本实用新型涉及真空集成系统技术领域，具体涉及一种使用罗茨真空泵的串并联模块式真空系统。
背景技术：
使用多个罗茨真空泵串联，最后一级的罗茨真空泵的排气步入后续的可以直排的大气真空泵组成的真空集成系统是现今最为常见的一种罗茨真空泵应用方法。主要由于，尽管罗茨真空泵具有抽气能力大，真空度较高时煤耗十分低，可以达到的真空度十分高，以及成本低廉等优势，而且罗茨真空泵并不能直接排大气，所以罗茨真空泵在真空集成系统中，不能单独使用，只能作为功放的增压泵，同时必需要使用一个可以独立使用的真空泵，比如液环真空泵，螺杆真空泵，滑阀真空泵，旋片真空泵等。才才能确保真空系统的正常运行。
这些罗茨真空泵多级串联配备独立直排大气的真空泵构成的真空集成系统，有一个最大的问题，就是当真空系统的入口压力比较高时(即更接近与大气压值时)，罗茨真空泵是难以运行的，此时整个真空集成系统的抽气能力只能借助最后一级的可独立直排大气的真空泵来提供。通常对于这样的真空集成系统，常常可独立直排大气的真空泵的抽气能力都比较小，一是多数的真空应用是起到真空维持，此时真空系统的入口压力较低，而在这个工况，罗茨真空泵可以稳定运行，通过多个罗茨真空泵的串联，逐级压缩后，最后起到牵引(致使最后一级罗茨真空泵的排气压力是较高的负压)的可独立直排大气的真空泵并不须要太大的抽气能力，并且在粗真空时，缺乏了罗茨真空泵的能力，则变得能力十分不足，这也造成顾客的系统在早期启动时，由于容器腔体较大，可能还有一定的泄露量以及漏气负载，所以仅靠可以维持高真空时抽气能力的可独立直排大气的真空泵进行抽吸须要花费大量时间，才可能达到罗茨真空泵容许启动运行的压力，若是像冶金抽滤，烟草脱臭等行业须要频繁从大气压快速抽真空，致使容器内压力在短时间内增加到较高真空，则之前所述的方案就很难满足工艺要求。
为了提升粗真空的抽气能力，降低罗茨真空泵启动的等待时间，现有改良的工艺有两种，1是降低可独立直排大气的真空泵的数目，在入口压力较高时，罗茨真空泵还不能有效介入运行时，该真空泵全部运行，当入口压力逐渐减少，等罗茨真空泵有效介入时，该真空泵则会停用其中的几台。这些方法可以同时兼具粗真空和高真空时的抽气能力需求。并且缺点是，使用的功放的真空泵数目会增多，同时后一级配备的管线，球阀数目也将增多，若是该真空泵是螺杆湿式真空泵，则会急剧增强系统集成的成本。真空系统的占地面积也会急剧降低。
另一种则是对罗茨真空泵采取矢量变频控制，在粗真空时，罗茨真空泵就提早启动运行，通过矢量变频器的限制怠速形式(恒力矩)，致使此时罗茨真空泵在低速运行，由于罗茨真空泵的轴功率是入口压力值x怠速，当轴功率超过了马达最大输出功率，则变频器会限制罗茨真空泵的怠速，因而确保了马达电压不会超过额定负载。即使这样做，可以促使罗茨真空泵在入口压力很高时就可以介入运行，并且要促使罗茨真空泵获得有效的抽气能力，则须要达到一定的怠速，而为了达到指定的怠速，则此时须要特别大的轴功率，因而须要配备满足轴功率的马达和变频器。因而会导致整个集成真空系统的装机功率过大，而且急剧增强了系统集成的成本。并且前面维持真空时，罗茨真空泵的轴功率只有早期的10-15％左右，也会导致极大的浪费。
所以要有一种优化的设计方法和配备来解决上述问题，即要促使在粗真空时，罗茨真空泵还没有介入运行时，不须要降低独立运行的真空泵的抽气能力下，也不须要降低太多的马达装机功率，真空集成系统就可以用较大的抽气能力。到了高真空时，整个系统又可以全部投入运行，不会导致真空泵的仅仅是多余为了节能而闲置。进而实现最经济型真空集成系统。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种使用罗茨真空泵的串并联模块式真空系统，其才能兼具粗真空和高真空。
本实用新型所采用的技术方案是：
一种使用罗茨真空泵的串并联模块式真空系统，包括一二级罗茨真空泵组、旁通管道、第四级罗茨真空泵、并联旁通气动阀、第一三通切换阀和第三级真空泵；所述一二级罗茨真空泵组和旁通管道并联，其进气道与主管道联接，出气口分别于第四级罗茨真空泵和并联旁通气动阀联接，所述旁通管道上安装有旁通调节阀；所述第一三通切换阀的第一端口与第四级罗茨真空泵的排气口联接，第一三通切换阀的第二端口和并联旁通气动阀的出气口均与第三级真空泵的舱盖联接，第一三通切换阀的第三端口与第三级真空泵的排气口均与排食道联接。
进一步，所述旁通管道上还安装有过滤器和自动截至阀，所述过滤器安装在旁通调节阀和自动截至阀之间。
进一步，所述过滤器为两个，两个过滤器并联设置，两个过滤器与旁通调节阀之间、两个过滤器与自动截至阀之间均通过第二三通切换阀联接。
进一步，所述一二级罗茨真空泵组包括依次串联的第一级罗茨真空泵和第二级罗茨真空泵。
进一步，所述一二级罗茨真空泵组包括两组，两组一二级罗茨真空泵组并联设置。
进一步，还包括第五级罗茨真空泵和第三三通切换阀，所述第三三通切换阀的第一端口与第二级罗茨真空泵的排气口联接，第三三通切换阀的第二端口与第五级罗茨真空泵的吸气口联接，第三三通切换阀的第三端口和第五级罗茨真空泵的排气口均与第四级罗茨真空泵的吸气口联接。
进一步，所述第三级真空泵为两个，两个第三级真空泵并联设置。
进一步，所述第一级罗茨真空泵的吸气口设有气动阀。
进一步，所述第三级真空泵的吸气口设有气动阀。
进一步，所述第五级罗茨真空泵的排气口设有自动截至阀。
本申请的附加方面和优点将在下边的描述中部份给出，部份将从下边的描述中显得显著，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体施行方法或现有技术中的技术方案，下边将对具体施行方法或现有技术描述中所须要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的器件或部份通常由类似的附图标记标示。附图中，各器件或部份并不一定根据实际的比列勾画。
图1为本申请施行例所提供的使用罗茨真空泵的串并联模块式真空系统的结构示意图。
其中，第一级罗茨真空泵1、第二级罗茨真空泵2、第五级罗茨真空泵3、第四级罗茨真空泵4、第三级真空泵5、旁通调节阀6、手动截至阀7、气动阀8、并联旁通气动阀9、过滤器10、第一三通切换阀11、第二三通切换阀12、第三三通切换阀13。
具体施行方法
这儿，要说明的是，本实用新型涉及的功能、方法等仅仅是现有技术的常规适应性应用。因而，本实用新型对于现有技术的改进，实质在于硬件之间的联接关系，而非针对功能、方法本身，也即本实用新型即使涉及一点功能、方法，但并不包含对功能、方法本身提出的改进。本实用新型对于功能、方法的描述，是为了更好的说明本实用新型，便于更好的理解本实用新型。
下边将结合附图对本实用新型技术方案的施行例进行详尽的描述。以下施行例仅用于愈发清楚地说明本实用新型的技术方案，因而只作为示例，而不能借此来限制本实用新型的保护范围。
须要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或则科学术语应该为本实用新型所属领域技术人员所理解的一般意义。
该真空集成系统我们这样定义，越是紧靠顾客真空需求，即真空集成系统吸入口处为第一级，二氧化碳顺着第一级真空泵逐渐通过下一级，最后步入可以独立运行的真空泵，最后一级我们定义为功放泵。该功放泵可以是液环泵，也可以是螺杆真空泵或则滑阀真空泵等其它非罗茨真空泵的泵。
参见图1，本申请一种使用罗茨真空泵的串并联模块式真空系统，包括一二级罗茨真空泵组、旁通管道、第四级罗茨真空泵4、并联旁通气动阀9、第一三通切换阀11和第三级真空泵5；所述一二级罗茨真空泵组和旁通管道并联，其进气道与主管道联接，出气口分别于第四级罗茨真空泵4和并联旁通气动阀9联接，所述旁通管道上安装有旁通调节阀6；所述第一三通切换阀11的第一端口与第四级罗茨真空泵4的排气口联接，第一三通切换阀11的第二端口和并联旁通气动阀9的出气口均与第三级真空泵5的进气道联接，第一三通切换阀11的第三端口与第三级真空泵5的排气口均与排食道联接。
工艺二氧化碳由主管道步入本真空系统，在主管道后分为两路，一路步入一二级罗茨真空泵组，另一路步入旁通管道；当入口压力比较高时，一二级罗茨真空泵组关掉，此时旁通管道上的旁通调节阀6按照入口压力值的比列打开一定的开度，致使二氧化碳由旁通管道步入第四级罗茨真空泵4和第五级真空泵5吸入口主管，避免气流对真空泵进行冲击而造成的一二级罗茨真空泵组失速以及第四级罗茨真空泵4和第三级真空泵5瞬时气流偏低；通过使用旁通调节阀6，致使球阀可以缓缓开启，而且可以控制球阀前后的压差，促使压差逐渐减少，增加气流对真空泵的冲击。
第四级罗茨真空泵4可以配备较大的马达功率，当入口压力较高时，第四级罗茨真空泵4与第三级真空泵5开始并联抽吸来自旁通管道来的二氧化碳，如上述所说，通过旁路调节阀，可以控制球阀前后的压差，促使压差逐渐降低，减少对真空泵的冲击，此时第四级罗茨真空泵4的功能是罗茨风机，起到直排的作用，罗茨风机在粗真空时，其抽气能力是十分巨大的，它与第三级真空泵5构成了一组单元，对整个真空集成系统在入口压力较高时提供了十分大的抽气能力。促使系统可以快速的增加压力。
而当压力逐渐减少后，此时罗茨风机的出力越来越低(彰显在压差增强了，则电压急剧上升，由于压缩比的逐渐增强，其发热量也越来越大)，这个时侯关掉并联旁通气动阀9，同时切换第四级罗茨真空泵4的排气口的三通阀门，致使第四级罗茨真空泵4的排气步入了第三级真空泵5，因而实现了串联的功能，此时第四级罗茨真空泵4从罗茨风机的功能有转换成了罗茨真空泵，前后压差顿时减少，其发热量也增加，但是其轴功率也急剧的增加，并进一步的提升了第四级真空泵入口的真空度，进而提升了一二级罗茨真空泵组的抽气效率和能力。
本申请将第四级罗茨真空泵4与第三级真空泵5设置为串并联可转换的结构，除了可以降低功放泵的数目，又可以减少罗茨真空泵的高功率马达的数目泵串联和并联的优缺点，但却可以实现了早期抽气能力大，高真空时真空度高的特性。
旁通管道上还安装有过滤器10和自动截至阀7，过滤器10安装在旁通调节阀6和自动截至阀7之间。过滤器10为两个，两个过滤器10并联设置，两个过滤器10与旁通调节阀6之间、两个过滤器10与自动截至阀7之间均通过第二三通切换阀12联接。
通过在旁通管道上安装过滤器10，从旁通管道通过的气流经过滤膜10过滤后再步入第四级罗茨真空泵4或第三级真空泵5，避免气流中携带的烟尘、杂质步入第四级罗茨真空泵4或第三级真空泵5；过滤器10设置为两个，两个过滤器10并联设置，一用一备，并通过三通切换阀实现管线的分路，不须要使用4个气动阀8门来控制，当两个第二三通切换阀12切换至第一过滤器10的通道时，第二过滤器10属于完全阻断的，这样也易于在线更换或则清洗滤芯，对于顾客端会形成大量烟尘、颗粒物、杂质的工艺十分实用，可确保生产的连续性，不会由于清洗过滤器10导致停产。
一二级罗茨真空泵组包括依次串联的第一级罗茨真空泵1和第二级罗茨真空泵2。在第一级罗茨真空泵1的吸气口设置有气动阀8。一二级罗茨真空泵组包括两组，两组一二级罗茨真空泵组并联设置。
将第一级罗茨真空泵1和第二级罗茨真空泵2进行串联设置，一是可以急剧降低其中的球阀和管路的联接，二是把第一级罗茨真空泵1和第二级罗茨真空泵2作为一组小系统的单元，当任意一台真空泵出现故障时，只须要停止该单元即可。
将一二级罗茨真空泵组设置为并联的两组，工艺二氧化碳步入主管道后分为三路，其中两路分别步入两组一二级罗茨真空泵组，另一部步入旁通管道。
还包括第五级罗茨真空泵3和第三三通切换阀13，第三三通切换阀13的第一端口与第二级罗茨真空泵2的排气口联接，第三三通切换阀13的第二端口与第五级罗茨真空泵3的吸气口联接，第三三通切换阀13的第三端口和第五级罗茨真空泵3的排气口均与第四级罗茨真空泵4的吸气口联接。第五级罗茨真空泵3的排气口设有自动截至阀7。
由一二级罗茨真空泵组下来的气流由第三三通切换阀13直接步入第四级罗茨真空泵4，或则由第三三通切换阀13步入第五级罗茨真空泵3后，再步入第四级罗茨真空泵4。
第三级真空泵5为两个，两个第三级真空泵5并联设置。第三级真空泵5的吸气口设置有气动阀8。
通过以上设置，第一级罗茨真空泵1和第二级罗茨真空泵2是串联形式，第一级罗茨真空泵1和第二级罗茨真空泵2组成的一二级罗茨真空泵组与旁通管道是并联的形式；第五级罗茨真空泵3与一二级罗茨真空泵组是串联的形式，第五级罗茨真空泵3与其旁通管线则是并联形式；第四级罗茨真空泵4通过第一三通切换阀11的设置，其与第三级真空泵5既可以是以串联的形式，也可以是以并联的形式抽吸来自第五级罗茨真空泵3或则一二级罗茨真空泵组的二氧化碳，此时并联旁通气动阀9是打开的，而第四级罗茨真空泵4排气口的三通切换阀的气流通道是第四级罗茨真空泵4排气口至第三级真空泵5的排气口的汇总管线；而当第四级罗茨真空泵4排气口的三通切换阀气流通道切换后，但是并联旁通气动阀9是关掉时，此时来自第五级罗茨真空泵3或则来自一二级罗茨真空泵组的二氧化碳先步入第四级罗茨真空泵4，再通过三通切换阀步入第三级真空泵5，最后从第三级真空泵5的排气口排出，此时，第四级罗茨真空泵4与第三级真空泵5是串联的形式。
具体实现功能：工艺二氧化碳步入到第一级真空泵前的主管道，该主管道后分为三路，两路是分别步入两组一二级罗茨真空泵组，另一路步入旁通管道，旁通管线上带有一用一备的过滤器10；在入口压力比较高的时侯，两个第一级罗茨真空泵1入口气动阀8门是关掉的，此时旁通管道上的旁通调节阀6按照入口压力值有比列的打开一定的开度，致使二氧化碳通过其中的一个过滤器10再步入到第四级罗茨真空泵4和第三级真空泵5入口的主管，主要的目的是：由于两个第一级罗茨真空泵1入口球阀前的压力是大气压，球阀后则是经过预抽，处于较高的真空状态(这儿情况的是真空集成系统的第三级，第四级真空泵由于须要预热或则其它缘由早已启动运行)这么由于前后产生巨大的压差，此时打开第一级罗茨真空泵1入口球阀，气流会对所有的真空泵进行冲击，除了会促使第三级，第四级真空泵的电压顿时急剧增强，也会造成第一级罗茨真空泵1由于气流作用下失速，即高速跟转而没有马达的牵引超出了最高速率导致机械故障，或是该马达早已在变频器控制下低速运行，会导致变频器难以牵引马达怠速，导致过速故障。同时在初粗真空，球阀打开顿时，由于前后压差过大，气流速率极快，虽然后面配置了过滤器10，也必然会有一定的烟尘和其它杂质随着气流带过来，非常对于批次间歇生产，频繁开启球阀，会有大量烟尘和杂质被高速的气流携带，一旦步入真空泵很容易导致卡泵现象。
在本申请中，除非另有明晰的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，比如，可以是固定联接，也可以是可拆卸联接，或成一体；可以是电联接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个器件内部的连通或两个器件的互相作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以依照具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含意。
本实用新型的说明书中，说明了大量具体细节。但是，才能理解，本实用新型的施行例可以在没有这种具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详尽示出公知的方式、系统和技术，便于不模糊对本说明书的理解。
在本说明书的描述中，参考术语“一个施行例”、“一些施行例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该施行例或示例描述的具体特点、系统、材料或则特征包含于本实用新型的起码一个施行例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性叙述不必须针对的是相同的施行例或示例。并且，描述的具体特点、系统、材料或则特性可以在任一个或多个施行例或示例中以合适的方法结合。据悉，在不互相矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同施行例或示例以及不同施行例或示例的特点进行结合和组合。
最后应说明的是：以上各施行例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；虽然参照前述各施行例对本实用新型进行了详尽的说明，本领域的普通技术人员应该理解：其仍然可以对前述各施行例所记载的技术方案进行更改，或则对其中部份或则全部技术特点进行等同替换；而这种更改或则替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各施行例技术方案的范围，其均应囊括在本实用新型的权力要求和说明书的范围当中。
技术特点：
1.一种使用罗茨真空泵的串并联模块式真空系统，其特点在于，包括一二级罗茨真空泵组、旁通管道、第四级罗茨真空泵(4)、并联旁通气动阀(9)、第一三通切换阀(11)和第三级真空泵(5)；所述一二级罗茨真空泵组和旁通管道并联，其进气道与主管道联接，出气口分别于第四级罗茨真空泵(4)和并联旁通气动阀(9)联接，所述旁通管道上安装有旁通调节阀(6)；所述第一三通切换阀(11)的第一端口与第四级罗茨真空泵(4)的排气口联接，第一三通切换阀(11)的第二端口和并联旁通气动阀(9)的出气口均与第三级真空泵(5)的进气道联接，第一三通切换阀(11)的第三端口与第三级真空泵(5)的排气口均与排食道联接。
2.按照权力要求1所述的使用罗茨真空泵的串并联模块式真空系统泵串联和并联的优缺点，其特点在于，所述旁通管道上还安装有过滤器(10)和自动截至阀(7)，所述过滤器(10)安装在旁通调节阀(6)和自动截至阀(7)之间。
3.按照权力要求2所述的使用罗茨真空泵的串并联模块式真空系统，其特点在于，所述过滤器(10)为两个，两个过滤器(10)并联设置，两个过滤器(10)与旁通调节阀(6)之间、两个过滤器(10)与自动截至阀(7)之间均通过第二三通切换阀(12)联接。
4.按照权力要求3所述的使用罗茨真空泵的串并联模块式真空系统，其特点在于，所述一二级罗茨真空泵组包括依次串联的第一级罗茨真空泵(1)和第二级罗茨真空泵(2)。
5.按照权力要求4所述的使用罗茨真空泵的串并联模块式真空系统，其特点在于，所述一二级罗茨真空泵组包括两组，两组一二级罗茨真空泵组并联设置。
6.按照权力要求5所述的使用罗茨真空泵的串并联模块式真空系统，其特点在于，还包括第五级罗茨真空泵(3)和第三三通切换阀(13)，所述第三三通切换阀(13)的第一端口与第二级罗茨真空泵(2)的排气口联接，第三三通切换阀(13)的第二端口与第五级罗茨真空泵(3)的吸气口联接，第三三通切换阀(13)的第三端口和第五级罗茨真空泵(3)的排气口均与第四级罗茨真空泵(4)的吸气口联接。
7.按照权力要求6所述的使用罗茨真空泵的串并联模块式真空系统，其特点在于，所述第三级真空泵(5)为两个，两个第三级真空泵(5)并联设置。
8.按照权力要求4所述的使用罗茨真空泵的串并联模块式真空系统，其特点在于，所述第一级罗茨真空泵(1)的吸气口设有气动阀(8)。
9.按照权力要求7所述的使用罗茨真空泵的串并联模块式真空系统，其特点在于，所述第三级真空泵(5)的吸气口设有气动阀(8)。
10.按照权力要求6所述的使用罗茨真空泵的串并联模块式真空系统，其特点在于，所述第五级罗茨真空泵(3)的排气口设有自动截至阀(7)。
技术总结
本实用新型公开了一种使用罗茨真空泵的串并联模块式真空系统，包括一二级罗茨真空泵组、旁通管道、第四级罗茨真空泵、并联旁通气动阀、第一三通切换阀和第三级真空泵；一二级罗茨真空泵组和旁通管道并联，其进气道与主管道联接，出气口分别于第四级罗茨真空泵和并联旁通气动阀联接，旁通管道上安装有旁通调节阀；第一三通切换阀的第一端口与第四级罗茨真空泵的排气口联接，第一三通切换阀的第二端口和并联旁通气动阀的出气口均与第三级真空泵的进气道联接，第一三通切换阀的第三端口与第三级真空泵的排气口均与排食道联接；本申请除了降低功放泵的数目，又增加罗茨真空泵的高功率马达的数目，实现了早期抽气能力大，高真空时真空度高的特性。
技术研制人员：荣易
受保护的技术使用者：山东格里克真空技术有限公司
技术研制日：2020.10.26
技术公布日：2021.06.29