基于改进BP的分子泵故障诊断研究

分子泵为EAST装置提供洁净的真空环境,其运行状态影响EAST实验的顺利开展。由于在EAST实验运行过程中,分子泵设备可能会出现异物坠入或者真空泄漏故障,对装置造成次生危害。针对分子泵故障数据集不平衡导致故障诊断精度低以及模型过拟合问题,提出一种基于时域频域预处理与改进BP相结合的算法,实现分子泵故障诊断。通过在BP神经网络的基础上,引入粒子群算法(PSO)并结合五折交叉验证优化模型。首先在模拟分子泵故障的破坏性测试平台上,采集正常态、真空泄漏以及异物坠入故障振动信号,然后对数据进行时域频域特征提取融合,将得到的特征向量集作为优化算法的输入,对模型进行训练,实现分子泵故障诊断。经实验验证,所提出改进BP算法在诊断精确率上可以达到96.84%,优于支持向量机(SVM)、K近邻(KNN)和BP算法。

基于ANSYS水环真空泵转子静力学和模态分析

水环真空泵具有构造简单、等温压缩、方便使用维修等特点,特别适合抽吸和压缩易燃易爆气体。转子部件在水环真空泵的稳定运行中发挥关键作用,其设计强度直接影响着产品的质量和寿命。通过ANSYS有限元分析软件对转子部件进行了静力学分析和模态分析。结果表明:水环真空泵泵轴和叶轮最大变形量均未超过材料允许的变形量。通过模态分析可知水环真空泵工作转速远低于转子系统的一阶临界转速,系统不会发生共振。研究验证了水环真空泵的工作可靠性,为转子部件以及产品整体结构优化设计提供了理论依据。

低比功率宽工作能力的螺杆真空泵设计与试验

为开发能高效适应0.1~100kPa宽工作压力范围,且能兼顾预期极限真空工艺工况的螺杆真空泵,设计了分段式渐进变化螺距螺杆。其第一部分导程由小到大变化,位于吸气端,从第二部分开始导程由大到小渐进变化,该构造确保了螺杆良好的动平衡性,可保证齿面结构完整;前两级导程决定了螺杆真空泵的吸气量,相邻导程比率决定了压缩能力;末端导程螺距变化小,螺杆齿宽大,保证了螺杆的加工性能。试验证明采用分段式渐变螺杆转子的螺杆真空泵,在整个工作压力区域都能保持较大的抽速,并且可依据工作预期优化螺距参数,极大降低了设定工作压力区域的比功率,从而提高抽气效率,大幅降低驱动功率,使泵运行效果良好。

水环真空泵抽空气能力提升改造及效益研究

本文结合内蒙古蒙东能源有限公司1号600MW超临界燃煤空冷汽轮发电机组真空泵改造项目,详细分析了空冷岛增加辅助抽真空系统、更换抽真空管道的改造过程,改造后环境温度低于0℃以下,最低背压可达到5kPa,冬季降低背压平均约2kPa,降低煤耗2.4g/kWh,折合全年降低煤耗约1.1g/kWh,投资回收期约2.1年,实现冬季空冷岛不结冻,满足防冻要求。通过真空泵改造,每年节约标煤3300t,节约费用161.7万元,抽气效率得到有效提升,达到了改造目的并有效提升了发电效益,值得推广。

“双碳”愿景下螺杆真空泵的设计与对策

螺杆真空泵作为干式中低真空泵,具有抽速范围宽、能耗低、无油污染等诸多优点,广泛应用于各个领域。为了服务于国家碳中和的发展战略,本文将碳足迹的核算与管理方法应用到螺杆真空泵的设计与制造中,通过追踪、分析、核算和管理整个产品全生命周期的碳排放足迹,有针对性地从设计、加工制造、供应链运输角度和制度层面提出减少碳排放的具体举措。此项工作有助于企业制订相关碳中和的目标,完成碳足迹的核算,实现节能减排的目的。

无油涡旋真空泵温度场、应力场和热变形的ANSYS模拟

本文运用有限元分析软件ANSYS对涡旋真空泵动、定涡旋盘的温度场及其产生的热变形、应力场进行了模拟和研究。模拟结果与实测数据进行了对比。首先对无油涡旋真空泵动、定涡旋盘体使用UG软件三维实体建模,再对三维实体模型进行转化处理,开启ANSYS系统将UG中建好的模型导入,输入所需参数以及相应热载荷进行运算,最终得出无油涡旋真空泵动、定涡旋盘盘体的温度场、应力场和热变形云图与数值信息并找到变化规律。其结果验证了涡旋真空泵动、定涡旋盘设计的合理性,对涡旋真空泵的设计有所帮助。

严格密封型螺杆真空泵转子型线研究

结合现有干式螺杆真空泵螺杆转子型线的特点,提出了一种严格密封的单头螺杆转子端面新型线,其端面型线依次由齿顶圆、齿顶圆弧过渡曲线、渐开线、齿根圆过渡曲线、齿根圆、长幅外摆线顺序相接组成;采用该型线螺杆转子的主要特征是:两段圆弧、两段过渡曲线和渐开线相切过渡,严格密封且没有滞留区,不会形成泄露三角,从而提高泵的抽速和极限真空度。文中通过啮合理论给出了端面型线推导过程和曲线参数方程,可供设计人员参考借鉴;从实际应用角度出发,采用螺旋面等距面法设计啮合间隙均匀的成对螺杆,从而得到带啮合间隙的端面型线。

一种新型干式螺杆真空泵转子端面型线的研究

介绍了一种新型的干式螺杆真空泵的转子端面型线———双边对称圆弧型线,给出其端面型线方程。介绍了推导方法及参数计算方法,开发了计算程序并给出实例。

干式螺杆真空泵研究现状与展望

介绍目前螺杆式真空泵现状,分析了螺杆端面型线研究情况和整机冷却中存在的问题。

干式螺杆真空泵转子温度场的有限元分析

利用有限元建立了计算干式螺杆真空泵转子温度场的数值方法,考虑了热传导及转子表面与工作介质的对流换热因素对温度场的影响,采用相似准则方程—迪特斯-玻尔特(D ittus-Boe lter)公式计算了对流换热系数。计算结果表明:转子温度场由进气端至排气端近似为线性增长,排气端温度约为120℃。随着转子转速降低,排气端温度迅速降低,当转速在2000 r/m in以下时,转子由进气端至排气端的温度变化在30℃以下。实验结果验证了上述结论,误差在15%以内。本文的研究工作不仅提供了干式螺杆真空泵转子的温度分布,也为进一步研究转子的热变形,合理确定泵腔内各密封间隙提供了理论与实验依据。

无油螺杆真空泵螺杆转子设计理念的回顾与展望

基于对国内外公开文献资料的学习和作者多年研究工作的总结,本文回顾了当前关于无油螺杆真空泵中螺杆转子的设计思路与方法,从转子设计的几何学计算、常用转子型线的构成、等螺距与变螺距的螺旋展开方式、转子动平衡设计方法等几方面,进行了详细的综述;选择介绍在国内有产品销售的六款采用特殊结构螺杆转子的外国螺杆泵产品,对其转子特点进行了分析。针对干式泵在应用领域所面临的新挑战,本文还提出了基于气体热力过程分析的螺杆泵专属设计新理念和采用通用泵体和专属转子的螺杆泵生产新方法,并展望由此可能带来的新变化。

基于组合叶列的涡轮分子泵结构优化与抽气机制研究

为了满足涡轮分子泵精准的设计计算和抽速更大的技术要求、弥补传统的单级叶列计算算法的不足,采用真实的动叶列和静叶列组合结构模型,建立组合叶列模拟计算算法,并以对抽速影响较大的前4级组合叶列为例,开展涡轮分子泵的结构优化与抽气机制研究。研究发现:优化后的结构参数模型与原结构相比,组合叶列的最大抽速和最大压缩比分别增大了28.22%和13.99%;减小气体分子返回入口的概率、增大气体分子与下表面碰撞的概率将有利于改善涡轮分子泵的抽速。该研究从分子运动学角度揭示了涡轮叶列的抽气机理,为涡轮分子泵精准的设计和结构优化提供了新的理论依据和模拟计算算法。

特殊爪型真空泵转子型线参数的优化

建立了特殊爪型真空泵转子型线参数优化数学模型,以泵的容积利用系数为目标函数,以保持转子曲线光滑为约束条件对影响转子形状的参数进行了优化选择,得到了满足设计要求的一系列最优参数值。

滑阀真空泵振动机理的研究

对滑阀真空泵的振动机理进行研究，用谱分析和波形分析等技术识别泵的振源；对泵进行动力分析，定量计算振动力的大小。为进一步控制滑阀泵的振动，改进设计提供依据。

内压缩干式螺杆真空泵工作特性数学建模

内压缩螺杆真空泵工作过程中,工作型腔内部同时存在粘滞流、转移流和分子流等多种流态,针对该问题,提出了稳定的操作状态下,等熵压缩的孔径流系数法计算质量流的方法,建立了离散化、漩涡式多级螺杆真空泵工作特性计算模型,解决了内压缩螺杆真空泵抽速与入口压力关系、消耗功率与入口压力关系理论计算问题。分析比较了仿真与试验结果,发现仿真值与试验数据较吻合,理论计算模型计算精度达到预期效果。理论计算模型用于样机试验之前找到最佳的设计参数,为快速开发内压缩螺杆真空泵提供设计方法和技术支撑。

干式涡旋真空泵的发展与关键问题

涡旋真空泵是一种无油容积式机械真空泵,具有结构简单,有效容积利用系数大,压缩比大,在较宽的压力范围内具有较稳定的抽速,真空度高,驱动力矩小,功率变化小,振动噪声低,可靠性高等优点。本文介绍了涡旋真空泵的发展、目前不同结构型式产品的工作原理、间隙和密封、结构特点、存在的技术问题及相应的解决方法等。

特殊爪型真空泵转子型线的研究

根据平面啮合理论,应用复数矢量法对一种特殊爪型真空泵的理论型线进行研究,给出了转子的曲线方程并据此作出了转子曲线。对真空泵的容积利用系数进行了计算和分析,结果表明:真空泵的形状系数是影响泵的容积利用率的主要因素。

机械真空泵振动控制的研究

机械真空泵是组成真空系统的必不可少的部分,它的振动必须严格控制,因为泵的振动不仅反映泵的设计、制造水平。过大的振动将严重影响真空系统的稳定性、限制真空系统的安装位置。本文通过理论分析和实验证明,泵的主要振源来自运动系统所产生的不平衡惯性力,泵的振动特点是整体振动,减少振动的有效方法是进行动力分析和动平衡,并用实验验证结果。

双面非对称干式涡旋真空泵的设计计算

涡旋真空泵是一种无油容积式机械干式真空泵,具有结构简单,真空度高,振动噪声低,可靠性高等优点。但涡旋真空泵也有一些缺点,如抽速较低,初始抽气时泵的工作状态不稳定,加工制造困难等。本文提出了一种双面非对称涡旋真空泵的设计思路,给出了泵主要结构及抽气性能参数的设计计算。此设计提高了泵的抽速,解决了泵初始抽气时状态不稳定等问题,减小了对涡旋齿的强度要求,增大了涡旋盘抽气的有效利用面积。

无油机械真空泵及其应用

综述了适合于电子行业用的无油机械真空泵的种类 ,介绍几种无油机械真空泵的结构、性能、特点和存在的问题 ,以及对泵的选择和应用。