Contrôle du vide dans un réservoir tampon basse pression - Vannes de régulation de débit proportionnelles Application Duet

Contrôle du vide dans un réservoir tampon basse pression

Résumé : Les réservoirs tampons basse pression sont largement utilisés dans divers processus et équipements sous vide. Cet article se concentre principalement sur l'utilisation d'une vanne de régulation de débit proportionnelle pour contrôler avec précision le degré de vide du réservoir tampon dans toute la plage, et propose des solutions correspondantes en fonction de différentes plages de degrés de vide et du volume du réservoir tampon pour répondre aux différentes exigences d'un contrôle précis. de la pression du vide du réservoir tampon dans différents processus à basse pression.

1. Introduction

Un réservoir tampon basse pression est un type de récipient à vide couramment utilisé dans les systèmes à vide pour empêcher une circulation excessive des pompes à vide en fournissant un « stockage » sous vide. Le principe de base est d'utiliser le maintien (volume) pour assurer un fonctionnement sous vide plus fluide. Pendant le processus sous vide, le réservoir tampon basse pression présente principalement les deux formes structurelles suivantes :

Le réservoir tampon basse pression présente principalement les deux formes structurelles suivantes :

(1) Atténuation des fluctuations du degré de vide : Le réservoir tampon est installé entre les unités de vide pour éviter la propagation des fluctuations du degré de vide dans le processus continu.

(2) Fonctionnement indépendant : des réservoirs tampons sont installés entre les unités pour permettre un fonctionnement indépendant, par exemple lors d'arrêts temporaires et entre les unités continues et discontinues.

Sous forme de fonctionnement autonome, le réservoir tampon basse pression doit généralement avoir les fonctions suivantes :

(1) Pour les cuves de traitement avec un petit espace, il est difficile d'obtenir un vide constant ou un contrôle de programme de haute précision, et la fluctuation et l'imprécision du vide sont difficiles à répondre aux exigences du processus. Pour cela, un réservoir tampon basse pression de grand volume est connecté en série sur la cuve de traitement, et ce problème peut être parfaitement résolu par un contrôle précis du degré de vide du réservoir tampon.

(2) Fournit une fonction de séparation gaz-liquide pour empêcher le liquide de travail d'être directement versé dans la pompe à vide.

(3) Fournir une fonction de condensation pour empêcher une partie du solvant dans le récipient de réaction d'être convertie en gaz et d'entrer directement dans la pompe à vide, réduisant ainsi le taux de défaillance de la pompe à vide et améliorant la durée de vie de la pompe à vide.

Cet article vise principalement l'utilisation d'une vanne de régulation de débit proportionnelle pour contrôler avec précision le degré de vide du réservoir tampon dans toute la gamme, et propose des solutions correspondantes pour répondre aux différentes exigences de contrôle précis de la pression du vide du réservoir tampon dans différents processus basse pression. .

2. Solutions

Dans le processus de contrôle précis du degré de vide pour le réservoir tampon basse pression, la méthode de contrôle de base consiste à ajuster le débit d'entrée et de sortie d'air du réservoir tampon et à atteindre un contrôle précis de la pression interne du réservoir tampon grâce à l'équilibre dynamique de l'entrée et de la sortie. flux, qui est la méthode dite d’équilibre dynamique. Cependant, dans différents processus et équipements de vide, il y aura des exigences différentes pour la plage de vide du réservoir tampon basse pression, et les modes de contrôle dynamique correspondants sont également différents. De plus, les réservoirs tampons basse pression de différentes tailles nécessitent différents dispositifs de réglage afin d'obtenir un contrôle rapide et précis du degré de vide dans le réservoir tampon. Pour ces différentes exigences, des solutions spécifiques correspondantes et les détails des dispositifs associés seront proposés ci-dessous.

2.1 Méthodes de contrôle du vide faible (haute pression) et du vide poussé (basse pression)

Généralement, nous appelons la pression absolue inférieure à une atmosphère (760 Torr) le vide (ou basse pression), et toute la plage de vide est divisée en vide faible (10-760 Torr), vide poussé (0,01 ~ 10 Torr) et vide ultra poussé. ( <0,01Torr) en trois parties. Cet article ne couvrira que le contrôle précis du degré de vide dans les deux plages de vide poussé et de vide poussé. Pour l'ultra-vide, il n'existe pas de bons moyens techniques pour un contrôle précis, et cela n'est essentiellement obtenu que par la capacité de pompage de la pompe à vide dans le contrôle de l'ordre de grandeur.

Dans la méthode d'équilibre dynamique, contrôle du degré de vide des réservoirs tampons à faible vide et à vide poussé, afin d'obtenir des effets de contrôle rapides et précis, deux modes de contrôle, en amont et en aval, doivent être utilisés respectivement. L'interrupteur peut atteindre un contrôle précis de toute la gamme de vide.

La structure globale du système de contrôle du degré de vide de la méthode d'équilibre dynamique du réservoir tampon basse pression est illustrée à la figure 1. L'ensemble du système de contrôle du degré de vide du réservoir tampon est principalement composé d'une soupape d'admission, d'une soupape d'échappement, d'une pompe à vide, d'un capteur de vide et d'un contrôleur PID. Leurs fonctions respectives sont les suivantes :

(1) Le rôle de la vanne de régulation de débit proportionnel d'admission est d'ajuster le débit d'admission. Pendant le processus de contrôle du vide du réservoir tampon, le débit d'air d'admission est généralement ajusté dans une petite plage, de sorte que la soupape d'admission est généralement une soupape à pointeau électrique.

(2) La fonction de la vanne de régulation du débit proportionnel d'échappement est d'ajuster le débit d'air. Dans le processus de contrôle du degré de vide du réservoir tampon, le débit d'air d'admission est généralement ajusté dans une large plage, de sorte que le diamètre de la soupape d'admission doit généralement être configuré en fonction des besoins, qui seront décrits en détail plus tard.

(3) Le rôle de la pompe à vide est de fournir une source de vide. Pendant le processus de contrôle du degré de vide du réservoir tampon, la pompe à vide doit être sélectionnée en fonction des exigences du degré de vide et du volume du réservoir tampon.

(4) La fonction du capteur de vide est de mesurer le degré de vide du réservoir tampon en temps réel et de renvoyer le signal de mesure au contrôle PID. Pendant le processus de contrôle du degré de vide du réservoir tampon, les capteurs doivent être sélectionnés en fonction de la plage de degrés de vide et des exigences de précision du réservoir tampon. Un vacuomètre doit généralement être équipé dans chacune des plages de vide faible et de vide poussé. Afin de garantir la précision des mesures, un vacuomètre capacitif est généralement sélectionné.

(5) La fonction du contrôleur PID est d'ajuster la vanne de régulation de débit proportionnelle d'admission et la vanne de régulation de débit proportionnelle d'échappement respectivement via le signal de degré de vide reçu, de sorte que le degré de vide dans le réservoir tampon atteigne la valeur définie ou change selon le programme défini. Dans le contrôle du degré de vide dans toute la plage, si deux vacuomètres avec des plages différentes sont nécessaires pour couvrir toute la plage, un contrôleur PID à double canal avec fonction de commutation automatique des capteurs est requis, afin que le processus de contrôle dans différentes plages puisse être effectué. pour basculer automatiquement. Si une jauge à vide capacitive est utilisée pour atteindre un contrôle du vide de haute précision, le contrôleur PID correspondant doit avoir une haute précision A/D 24 bits et D/A 16 bits.

Dans les différentes plages de vide du réservoir tampon, les différents modes de contrôle suivants sont nécessaires pour satisfaire la précision du contrôle.

(1) Mode de contrôle en amont : Le mode de contrôle en amont est également appelé mode de réglage de l'admission, qui convient principalement à un contrôle précis dans la plage du vide poussé. Dans le mode de contrôle en amont, la vanne de régulation du débit proportionnel d'échappement est fondamentalement complètement ouverte et épuisée à pleine vitesse, et le contrôle précis du vide poussé dans le réservoir tampon est atteint en ajustant le débit d'admission d'air.

(2) Mode de contrôle en aval : Le mode de contrôle en aval est également connu sous le nom de mode de réglage de la sortie d'air, qui convient principalement à un contrôle précis dans la plage du vide faible. Dans le mode de contrôle en aval, la vanne de régulation du débit proportionnel d'admission est essentiellement une ouverture fixe, c'est-à-dire que le débit d'admission est fixe et que le contrôle précis du faible vide dans le réservoir tampon est atteint en ajustant le débit d'échappement.

De plus, il convient de noter que quel que soit le mode de contrôle adopté, la précision du contrôle est également limitée par le capteur de vide et la précision du contrôle PID. Par conséquent, en plus de sélectionner des modes de contrôle raisonnables en amont et en aval, il est également nécessaire de sélectionner des capteurs et des contrôleurs raisonnables en fonction de différentes exigences de précision.

2.2 Contrôle du vide de différents volumes de réservoir tampon

Dans le contrôle précis du degré de vide du réservoir tampon, en plus de la sélection du mode de contrôle mentionné ci-dessus, cela implique également le problème de la vitesse de contrôle, c'est-à-dire en fonction de la taille du volume du réservoir tampon et de la plage de contrôle du degré de vide. , un degré de vide raisonnable et une vitesse de contrôle précise sont déterminés. Cet aspect implique principalement les deux aspects et principes de base suivants :

(1) Pour le réservoir tampon de petit volume, la vanne de régulation de débit proportionnelle d'admission, la vanne de régulation de débit proportionnelle d'échappement et la pompe à vide avec une petite capacité de réglage du débit peuvent être sélectionnées.

(2) Pour un réservoir tampon de plus grand volume, une soupape d'admission, une soupape d'échappement et une pompe à vide avec une plus grande capacité de réglage du débit peuvent être nécessaires.


Pour plus d’informations sur la vanne de régulation de débit proportionnelle, veuillez visiter :
https://www.genndih.com/fr/valve-de-contrôle-de-débit-proportionnel.htm