热套以加热或冷却泵使得防止在泵上积聚的污染物固化或硬化或反应或形成硬化合物而令人满意地控制在泵送气体中的污染物的不利效果。替代地，泵可以通过冲洗来清洁，但这有时是不可行的，并且通常认为更好的做法是防止污染物积聚，而不是依靠在后期清洁掉它。

大部分干式泵需要冷却系统，但可以设置加热套来在泵不运行时保持泵温热。这安装起来不方便并且昂贵并且可能使用大量能量（尽管比重新安装无法转动的泵更廉价）。加热套可以包括例如热水回路，当泵不运行时或者甚至当其运行时，其充当冷却剂。但是，热套需要大量能量来操作并且可能并非总是可靠的。

因此，需要一种保护真空泵避免污染的改进的方法。

已知在泵的上游提供气体洗涤器并且在图1中示出了已知的气体洗涤器，并且将在下文中详细地描述。这样的已知的洗涤器包括容器，气体清洁溶剂被泵送到容器内以形成喷射或喷雾，喷射或喷雾与待清洁的过程气体逆流。溶剂与过程气体中的污染物相互作用以移除它们，并且溶剂和污染物作为废物排放。这种已知类型的气体洗涤器消费大量溶剂并且因此操作起来较为昂贵。此外，所产生的相对较大体积的污染的溶剂可能难以处理或者处理成本较高。此外，已知类型的气体洗涤器可以提供非均匀的气体洗涤，因为通过容器的不同部分的过程气体与清洁溶剂进行不同量的相互作用。

最后，在已知的气体洗涤器中，用过的溶剂有效地疏放到敞开的排污槽并且确保维持过程气体真空，通常必须采用气压计腿。在适度或高真空系统中，气压计腿必须相对较大以便不打破过程真空，这显著地增加了所需的设备的总高度并且对于洗涤器的设计设置了其它构造约束。这能使气体洗涤器的室内安装不实用或不经济。

另一类型的已知气体洗涤器利用填充柱或容器，其具有去雾器垫以过滤过程气体。但是，过滤器型洗涤器可以具有较高的压降，这在真空应用中是不当的，并且过滤器可能变得被污染物堵塞。

发明内容

本发明的目的在于提供针对于上述问题中的一个或多个问题的解决方案，提供改进的或替代的气体洗涤器，其结合真空系统使用，或者用来保护干式真空泵、射流泵和级间冷凝器，其中的任一个也可能变得被过程气体污染物堵塞。