真空系統的制作方法
【專利摘要】真空系統，涉及一種真空系統，尤其涉及一種真空冶煉系統。本實用新型旨在提供一種工作效率高且安全可靠的真空系統。為實現上述目的，本實用新型所提供的真空系統包括真空容器和真空泵，其中位于真空容器和真空泵之間設有氣體過濾裝置；所述系統中位于真空泵前端設置有將氣體溫度控制在45℃以下的冷卻器。有鑒于此，上述真空系統通過在真空泵前端設置冷卻器進而實現提高真空系統的安全可靠性，同時能有效提高真空系統的工作運行效率。
【專利說明】
真空系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種真空系統，尤其涉及一種真空冶煉系統。
【背景技術】
[0002]真空系統，包括有真空栗、控制系統、儲氣罐、真空管道、真空閥門和過濾裝置等部件，目前，真空系統廣泛應用于金屬冶煉、電子半導體業、光電背光模組、機械加工等行業。
[0003]隨著真空應用的發展，真空栗的種類已經發展了很多種，其中包括干式螺桿真空栗、水環栗、旋片栗、往復栗、滑閥栗、羅茨栗、擴散栗等，這些栗的抽速從每秒零點幾升到每秒幾十萬、數百萬升。但是目前的真空栗在工作運行過程中，普遍都容易產生較高的溫度，從而很容易造成真空系統工作效率降低，同時也對于真空栗而言容易造成損壞，甚至如果當真空系統中混合有氧氣和易燃易爆氣體，在溫度升高后還可能會發生爆炸。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型旨在提供一種工作效率高且安全可靠的真空系統。
[0005]為實現上述目的，本實用新型所提供的真空系統包括真空容器和真空栗，其中位于真空容器和真空栗之間設有氣體過濾裝置;所述系統中位于真空栗前端設置有將氣體溫度控制在45 °C以下的冷卻器。
[0006]在上述真空系統中，主要為了實現以下目的:
[0007]首先，將進入真空栗前端的氣體溫度控制在45°C以內，從而降低真空栗的工作溫度，確保真空栗的運行更加安全。
[0008]其次，降低真空栗前端的氣體溫度，可以有效提高栗體工作效率。由于降低氣體溫度能夠增大氣體密度，降低氣體分子間的距離，增大氣體分子間內聚力，降低氣體分子間平均動能，進而有效降低氣體分子間動能對栗體工作時的阻力。
[0009]與此同時，利用冷卻器一定程度上可以將真空栗前端的氣體溫度控制在一定溫度范圍以內，從而當氣體中如果含濕量較大則可以通過降低溫度將氣體中的水分析出，從而對進入真空栗的氣體附帶濕度控制的功能。
[0010]有鑒于此，上述真空系統通過在真空栗前端設置冷卻器進而實現提高真空系統的安全可靠性，同時能有效提高真空系統的工作運行效率。
[0011]優選的是，所述冷卻器為一種將真空栗前端的氣體溫度控制在30°C?35°C的冷卻器。這是對上述真空系統中的冷卻器進一步優選。考慮到冷卻器將氣體溫度冷卻到越低溫度時冷卻器的能耗會增加從而增大真空系統的能耗;但冷卻器將氣體溫度冷卻到越低溫度時，真空系統中的真空栗工作效率明顯增加。發明人在經過實踐測試后發現，通過冷卻器將真空栗前端的氣體溫度30°C?35°C時，真空系統的整體工作效率處在最佳范圍。
[0012]進一步的是，所述氣體過濾裝置的過濾輸出端連接冷卻器進口，冷卻器出口連接真空栗的輸入端。
[0013]將冷卻器連接在氣體過濾裝置和真空栗前端。這種連接方式在現有技術的基礎上主要體現在:
[0014]在現有技術中，普遍采用的是一種布袋式除塵器作為氣體過濾裝置，布袋式除塵器中由于構成過濾元件的濾材采用的是有機織物制成布袋，所以發明人在研究之初認為是將冷卻器連接在真空容器后端且與氣體過濾裝置輸入端連接是最優方式，但是在經過后續研究后發現，采用這種連接方式雖然在一定程度上可以通過加強氣體過濾裝置的穩定性，但是這種穩定性對于真空系統的運行效率并不能起到明顯的提高作用，反而是當冷卻器連接在真空容器前端時，在冷卻器的工作過程中有相當大的一部分能量是用作對氣體中的粉塵進行冷卻，而這些粉塵被氣體過濾裝置攔截后對過濾系統的工作不作影響，進而加大了冷卻器的能耗。
[0015]發明人發現，將冷卻器連接在氣體過濾裝置和真空栗前端既能降低冷卻器的能耗，同時能夠確保經過冷卻器冷卻降溫后的氣體經過很短的輸送行程即可進入真空栗，從而有效避免氣體輸送行程中的能量損失。
[0016]進一步的是，所述冷卻器包括有封閉的冷卻器殼部件，該封閉殼部件內設有將待冷卻氣體包圍其中或穿過待冷卻氣體的冷卻元件。本實用新型中的冷卻器可以是將氣體冷卻器包圍在其中實現熱量傳輸進行氣體冷卻，也可以是通過穿過待冷卻氣體實現熱量傳輸進行冷卻。其中在冷卻器殼部件中，冷卻元件可以設置有若干組加大與待冷卻氣體的接觸面積。
[0017]在上述結構的基礎上，所述氣體過濾裝置包括內裝有過濾元件的筒體，筒體內由過濾元件分隔為原氣腔和凈氣腔，其中原氣腔通過第一閥門連接真空容器，凈氣腔連通過濾輸出端設有第二閥門，其中氣體過濾裝置下端通過第三閥門連接灰罐，所述灰罐上具有幫助灰塵從氣體過濾裝置中卸至灰罐的排氣降壓口，且該排氣降壓口通過設有第四閥門的抽氣管道連接抽真空裝置。
[0018]本實用新型優選一種可以無需將氣體過濾裝置的筒體內恢復至大氣壓即可完成卸灰工作，進而實現一種無需停止真空系統的工作運行又將氣體過濾裝置中過濾的粉塵清理排出。在真空系統中，灰罐通過連接有抽氣管道和第四閥門連接抽真空裝置，從而實現灰罐中的真空度小于或等于氣體過濾裝置中的真空度。其中在真空系統進行正向過濾工作時，第二閥門開啟，第四閥門處于關閉狀態，當對氣體過濾裝置中的粉塵卸至灰罐中時，開啟第三閥門，再通過配合排氣降壓口將氣體過濾裝置中原氣腔過濾得到的粉塵卸至灰罐中。當需要將灰罐中的粉塵排出時，在真空系統正常工作的情況下，只需要將第三閥門關閉即可有效防止外界的空氣倒灌入真空系統。
[0019]進一步的是，所述抽真空裝置與真空栗為同一設備，其中抽氣管道上設有除灰凈化器連接至真空栗前端。為了節約成本和孔件，與灰罐連接的抽真空裝置最好與真空栗為同一設備。并且優選的是，灰罐連接抽氣管道連接至冷卻器進口前端，此時可以確保經抽氣管道進入到真空栗的氣體也是經過冷卻器進行溫度控制的氣體。
[0020]進一步的是，所述氣體過濾裝置包括位于原氣腔下端的錐形沉降室，錐形沉降室通過設有第三閥門的卸灰管道與灰罐封閉連接。在氣體過濾裝置中原氣腔下端設置的錐形沉降室，是為了將氣體過濾裝置中過濾攔截的粉塵先沉降至原氣腔下端的錐形沉降室，進而通過錐形沉降室將氣體過濾裝置中的粉塵集中收集，在開始卸灰操作后可以將集中收集的粉塵迅速地卸至灰罐中。
[0021]優選的是，所述氣體過濾裝置中位于凈氣腔設有反吹裝置。通過反吹裝置可以有效對氣體過濾裝置中的過濾元件進行清潔再生，降低過濾壓差，從而降低氣體過濾裝置的能耗;此外，當開啟第三閥門進行卸灰工作時，開啟反吹裝置更加有利于將氣體過濾裝置中的粉塵卸至灰罐。
[0022]進一步的是，所述氣體過濾裝置包括有由多孔高密度聚乙烯、機織纖維或無紡針刺纖維制成的支撐體和緊密附著在該支撐體表面的膨體聚四氟乙烯過濾薄膜構成濾材的過濾元件。
[0023]發明人發現膨體聚四氟乙烯具有非常好的過濾性能，并且將所述的膨體聚四氟乙烯附著在支撐體上后能夠使得過濾元件具有更好的結構強度和穩定性。其中優選的支撐體為多孔高密度聚乙烯、機織纖維或無紡針刺纖維材料制成，其中多孔高密度聚乙烯為一種剛性支撐體，機織纖維和無紡針刺纖維材料為柔性支撐體。
[0024]所述的膨體聚四氟乙烯可耐250°C以上高溫，制成的濾材可以實現將待過濾氣體中粒徑2 0.5μπι的粉塵的去除99%以上，該材料為屬于現有技術，在此不做贅述。
[0025]其中優選的是，將所述真空容器為真空冶煉設備，從而將上述真空系統為一種真空冶煉系統。
【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型中的真空系統。
[0027]其中:i為真空容器，2為氣體過濾裝置，21為筒體，22為過濾元件，23為錐形沉降室，24為卸灰管道，25為反吹裝置，3為冷卻器，31為冷卻器殼部件，32為冷卻元件，4為真空栗，5為灰罐，51為排氣降壓口，52為抽氣管道，53為除灰凈化器，Kl為第一閥門，K2為第二閥門，K3為第三閥門，Κ4為第四閥門。
【具體實施方式】
[0028]本實施例中的真空系統如圖所示，是一種用于真空冶煉的真空系統。包括有真空容器1、氣體過濾裝置2、冷卻器3和真空栗4。
[0029]該真空系統包括真空容器I，該真空容器I是一種真空冶煉設備，該真空冶煉設備的輸出端通過真空管道連接有氣體過濾裝置2，其中在真空容器I和氣體過濾裝置2之間的真空管道上設有第一閥門Kl。
[0030]氣體過濾裝置2包括有封閉的筒體21，該筒體21中包括有安裝有過濾元件22的腔體，過濾元件22將筒體21中的腔體分隔為凈氣腔和原氣腔。在本實施例中，所述的筒體21中設置有包括若干通孔的孔板，將若干與孔板配合的濾管安裝在該孔板上構成筒體21中的過濾元件22，本實施例中構成過濾元件22的濾管包括有支撐體和貼覆在該支撐體上的四氟聚乙烯薄膜，其中所述的支撐體可以采用剛性材料或者柔性材料制成，本實施例中如果采用剛性材料制成支撐體則采用多孔高密度聚乙烯，若采用柔性材料制成支撐體則采用機織纖維或無紡針刺纖維。
[0031]上述的氣體過濾裝置2的凈氣腔通過氣體過濾裝置2的輸出端連接至冷卻器3的進
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[0032]其中在本實施例中，氣體過濾裝置2設置有用于凈氣腔的反吹裝置25，該反吹裝置25最好采用氮氣從凈氣腔對過濾元件22進行反吹，這樣利用反吹裝置25可以將過濾元件22上位于原氣腔中的一側所過濾攔截下來的粉塵從過濾元件22上剝離。
[0033]與此同時，在所述氣體過濾裝置2的筒體21下端連接有錐形沉降室23，從而使得原氣腔中被過濾元件22所攔截的粉塵可以沉降至原氣腔下端的錐形沉降室23中收集。
[0034I并且，在所述的錐形沉降室23底部設連接有卸灰管道24，該卸灰管道24上設置有第三閥門K3且將錐形沉降室23與灰罐5連接。其中位于灰罐5中設置有排氣降壓口 51，該排氣降壓口 51通過設有第四閥門K4的抽氣管道52連通抽真空裝置，從而利用排氣降壓口 51實現將灰罐5中的真空度控制為大于或等于氣體過濾裝置2，從而實現幫助氣體過濾裝置2下端的錐形沉降室23收集的粉塵卸入灰罐5中。與此同時，當灰罐5中單獨設置有一個與外界連通的清灰管道(現有技術，圖中未標號)。
[0035]為了過濾系統節約成本和節省空間，將灰罐5中與排氣降壓口51連接的抽真空裝置與過濾系統的中的真空栗4設為同一裝置。
[0036]由于在本實施例中在真空栗4前端設置有冷卻器3用于將進入真空栗4的氣體進行降溫冷卻，從而在氣體過濾裝置2輸出端通過設置有第二閥門K2的真空管連接冷卻器3的進口，且將抽氣管道52和用于氣體過濾裝置2與冷卻器3連接的真空管匯合，其中該匯合處位于第二閥門K2后端。進而為了避免抽氣管道52將粉塵帶入冷卻器3，所以在抽氣管道52上設置有除灰凈化器53對抽氣管道52中的氣體進行除塵凈化。
[0037]本實施例中，從氣體過濾裝置2輸出端輸送出的氣體從冷卻器3進入到冷卻器殼體31后，與冷卻器殼體31中的冷卻元件32接觸，其中冷卻元件32位于冷卻器殼體31中由于貫穿待冷卻氣體，在本實施例中的冷卻元件32采用由若干冷卻管或冷卻片制成的表冷器構成，其中在構成冷卻元件32的表冷器中通入有冷卻水。
[0038]在本實施例中經過冷卻器3冷卻后的氣體從冷卻器3出口進入真空栗4的輸入端。且在通過冷卻器3將真空栗4輸入至真空栗4的氣體溫度控制在30°C?35°C。
[0039]下面對本實施例中的真空冶煉系統工作方式進行說明:
[0040]在本實施例中根據氣體過濾裝置2的工作狀態可分為正常過濾、反吹再生、沉降室卸灰以及灰罐5排灰四種模式。
[0041 ]在正常過濾時第一閥門Kl、第二閥門K2開啟，在真空栗4抽吸作用下，真空容器I中的氣體進入氣體過濾裝置2，經過濾元件22后從氣體過濾裝置2凈氣腔輸出進入到冷卻器3的冷卻器殼部件31，在該冷卻器殼部件31中穿過表冷器構成的冷卻元件32，冷卻后的氣體溫度為30°C?35°C，氣體進入真空栗4。
[0042]在上述正常過濾工作時，氣體中的粉塵經過濾元件22后被攔截在原氣腔，部分粉塵在過濾元件22上形成濾餅，部分粉塵從原氣腔沉降至錐形沉降室23。當氣體過濾裝置2啟動反吹再生工作時，最好關閉第一閥門Kl和第二閥門K2以達到更好地反吹效果，反吹后的粉塵從過濾元件22上剝離沉降至錐形沉降室23。
[0043]當開啟與錐形沉降室23連接的卸灰管道24上的第三閥門K3時，開始沉降室卸灰工作。此時開啟第四閥門K4，利用真空栗4從排氣降壓口 51保持灰罐5中的壓力小于錐形沉降室23中的壓力進而促進將錐形沉降室23中的粉塵卸至灰罐5中。其中第四閥門K4開啟后可以對氣體過濾裝置2中的清灰、卸灰提供適當的壓力環境。
[0044]將第四閥門K4關閉，開啟灰罐5上的清灰管道(現有技術，圖中未標號)將灰罐5中的粉塵排出，從而完成灰罐5排灰工作。
[0045]其中本實施例中上述四種工作模式可單獨實施也可以靈活組合實施。
【主權項】
1.真空系統，該系統包括真空容器(I)和真空栗(4)，其中位于真空容器(I)和真空栗(4)之間設有氣體過濾裝置(2);其特征在于:所述系統中位于真空栗(4)前端設置有將氣體溫度控制在45°C以下的冷卻器(3)。2.如權利要求1所述的真空系統，其特征在于:所述冷卻器(3)為一種將真空栗(4)前端氣體溫度控制在300C?35°C的冷卻器(3)。3.如權利要求1所述的真空系統，其特征在于:所述氣體過濾裝置(2)的輸出端連接冷卻器(3)進口，冷卻器(3)出口連接真空栗(4)的輸入端。4.如權利要求1所述的真空系統，其特征在于:所述冷卻器(3)包括有封閉的冷卻器殼部件(31)，該冷卻器殼部件(31)內設有將待冷卻氣體包圍其中或穿過待冷卻氣體的冷卻元件(32)。5.如權利要求1?4任一項所述的真空系統，其特征在于:所述氣體過濾裝置(2)包括內裝有過濾元件(22)的筒體(21)，筒體(21)內由過濾元件(22)分隔為原氣腔和凈氣腔，其中原氣腔通過第一閥門(Kl)連接真空容器(I )，凈氣腔連通過濾輸出端設有第二閥門(K2)，其中氣體過濾裝置(2)下端通過第三閥門(K3)連接灰罐(5)，所述灰罐(5)上具有幫助灰塵從氣體過濾裝置(2)中卸至灰罐(5)的排氣降壓口(51)，所述排氣降壓口(51)通過設有第四閥門(K4)的抽氣管道(52)連接抽真空裝置。6.如權利要求5所述的真空系統，其特征在于:所述抽真空裝置與真空栗(4)為同一設備，其中抽氣管道(52)上設有除灰凈化器(53)位于真空栗(4)前端。7.如權利要求6所述的真空系統，其特征在于:所述抽氣管道(52)連接至冷卻器(3)進口前端。8.如權利要求5所述的真空系統，其特征在于:所述氣體過濾裝置(2)包括位于原氣腔下端的錐形沉降室(23)，錐形沉降室(23)通過設有第三閥門(K3)的卸灰管道(24)與灰罐(5)連接;所述氣體過濾裝置(2)中位于凈氣腔設有反吹裝置(25)。9.如權利要求1?4任一項所述的真空系統，其特征在于:所述氣體過濾裝置(2)包括有由多孔高密度聚乙烯、機織纖維或無紡針刺纖維制成的支撐體和緊密附著在該支撐體表面的膨體聚四氟乙烯過濾薄膜構成濾材的過濾元件(22)。10.如權利要求1?4任一項所述的真空系統，其特征在于:所述真空容器(I)為真空冶煉設備。
【文檔編號】B01D46/42GK205533070SQ201620064173
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月22日
【發明人】譚險峰
【申請人】成都瑞柯林工程技術有限公司