多套真空系统互为备用的装置的制作方法

1.本发明涉及真空系统应用技术领域，尤其涉及一种多套真空系统互为备用的装置。


背景技术：

2.真空系统一般是用于对反应釜、分离器等装置进行抽真空，便于在真空状态下进行物料的物化反应、固液分离等操作，通过真空系统的辅助能实现真空进料、真空脱气、真空浓缩等工艺。真空系统是食品、生物制药、精细化工等行业常用的反应辅助系统之一，用来辅助完成硫化、烃化、氢化、缩合、聚合等的工艺反应过程。
3.比如目前有机硅生产中的二甲水裂解装置就利用了真空系统对裂解反应釜进行辅助，以促进裂解的发生。其中真空度的高低是影响裂解反应及反应产物的最主要的因素。当前的生产线上，为了使每个反应釜都得到所希望的真空状态，常规设置是每个裂解反应釜单独连接自己的真空系统，上述真空系统包括真空泵和备用真空泵，当其中一台真空泵出现问题时，为了不影响反应釜的正常反应或致使停车，则通过管道切换和连接，启动备用真空泵。然而在实际生产中，由于真空泵和备用真空泵的切换麻烦，控制操作量大，容易导致管道中气量发生大幅度波动，进而引起反应釜中压力、温度等随之波动，使得反应釜的运行操作困难，导致反应釜内物料的反应效率降低。另外，当真空系统的真空泵和备用真空泵均产生问题的情况下，则相对应的单独连接的反应釜由于失去配套的真空系统辅助，则需要选择停车检修和切换反应釜的操作。停车后用于更换真空泵的作业时间，在更换了真空泵后进行排气至所希望的真空状态的时间等，容易造成时间成本上升、生产中断等问题。切换反应釜的切换流程繁琐，对生产流程的运行稳定性造成障碍，还会由于生产波动影响产品的品质和生产效率。
4.可见，反应釜及其真空系统在独立状态下时，一旦真空系统及真空泵产生故障等问题，会引起如切换流程麻烦且工作量大、真空系统的运行效率降低、反应釜运行稳定性下降、生产效率降低等诸多负面结果。


技术实现要素：

5.本发明提供一种多套真空系统互为备用的装置，用以解决在一套真空系统产生问题的情况下，引起的切换流程麻烦且工作量大、真空系统的运行效率降低、反应釜运行稳定性下降、生产效率降低等问题。
6.本发明的装置通过将多套真空系统和多台反应釜连接在同一分气缸上，能达到多套真空系统互为备用的目的，在一套真空系统产生问题的情况下，也不会给反应釜带来影响地继续进行真空排气，降低真空系统和反应釜的切换和/或停车频率，有利于反应釜及生产工段持续稳定地运行，提高生产稳定性和生产效率。
7.具体地，本发明提供一种多套真空系统互为备用的装置，包括：多套真空系统，多台反应釜，分气缸，和备用真空系统；多套真空系统中，每套真空系统中对应设置有至少一
台真空泵；备用真空系统中设置有至少一台备用真空泵。
8.本发明的装置通过将多套真空系统和多台反应釜连接在同一分气缸上，能达到多套真空系统互为备用的目的，即使一套真空系统产生问题，其他真空系统也能通过分气缸维持多台反应釜中的真空状态，不会给反应釜带来影响地继续进行真空排气，消除整个装置运行效率降低的不利影响，降低真空系统和反应釜的切换和/或停车频率，有利于反应釜及生产工段持续稳定地运行，提高生产稳定性和生产效率。
9.进一步设置为，上述反应釜顶部的出口与分气缸的进气口之间通过输送管道密封连接，多套真空系统中的真空泵的吸气口与分气缸的出气口之间通过输送管道密封连接，备用真空系统中的备用真空泵的吸气口与分气缸的出气口之间通过输送管道密封连接。
10.本发明的装置采用密封连接，保证装置在运行时内部气体无外泄，能提高装置的密封性能和运行稳定性，还达到节能减排的目的。
11.进一步设置为，分气缸的进气口的数量和反应釜的数量相同，且通过输送管道一一对应连接；分气缸的出气口的数量是真空系统和备用真空系统的数量之和，分气缸的出气口与真空系统和备用真空系统通过输送管道一一对应连接。
12.本发明的装置中，多台反应釜和多套真空系统公用一个分气缸，目的是为了其中一套真空系统出现问题时，不影响某一台反应釜的正常反应以致停车。设置的备用真空系统，能在某一套或多套真空系统产生故障后，反应釜的真空度不够的情况下，及时启动备用真空泵及备用真空系统，能及时达到反应釜所需要的压力，不影响所有的反应釜及整个装置的正常运行。
13.进一步优选的技术方案还有，每台反应釜与分气缸之间的输送管道上还设置有冷凝器和气液分离器；上述冷凝器的冷却介质为冷凝水或冷冻水，上述气液分离器底部设置有排液口。
14.冷凝器的设置，使得从反应釜出来的气流与冷却介质发生逆流传热，与气液分离器配合，将冷却下来的液体排出装置，能降低分气缸和真空系统的工作负荷和能耗。
15.进一步优选的技术方案还有，每台反应釜与分气缸之间的输送管道上还设置有过滤器；上述过滤器底部设置有出液口。
16.通过设置过滤器，能够对反应釜排出的气流进行过滤，便于除去气体内的固体杂质，防止管道堵塞，提高了生产及运行效率。
17.进一步优选的技术方案还有，分气缸包括罐体，多个进气口，多个出气口，多个排污口和支架；上述多个进气口和多个出气口均设置在罐体顶端，且多个出气口设置在远离多个进气口的一侧；上述排污口设置在罐体底部。
18.分气缸作为连接多台反应釜和多套真空系统的中间设备，是气流汇集和再分配的设备，分气缸的罐体增加了气流的扩散空间，能使得不同反应釜输送过来的气流得以缓冲，从而使气体分布更加均匀，得到相对稳定的气流，再由真空系统进行抽吸，以此保证多套真空系统的稳定运行。
19.进一步设置为，罐体内部纵向设置有一层金属滤网和一层导流板；上述金属滤网和导流板固定连接在罐体内壁上，通过金属滤网和导流板将罐体分隔成进气侧和出气侧，且多个进气口分布在进气侧，多个出气口分布在出气侧；上述金属滤网设置在进气侧，导流板设置在出气侧。
20.金属滤网和导流板的设置，通过两者的配合使用，将进气侧的气流进行分流和引流，既能利用滤网将气流中的杂质进行过滤，以此保护真空系统不因杂质引起故障而正常运行，又能利用导流板避免不同气流在分气缸内发生紊流，在出气侧形成均匀和稳定的气流，不会给真空系统带去不稳定因素，从而提升本发明的整个装置的运行稳定性，提高反应釜的生产效率。
21.进一步设置为，金属滤网的材质为不锈钢、铝材、钛材、合金中的一种。金属滤网用于对从不同进气口进入分气缸的气流中的固体颗粒等杂质进行过滤，金属滤网具有耐冲击强度高、耐酸碱强度高、耐高温、可反复清洗的特点，且使用寿命长。
22.进一步设置为，金属滤网为直板形或波浪形结构。金属滤网能将从不同进气口抽吸进入分气缸进气侧的气体进行分流，将气体延气流方向分隔成多道气流，有利于改变气流方向和均匀流速。
23.金属滤网的设置，有利于在分气缸的进气量发生大幅度波动时，避免气流形成不稳定的湍流，从而对分气缸内壁或真空系统中的真空泵的运行造成不利影响。
24.进一步设置为，上述波浪形结构为圆弧形波浪结构、三角形波浪结构、梯形波浪结构中的一种。
25.波浪形结构的滤网能提供更大的接触面积，有利于杂质过滤更充分，也能调节不同气流在罐体内的分布，使得气流的流速更稳定，也能利用有规律的波浪减缓不同气流的冲击作用。
26.进一步设置为，导流板上设置有多个通气孔和多个分流隔板。
27.通过通气孔和分流隔板的配合使用，能将气体再次进行分流，延气流方向均匀地分隔成多道气流，并再次改变气流的流动方向，达到进一步优化气体分配的目的，得到更均匀稳定的气流，降低不同气流对真空系统的负面冲击作用。
28.进一步设置为，上述多个分流隔板与导流板表面形成向下的夹角，夹角大小为30-60
°
。
29.通过设置向下的夹角，能操纵通气孔排出气体的流向，使得气流先向罐体下部流动，再向上流动被真空系统抽吸排出，延长气体在分气缸的停留时间，使得进入多套真空系统的每股气流的流速和压力相同，保持与分气缸连接的多套真空系统的平稳运行。
30.进一步设置为，进气侧和出气侧均设置有至少一个排污口。
31.经金属滤网过滤和气流变向聚集下来的液体和杂质自然下沉，在分气缸的罐体底部汇集，最后经过设置的排污口将其顺利排出装置。排污口排出的液体可排入生产工段循环利用，避免被抽吸出的物料直接排出而实现降低原料损耗的效果；也可直接排入废料回收系统。另外，在进行分气缸清洗时，也是利用排污口将清洗液和清洗下来的杂质等通过排污口排入污废处理系统。
32.本发明提供的多套真空系统互为备用的装置，通过将多套真空系统和多台反应釜连接在同一分气缸上的手段，达到多套真空系统能够随意互为备用的目的，实现以下有益效果：
33.1)本发明的装置能在一套真空系统产生问题的情况下，也不会给反应釜带来影响地继续进行真空排气，降低真空系统和反应釜的切换和/或停车频率，有利于反应釜及生产工段持续稳定地运行，提高生产稳定性和生产效率。
34.2)本发明的装置在生产中能灵活方便地应用，将真空系统的故障对反应釜的不利影响降至最低程度。同时由于分气缸的存在，在满足工艺要求的情况下，相对于独立状态下的反应釜及其真空系统，能尽量减少真空系统的运行套数，降低少真空泵切换次数，达到降低生产成本、节能降耗的目的。
35.3)本发明的装置由于多套真空系统能够随意互为备用，增强了对反应釜的抽吸稳定性，节约了真空系统的数量，降低了备用真空系统及备用真空泵的开机频率及损耗，延长其使用寿命，同时能实现对整个装置的压力状态的调控，提高生产控制能力，降低了装置运行总能耗，提高装置运行的可靠性及安全性。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1为本发明一实施例提供的多套真空系统互为备用的装置的结构示意图；
38.图2为本发明另一实施例提供的多套真空系统互为备用的装置的结构示意图；
39.图3为本发明一实施例提供的分气缸的结构示意图；
40.图4为本发明一实施例提供的分气缸罐体的断面结构示意图；
41.图5为本发明一实施例提供的采用三角形波浪结构金属滤网的分气缸罐体的断面结构示意图；
42.图6为本发明一实施例提供的梯形波浪结构金属滤网的断面结构示意图；
43.图7为本发明另一实施例提供的分气缸的结构示意图。
44.附图标记说明：
45.1-真空系统，2-反应釜，3-分气缸，4-备用真空系统，5-止回阀，6-冷凝器，7-气液分离器，8-过滤器；
46.101-真空泵，401-备用真空泵，701-排液口，801-出液口；
47.301-罐体，302-进气口，303-出气口，304-排污口，305-支架，306-金属滤网，307-导流板，308-温度计，309-压力计，310-液位计，311-人孔，312-手孔；
48.3701-通气孔，3702-分流隔板。
具体实施方式
49.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，也属于本发明保护的范围。
50.在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。除非另作定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中除非另行指出，“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的
元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
51.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“纵向”、“顶”、“底”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
52.在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多套”、“多台”在本发明中代表数量在2个及以上。
53.参见图1所示，本发明提供一种多套真空系统互为备用的装置，包括：多套真空系统1，多台反应釜2，分气缸3，和备用真空系统4；多套真空系统1中，每套真空系统中对应设置有至少一台真空泵101；备用真空系统4中设置有至少一台备用真空泵401。
54.本发明的装置通过将多套真空系统和多台反应釜连接在同一分气缸上，能达到多套真空系统互为备用的目的，即使一套真空系统产生问题，其他真空系统也能通过分气缸维持多台反应釜中的真空状态，不会给反应釜带来影响地继续进行真空排气，消除整个装置运行效率降低的不利影响，降低真空系统和反应釜的切换和/或停车频率，有利于反应釜及生产工段持续稳定地运行，提高生产稳定性和生产效率。
55.参见图1和如图3所示，进一步设置为，上述反应釜2顶部的出口与分气缸3的进气口302之间通过输送管道密封连接，多套真空系统1中的真空泵101的吸气口与分气缸3的出气口303之间通过输送管道密封连接，备用真空系统4中的备用真空泵401的吸气口与分气缸3的出气口303之间通过输送管道密封连接。
56.本发明的装置采用密封连接，保证装置在运行时内部气体无外泄，能提高装置的密封性能和运行稳定性，还达到节能减排的目的。
57.进一步设置为，真空泵101和备用真空泵401选择螺杆真空泵、罗茨真空泵、旋片真空泵、水环真空泵中的至少一种。
58.优选地，多套真空系统中使用不同类型的真空泵进行搭配，以得到更高的真空度和抽气量。
59.进一步设置为，分气缸3的进气口302的数量和反应釜2的数量相同，且通过输送管道一一对应连接；分气缸3的出气口303的数量是真空系统1和备用真空系统4的数量之和，分气缸3的出气口303与真空系统1和备用真空系统4通过输送管道一一对应连接。
60.本发明的装置中，多台反应釜和多套真空系统公用一个分气缸，目的是为了其中一套真空系统出现问题时，不影响某一台反应釜的正常反应以致停车。设置的备用真空系统，能在某一套或多套真空系统产生故障后，反应釜的真空度不够的情况下，及时启动备用真空泵及备用真空系统，能及时达到反应釜所需要的压力，不影响所有的反应釜及整个装置的正常运行。
61.进一步设置为，上述输送管道上均设置有止回阀5。
62.在输送管道上安装阀门进行控制，以便在某套真空系统故障或停车时，防止真空泵内工作液以及分气缸中的气流发生回流，反应釜内的真空由输送管道上的止回阀自动截止而得到维持。
63.参见图2所示，进一步优选的技术方案还有，每台反应釜2与分气缸3之间的输送管道上还设置有冷凝器6和气液分离器7；上述冷凝器6的冷却介质为冷凝水或冷冻水，上述气液分离器7底部设置有排液口701。
64.冷凝器的设置，使得从反应釜出来的气流与冷却介质发生逆流传热，与气液分离器配合，将冷却下来的液体排出装置，能降低分气缸和真空系统的工作负荷和能耗。
65.进一步优选的技术方案还有，每台反应釜2与分气缸3之间的输送管道上还设置有过滤器8；上述过滤器底部设置有出液口801。
66.通过设置过滤器，能够对反应釜排出的气流进行过滤，便于除去气体内的固体杂质，防止管道堵塞，提高了生产及运行效率。
67.进一步设置为，上述排液口701和出液口801通过排液管将气液分离器和过滤器中的液体排入废料回收系统、生产工段和污废处理系统。
68.参见图3所示，进一步设置为，分气缸3包括罐体301，多个进气口302，多个出气口303，多个排污口304和支架305；上述多个进气口302和多个出气口303均设置在罐体301顶端，且多个出气口303设置在远离多个进气口302的一侧；上述排污口304设置在罐体301底部。
69.分气缸作为连接多台反应釜和多套真空系统的中间设备，是气流汇集和再分配的设备，分气缸的罐体增加了气流的扩散空间，能使得不同反应釜输送过来的气流得以缓冲，从而使气体分布更加均匀，得到相对稳定的气流，再由真空系统进行抽吸，以此保证多套真空系统的稳定运行。
70.上述分气缸具有结构简单、安全稳定、性能优良等优点，具备稳压、滤气、除尘、真空点的分配等功能，且安装方便。
71.参见图4所示，进一步设置为，罐体301内部纵向设置有一层金属滤网306和一层导流板307；上述金属滤网306和导流板307固定连接在罐体301内壁上，通过金属滤网306和导流板307将罐体301分隔成进气侧和出气侧，且多个进气口302分布在进气侧，多个出气口303分布在出气侧；上述金属滤网306设置在进气侧，导流板307设置在出气侧。
72.金属滤网和导流板的设置，通过两者的配合使用，将进气侧的气流进行分流和引流，既能利用滤网将气流中的杂质进行过滤，以此保护真空系统不因杂质引起故障而正常运行，又能利用导流板避免不同气流在分气缸内发生紊流，在出气侧形成均匀和稳定的气流，不会给真空系统带去不稳定因素，从而提升本发明的整个装置的运行稳定性，提高反应釜的生产效率。
73.进一步设置为，金属滤网306的材质为不锈钢、铝材、钛材、合金中的一种。金属滤网用于对从不同进气口进入分气缸的气流中的固体颗粒等杂质进行过滤，金属滤网具有耐冲击强度高、耐酸碱强度高、耐高温、可反复清洗的特点，且使用寿命长。
74.参见图4-图6所示，进一步设置为，金属滤网306为直板形或波浪形结构。金属滤网能将从不同进气口抽吸进入分气缸进气侧的气体进行分流，将气体延气流方向分隔成多道气流，有利于改变气流方向和均匀流速。
75.金属滤网的设置，有利于在分气缸的进气量发生大幅度波动时，避免气流形成不稳定的湍流，从而对分气缸内壁或真空系统中的真空泵的运行造成不利影响。
76.参见图4-图6所示，进一步设置为，上述波浪形结构为圆弧形波浪结构、三角形波
浪结构、梯形波浪结构中的一种。
77.波浪形结构的滤网能提供更大的接触面积，有利于杂质过滤更充分，也能调节不同气流在罐体内的分布，使得气流的流速更稳定，也能利用有规律的波浪减缓不同气流的冲击作用。
78.进一步设置为，导流板307上设置有多个通气孔3701和多个分流隔板3702。
79.通过通气孔和分流隔板的配合使用，能将气体再次进行分流，延气流方向均匀地分隔成多道气流，并再次改变气流的流动方向，达到进一步优化气体分配的目的，得到更均匀稳定的气流，降低不同气流对真空系统的负面冲击作用。
80.进一步设置为，上述多个分流隔板3702与导流板307表面形成向下的夹角，夹角大小为30-60
°
。
81.通过设置向下的夹角，能操纵通气孔排出气体的流向，使得气流先向罐体下部流动，再向上流动被真空系统抽吸排出，延长气体在分气缸的停留时间，使得进入多套真空系统的每股气流的流速和压力相同，保持与分气缸连接的多套真空系统的平稳运行。
82.进一步设置为，进气侧和出气侧均设置有至少一个排污口304。
83.进一步设置为，排污口304通过排污管将分气缸中液体排入废料回收系统、生产工段和污废处理系统。
84.经金属滤网过滤和气流变向聚集下来的液体和杂质自然下沉，在分气缸的罐体底部汇集，最后经过设置的排污口将其顺利排出装置。排污口排出的液体可排入生产工段循环利用，避免被抽吸出的物料直接排出而实现降低原料损耗的效果；也可直接排入废料回收系统。另外，在进行分气缸清洗时，也是利用排污口将清洗液和清洗下来的杂质等通过排污口排入污废处理系统。
85.参见图7所示，进一步设置为，分气缸3的罐体301的顶部设置有温度计308和压力计309，罐体301的下部设置有液位计310。
86.通过温度计和压力计来计量分气缸中气流的真空程度和温度，能切实地掌握其中的气流流动情况，也能及时发现真空系统的异常。液位计则能计量罐体底部汇集的液体的液位，便于及时将液体排出分气缸。
87.进一步设置为，分气缸的罐体的侧壁还设置有人孔311和/或手孔312。
88.进一步设置为，分气缸3的罐体301内壁、金属滤网306和导流板307表面均涂抹有耐腐蚀陶瓷涂层。涂层能够保证设备的耐腐蚀效果，提高其使用寿命。
89.本发明的多套真空系统互为备用的装置在实际使用中，存在以下运行情况：
90.1)在正常工作时，反应釜2可以单独运行一台，也可以同时运行两台及以上，同时在满足工艺要求的真空度的情况下，开启一套或多套真空系统1。
91.具体工作流程如下：开启真空系统1及其中设置的真空泵101，直至将分气缸3的压力抽吸至工作目标压力后，开启分气缸3和反应釜2之间的输送管道上的止回阀5，进一步将反应釜2的压力抽吸至工作压力。反应釜2中被抽吸出的气体经输送管道先进入分气缸3，由分气缸上对应设置的进气口302进入分气缸3的罐体301内的进气侧，经过金属滤网306过滤和导流板307引流后，进入罐体301内的出气侧，然后由分气缸3的出气口303排出，最后进入不同出气口303对应的真空系统1并被排出，完成了整个装置的正常运行。
92.2)当某套真空系统生产故障或停止运行后，由于真空系统连接的分气缸的存在，
能使得多套真空系统间相互备用，其他真空系统能同样达到抽真空的工作效果，从而不影响任一台反应釜的运行，也不需要切换备用真空系统或切换反应釜，能将真空系统的故障对反应釜的不利影响降至最低程度。
93.3)当某一套或多套真空系统产生故障后，反应釜的真空度不够的情况下，及时启动备用真空泵401及备用真空系统4，以满足一台或多台反应釜运行所需要的压力，而不影响所有的反应釜及整个装置的正常运行。
94.需要说明的是，真空系统中还包括储气罐、控制系统等常规配套设备，为本领域技术人员的常规选择，在此不进行赘述。
95.最后应说明的是，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。