sihi干式真空泵
独步全球的SIHI干式
关键词：干式真空泵 高真空 模块
一、前言
近年来，市场上山现了各种不同设计的干式真空泵。这些设计包括各种螺杆式、旋片式和多级爪式。这些新技术(或已有技术的改进)随着国际上对环保要求的提高得到厂较快的发展，传统的油润滑真空设备(如旋片泵)和液环真空泵的设计已经不能满足减少污染物的要求。
为适应市场的需求，Sterling SIHI，在1997年研制成功SIHldry的原型。SIHIdry是世界上第一台真正意义上的干式真空泵，它能满足流程工业中最苛刻的要求，该产品荣获德国“1998年年度技术革新奖”。
二、SIHIdry干式真空泵革命性的特点
(1)两个电动机同步驱动，在确保全速和转矩控制的同时，保证在泵运行时维持无部件相互接触。
(2)无密封设计，确保无泄漏。
(3)通过对内表面温度的控制以满足新的A-TEX防爆条例的要求。由于能够维持最小的内部温度，从而能控制泵送气体的冷凝和由于腐蚀可能造成的损坏效应。
(4)最小的维护要求，该泵无齿轮箱，同时对于泵无需更换和检测润滑系统。具有20 000h平均无故障时间。
(5)完全电子智能化设计，可以很方便地全方位与DCS系统联接，通过Modem连接可以实现就地和远程控制。
(6)辅助模块的模块化设计可以满足大量的乃至是最苛刻的流程的应用。
(7)设计可以满足不同的压力要求：压力比可高达100 000：1(吸入压力＜0．01绝压)。
(8)吸气量可达1000 m3/h(更大吸气量的泵在开发中，臼前可用机械的增压泵与干式泵组合来满足对大的吸气量的要求)。
(9)噪声水平低于75 dH(A)。
(10)维修方便，可以快速和方便地拆卸和更换泵的内件。
三、干式真空系统流程及应用
典型的于式真空系统(见图1)由SIHldry，净化气体模块、吸入管线模块(可选)、冷却水循环模块、气体冷却模块、驱动控制柜组成。模块化设计的灵活性可以使SIHIdry应用于所有流程，尤其对于吸入压力达1Pa以下，处理介质为含水分和灰尘、腐蚀性气体、有毒气体、易燃易爆气体等工况尤为合适，在化工、制药、电子等需要洁净真空的行业有广泛的应用。所有必需的元件可以集成在一个标准的系统中，丌位于泵内、通过内部冷却水回路，可以精确地控制内部温度，从而防止介质的冷凝、结晶和溶液的燃烧。
完全安装好的电气和机械界面非常友好，驱动和控制可以完全集成在标准的机组中。各种不同的界面可以添加到已有的系统和流程中；驱动控制可以保护机器以防应用巾的故障—例如，当输送含液体的介质时，泵的速度可以自动减少以输送该介质。当不含液体时，泵的速度将回归到设定值。这同样适用于输送固体和粉末的场合。LCD显示器可以给十转子的沉积物和冲洗的效果。
如图2所示，SIHIdry的基本设计包括FEP O形圈的壳体密封及以下元件：
(1)在壳体内的变频驱动电动机。
(2)用于冷却泵壳、驱动电动机及双螺杆的冷却水回路。
(3)防上有害颗粒进入泵内的吸入口过滤
1．气体净化模块EX
标准的EExP气体净化系统用来调节、控制与监测轴封处的惰性气体N2的压力，使系统符合ATEX防爆条例的要求而町以安装在危险区域。该系统町集成在机组中并可以设置相关参数。
2．吸入管线模块(可选)
在需要的时候，该模块可将泵与流程隔离。例如，当泵达到预定的温度，或超过有机介质(T4)的最大温度极限时， 町自动切断该流程，这种控制通过气动控制吸气阀来实现，该吸气阀完全集成在控制驱动变量巾。同时，当连接到共用的真空管路时，吸气阀可以防止回流。
3．冷却水循环模块
该模块配置有循环泵、流量显示器、增压器调节阀、温度控制阀与热交换器，该模块完全集成在共同的底板上。当现场冷却水进出口的压差非常低及现场水质很差的时候，该模块特别见效。该循环冷却系统可以精确地调节，以全流量来有效地降温，以零流量来有效地升温。
4．气体冷却模块
该系统让泵腔排出的气体，经过热交换器并将其中一小部分再送回泵腔。使用这种方式进行冷却，冷却的干空气向双螺杆的下一端进行传输，不会影响进气口的吸气能力。这样町以在低的压力下保证一定的流量，防止热敏物质的沉积。
5．驱动控制柜
(1)该模块可以安装在机组上，适用于在Ex区域I，防护等级EEx-p。
(2)内置的电动机通过一个由变频器、供电和控制模块的单元进行操作。
(3)电子驱动系统防止机械元件由于夹带液体等原因引起的过载。
(4)泵的速度可以减小，防止超过最大的允许电动机负荷。
(5)当夹带的液体去除后，恢复起始操作点。
(6)SIHIdry可以覆盖吸入压力和吸气量的整个范围。该泵能在其性能范围的任何点操作。同时，还可以预先设定需要的操作曲线：变速操作允许最灵活的操作并减小能量消耗。
(7)该模块可以测量真空系统中的不同的过程压力。
(8)在选用了驱动控制时，可以使用操作显示模块，该模块可以向操作人显示SIHIdry参数，如速度、压力、转矩、温度，可以简单地使用按钮控制，也可以使用LCD显示。
另外，可提供PARA参数修正模块。不是使用PLC程序，而是使用PARA软件，能够修正SIHIdry的特定参数，该参数由客户决定，如温度—亡下限、速度、压力、设置、加热循环等，为提供将来长期运行的适用性，需要基于汁算机的标准视窗。当配置有远程诊断模块，客户能够设定与检查控制系统与参数，从而对泵进行远程监控。
四、典型的成本比较
笔者谨以在英国某著名医药公司运行的SIHIdry(370 m3／h名义吸气量，1500Pa-75mbar吸气压力，20000h的操作时间)为例，将SIHIdry的总体成本与传统的液环真空泵作一比较。成本比较见表1。
该SIHIdry应用于处理腐蚀性的气体的工况， 在处理介质中含有HCl、HBr、HNO3，以及HF， 在使用SIHIdry前，由于环保的要求，腐蚀性工作 液的处理和材料的腐蚀问题一直困扰着用户。而 SIHIdry通过内部温度控制，防止了腐蚀性蒸气的 冷凝，从而有效地解决厂腐蚀问题 ，由于SIHIdry 没有机械密封及润滑油．对用户的I：作人员而言， 该泵非常易于维修和保养，并极大地节约厂备件 和处理溶剂的成本。该泵可谓为“智能泵”，它能 在事故发生前诊断其故障，产通过控制系统能轻 易地改变其工作参数。该SIHIdry1998年；投入运 行，用户对SIHIdry的可靠性和低的全寿命成本非 常满意。
结沦：每—[作20 000 h，SIHIdry630可节约 45 175欧元。总成本因不同公司的原始采购成本 不同而有差异，如果吸气量越大，总体成本的节 约将更加明显。
表1 成本比较
泵的型号 液环真空泵系统 SIHIdry
初始采购成本/欧元 液环真空泵系统 42857
功率及电力成本，0.045欧元/kWh 28571 12kW,8640
冷却水成本，0.05欧元/ m3 15kW,13500欧元 0.8 m3／h,800欧元
补充水成本，1.79欧元/ m3 2.5 m3／h2500欧元 无
工作液回收、处理成本/欧元 0.125 m3／h4475欧元 无
冲洗气体（空气）成本，0.12欧元/ m3 无 0.8 m3／h,1920欧元
维修成本/欧元 1250 无
总成本/欧元 99392 54127
五、结论
(1)SIHIdry干式真空泵是新—代具有众多特 殊性能的富于革新意义的真空设备。
(2)SIHIdry干式真空泵适用于吸入压力要求 达到1Pa以下，需要洁净真空的，处理含水分和 灰尘、腐蚀性气体、有毒辣气体和易燃易爆气体的 苛刻介质的现代高利技行业。
(3)S1HIdry干式真空泵具有20 000h无需维 修，较低的全寿命成本和有利于环保等显著优势。