sihi乾式真空泵

近年來,市場上山現了各種不同設計的乾式真空泵。這些設計包括各種螺桿式、旋片式和多級爪式。這些新技術(或已有技術的改進)隨著國際上對環保要求的提高得到廠較快的發展,傳統的油潤滑真空設備(如旋片泵)和液環真空泵的設計已經不能滿足減少污染物的要求。 為適應市場的需求,Sterling SIHI,在1997年研製成功SIHldry的原型。SIHIdry是世界上第一台真正意義上的乾式真空泵,它能滿足流程工業中最苛刻的要求,該產品榮獲德國“1998年年度技術革新獎”。

SIHIdry乾式真空泵革命性的特點

(1)兩個電動機同步驅動,在確保全速和轉矩控制的同時,保證在泵運行時維持無部件相互接觸。

(2)無密封設計,確保無泄漏。

(3)通過對內表面溫度的控制以滿足新的A-TEX防爆條例的要求。由於能夠維持最小的內部溫度,從而能控制泵送氣體的冷凝和由於腐蝕可能造成的損壞效應。

(4)最小的維護要求,該泵無齒輪箱,同時對於泵無需更換和檢測潤滑系統。具有20 000h平均無故障時間。

(5)完全電子智慧型化設計,可以很方便地全方位與DCS系統聯接,通過Modem連線可以實現就地和遠程控制。

(6)輔助模組的模組化設計可以滿足大量的乃至是最苛刻的流程的套用。

(7)設計可以滿足不同的壓力要求:壓力比可高達100 000:1(吸入壓力<0.01絕壓)。

(8)吸氣量可達1000 m3/h(更大吸氣量的泵在開發中,臼前可用機械的增壓泵與乾式泵組合來滿足對大的吸氣量的要求)。

(9)噪聲水平低於75 dH(A)。

(10)維修方便,可以快速和方便地拆卸和更換泵的內件。

乾式真空系統流程及套用

典型的於式真空系統(見圖1)由SIHldry,淨化氣體模組、吸入管線模組(可選)、冷卻水循環模組、氣體冷卻模組、驅動控制櫃組成。模組化設計的靈活性可以使SIHIdry套用於所有流程,尤其對於吸入壓力達1Pa以下,處理介質為含水分和灰塵、腐蝕性氣體、有毒氣體、易燃易爆氣體等工況尤為合適,在化工、製藥、電子等需要潔淨真空的行業有廣泛的套用。所有必需的元件可以集成在一個標準的系統中,丌位於泵內、通過內部冷卻水迴路,可以精確地控制內部溫度,從而防止介質的冷凝、結晶和溶液的燃燒。

完全安裝好的電氣和機械界面非常友好,驅動和控制可以完全集成在標準的機組中。各種不同的界面可以添加到已有的系統和流程中;驅動控制可以保護機器以防套用巾的故障—例如,當輸送含液體的介質時,泵的速度可以自動減少以輸送該介質。當不含液體時,泵的速度將回歸到設定值。這同樣適用於輸送固體和粉末的場合。LCD顯示器可以給十轉子的沉積物和沖洗的效果。

如圖2所示,SIHIdry的基本設計包括FEP O形圈的殼體密封及以下元件:

(1)在殼體內的變頻驅動電動機。

(2)用於冷卻泵殼、驅動電動機及雙螺桿的冷卻水迴路。

(3)防上有害顆粒進入泵內的吸入口過濾

1.氣體淨化模組EX

標準的EExP氣體淨化系統用來調節、控制與監測軸封處的惰性氣體N2的壓力,使系統符合ATEX防爆條例的要求而町以安裝在危險區域。該系統町集成在機組中並可以設定相關參數。

2.吸入管線模組(可選)

在需要的時候,該模組可將泵與流程隔離。例如,當泵達到預定的溫度,或超過有機介質(T4)的最大溫度極限時, 町自動切斷該流程,這種控制通過氣動控制吸氣閥來實現,該吸氣閥完全集成在控制驅動變數巾。同時,當連線到共用的真空管路時,吸氣閥可以防止回流。

3.冷卻水循環模組

該模組配置有循環泵、流量顯示器、增壓器調節閥、溫度控制閥與熱交換器,該模組完全集成在共同的底板上。當現場冷卻水進出口的壓差非常低及現場水質很差的時候,該模組特別見效。該循環冷卻系統可以精確地調節,以全流量來有效地降溫,以零流量來有效地升溫。

4.氣體冷卻模組

該系統讓泵腔排出的氣體,經過熱交換器並將其中一小部分再送回泵腔。使用這種方式進行冷卻,冷卻的乾空氣向雙螺桿的下一端進行傳輸,不會影響進氣口的吸氣能力。這樣町以在低的壓力下保證一定的流量,防止熱敏物質的沉積。

5.驅動控制櫃

(1)該模組可以安裝在機組上,適用於在Ex區域I,防護等級EEx-p。

(2)內置的電動機通過一個由變頻器、供電和控制模組的單元進行操作。

(3)電子驅動系統防止機械元件由於夾帶液體等原因引起的過載。

(4)泵的速度可以減小,防止超過最大的允許電動機負荷。

(5)當夾帶的液體去除後,恢復起始操作點。

(6)SIHIdry可以覆蓋吸入壓力和吸氣量的整個範圍。該泵能在其性能範圍的任何點操作。同時,還可以預先設定需要的操作曲線:變速操作允許最靈活的操作並減小能量消耗。

(7)該模組可以測量真空系統中的不同的過程壓力。

(8)在選用了驅動控制時,可以使用操作顯示模組,該模組可以向操作人顯示SIHIdry參數,如速度、壓力、轉矩、溫度,可以簡單地使用按鈕控制,也可以使用LCD顯示。

另外,可提供PARA參數修正模組。不是使用PLC程式,而是使用PARA軟體,能夠修正SIHIdry的特定參數,該參數由客戶決定,如溫度—亡下限、速度、壓力、設定、加熱循環等,為提供將來長期運行的適用性,需要基於汁算機的標準視窗。當配置有遠程診斷模組,客戶能夠設定與檢查控制系統與參數,從而對泵進行遠程監控。

典型的成本比較

筆者謹以在英國某著名醫藥公司運行的SIHIdry(370 m3/h名義吸氣量,1500Pa-75mbar吸氣壓力,20000h的操作時間)為例,將SIHIdry的總體成本與傳統的液環真空泵作一比較。成本比較見表1。

該SIHIdry套用於處理腐蝕性的氣體的工況, 在處理介質中含有HCl、HBr、HNO3,以及HF, 在使用SIHIdry前,由於環保的要求,腐蝕性工作 液的處理和材料的腐蝕問題一直困擾著用戶。而 SIHIdry通過內部溫度控制,防止了腐蝕性蒸氣的 冷凝,從而有效地解決廠腐蝕問題 ,由於SIHIdry 沒有機械密封及潤滑油.對用戶的I:作人員而言, 該泵非常易於維修和保養,並極大地節約廠備件 和處理溶劑的成本。該泵可謂為“智慧型泵”,它能 在事故發生前診斷其故障,產通過控制系統能輕 易地改變其工作參數。該SIHIdry1998年;投入運 行,用戶對SIHIdry的可靠性和低的全壽命成本非 常滿意。

結淪:每—[作20 000 h,SIHIdry630可節約 45 175歐元。總成本因不同公司的原始採購成本 不同而有差異,如果吸氣量越大,總體成本的節 約將更加明顯。

表1 成本比較

泵的型號 液環真空泵系統 SIHIdry

初始採購成本/歐元 液環真空泵系統 42857

功率及電力成本,0.045歐元/kWh 28571 12kW,8640

冷卻水成本,0.05歐元/ m3 15kW,13500歐元 0.8 m3/h,800歐元

補充水成本,1.79歐元/ m3 2.5 m3/h2500歐元 無

工作液回收、處理成本/歐元 0.125 m3/h4475歐元 無

沖洗氣體(空氣)成本,0.12歐元/ m3 無 0.8 m3/h,1920歐元

維修成本/歐元 1250 無

總成本/歐元 99392 54127

結論

(1)SIHIdry乾式真空泵是新—代具有眾多特 殊性能的富於革新意義的真空設備。

(2)SIHIdry乾式真空泵適用於吸入壓力要求 達到1Pa以下,需要潔淨真空的,處理含水分和 灰塵、腐蝕性氣體、有毒辣氣體和易燃易爆氣體的 苛刻介質的現代高利技行業。

(3)SIHIdry乾式真空泵具有20 000h無需維 修,較低的全壽命成本和有利於環保等顯著優勢。

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