CN100408854C - 干式泵和降低干式泵的重新启动故障的发生率的方法 - Google Patents

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Abstract

一种干式泵设备，其包括：泵送机构；用于控制该泵送机构的运行的控制器；以及用于感测该泵送机构的运行温度的传感器。该控制器构造成便于实施自动的关断顺序，其涉及以下步骤：a)停止该泵送机构的运行；b)借助该温度传感器来监控该泵送机构的温度；c)以至少一个预先选定的温度间隔，启动该泵送机构运行一固定的时间段，以便清洁存在的一部分污染物颗粒物质，直到达到预定的温度或经过了预定的时限。通知实施这些步骤，在该设备的在停机时可能收缩的部件之间的压紧粉末出现的几率降低了，并且由此明显减少了重新启动故障和停机时间。

Description

干式泵和降低干式泵的重新启动故障的发生率的方法
技术领域
本发明涉及干式泵，尤其涉及干式泵的颗粒污物的清除。
背景技术
干式泵通常包括非接触式的自动阀调节的机构，并且在泵送机构中没有油或润滑剂。这些泵的部件制造成具有紧密的间隙，以便在部件之间提供固定的运转间隙并且降低摩擦力或其它的作用力，这些力可能降低泵机构的效率。这些泵用于许多制造应用场合，其中的一个的主要应用是半导体制造。这些泵用于提供半导体产品的制造质量所需的非常清洁且几乎真空的环境。本领域的技术人员肯定公知干式泵技术的其它的常规应用。
包括半导体制造的许多工业会产生颗粒或粉末状的废料或副产物，借助泵例如本发明所涉及的干式泵可将这些废料从制造环境中抽出。在半导体制造工业中，制造产生线通常一天运行24小时，因此用于这种应用场合的干式泵连续运行，除非生产线需要更换或该泵需要维护或维修。该泵在停机时具有入口清洁功能以便从泵机构中排出污染物，但是这种清洁功能几乎不能百分之百有效，并且某些颗粒污染物肯定还留在泵中。
用于半导体制造生产线的干式泵的运行温度通常大约120摄氏度，当泵关断时，其冷却到正常的室温(大约19摄氏度)，部件(例如泵机构的转子和定子)收缩，使得部件之间的运行间隙减小，并且在该泵机构中存在的颗粒污染物被压紧在收缩的部件之间。当重新启动时，如果这些颗粒污染物被压紧在收缩的部件之间，则导致需要大于泵的运行扭矩的扭矩以便克服摩擦，在这种情况下出现启动故障。
发明内容
因此本发明的目的在于保持干式泵的运行间隙并且使得由压紧的颗粒污染物引起的重新启动故障的发生减至最小。
依据本发明的第一方面，本发明提供了一种干式泵设备，其包括：
泵送机构；
用于控制该泵送机构的运行的控制器；以及
用于感测该泵送机构的运行温度的传感器，
其中，该控制器构造成便于实施自动的关断顺序，其涉及以下步骤：
a)停止该泵送机构的运行；
b)借助该温度传感器来监控该泵送机构的温度；
c)以至少一个预先选定的温度间隔，启动该泵送机构运行一固定的时间段，以便清洁存在的一部分污染物颗粒物质，直到达到预定的温度或经过了预定的时限。
这种由干式泵设备的控制器来实施的脉冲式的清洁方法使得当泵冷却时少量的污染物从泵中抽出，因此当该设备冷却到环境温度时，与其它情况相比，在该泵送机构中具有明显减少的颗粒污染物。因此，颗粒材料较少地被压紧，并且在启动时需克服明显减小的摩擦力。因此，出现重新启动故障的几率明显地减小了。
应当理解，该脉冲式的清洁方法是在现有技术的干式泵的功能上提出的技术改进。因此，在第二方面中，本发明提供了一种用于降低干式泵的重新启动故障的发生率的方法，其包括以下步骤：
a)检测该泵送机构的运行的停止；
b)在运行停止之后监控该泵送机构的温度；
c)以至少一个预先选定的温度间隔，启动该泵送机构运行一固定的时间段，以便清洁存在的一部分的污染物颗粒物质，直到达到预定温度或经过了预定的时限。
该干式泵设备的控制器包括微处理器，该微处理器包含在计算机中，该计算机又可选择地由计算机软件进行编程，当该软件安装在计算机中时使得计算机执行上述的方法步骤a)到c)。
在一个优选的选择中，以预先选定的温度间隔来执行脉冲式关断方法，该温度间隔对应于该泵设备的内部温度的规则下降。该温度的规则下降间隔是10摄氏度，但这不是重要的。该间隔可以是相同地2度、30秒，或者其间的任何值。适当的温度间隔可以基于冷却条件、脉冲式关断过程可用的时间、和其它因素来选择。或者，可以预先选定较小的规则温度间隔。例如，在冷却时间段的早期，可选择大量的小间隔(例如2度)，并且当该设备接近预定的“冷却”温度时可以增大间隔。
该脉冲的固定时间段也是可变的，并且所希望的是基于冷却条件或其它实际因素来选择。该固定时间段在15-45秒之间，并且实际上可以是30秒。该固定时间段对于每一预先选定的温度间隔是相同的或不相同的。例如，该时间段在较低的温度时可以是较长的持续时间。
脉冲的持续时间可以由该设备达到预定的“冷却”温度例如通常的室温来确定。或者，该方法可以执行固定的时间段，与冷却时间无关。在后一种情况下，持续时间大约为2小时，但是这不重要。
在泵送机构的运行的每一固定时间段的终止时，由该控制器实施分开的入口清洁功能。
在一些实施例中，该控制器构造成便于当达到预定温度或预定时限中的最初一个时，该脉冲关断方法停止。
该干式泵设备可以是任何已知的形式，但是优选的形式是包括爪式转子的干式泵。这种形式的干式泵是现有技术中已知的。简而言之，其包括一对轴，每一轴承载一对爪形转子，转子以相反的方向旋转以便收集并压缩在每一对爪之间流经该轴的轴线的气体。在该轴的每一完整旋转中，首先每一对爪的入口端口暴露，随后入口和出口，最后该出口暴露以便使得所收集的气体排出。在这种结构中，控制器控制轴的旋转。
由于许多现有的干式泵设备包括控制器，其执行用于使该泵运行的软件，因此本发明可以适当地通过将本发明的计算机程序加载到现有的控制器中来实施。因此，该控制器可构造成当停机时自动地执行本发明的脉冲式关断方法。
附图说明
参照对优选实施例的下列描述并结合附图，可以更好地理解本发明的优选的但非限定性的实施例的结构特征和操作特征，在附图中：
图1示出了本发明所解决的颗粒污染物的问题；
图2示出了本发明如何影响图1所示的过程；
图3按时间顺序示出了本发明的方法；和
图4按图表方式示出了本发明的方法。
具体实施方式
图1示意性地示出了干式泵设备1的泵送机构，其具有驱动一对轴1a、1b的驱动单元D，每一轴承载定子Sa、Sb和转子Ra、Rb。图1a、1b、1c示出了泵送机构的转子R和定子S之间的关系。图1a示出了在泵的正常运行温度时转子R和定子S之间的布置。转子R和定子S之间的运行间隙由d1来表示。如图1b所示，当泵冷却时，由于承载转子R和定子S的轴的收缩，运行间隙d2减小了。如图1c所示，积聚在定子S的表面上的粉末P被压紧在减小的间隙中位于转子R和定子S之间。这种压紧导致在设备重新启动时如果泵转动则转子R需克服摩擦力。如果足够的扭矩没有提供给转子R以便克服该摩擦力，则会出现启动故障。
图2以步骤顺序(图2a-2f)示出了转子R和定子S从运行温度(图2a)逐渐冷却到较冷温度(图2b-2f)。在图2a-2e中，可以看出一层积聚在定子S的表面上的粉末P。还应当注意，转子R和定子S之间的间隙随设备的温度降低而逐渐减小。在图2b和2c、图2c和2d、以及图2e和2f之间，该泵短暂地致动，并且一部分的粉末P被排出。因此，当达到最终的冷却温度(图2f)时，粉末的量减至最小，并且不足以产生当重新启动时反作用于转子扭矩的任何大的反作用力。因此当重新启动时出现启动故障的几率降低了。
图3以时间顺序线示出了本发明的脉冲关断的方法。可以看出，与顶部线所示的脉冲序列相配合，与泵相关的增压器构造成便于在初始关断之后运行一个短的时间段，以便有助于排出泵机构中的任何粉末状的污染物，从而减少当泵送机构不工作时积聚在定子上的初始量。从该图中的顶部线可以看出，在关断之后，泵保持工作大约30秒，并且随后保持一时间段的不工作(ΔT＝10度)，同时由控制器监控的该泵送机构的内部温度下降到正常运行温度之下10度(摄氏度)。当该时间段结束时，该泵再次运行30秒并保持不工作，直到该被监控的温度再下降10度。该循环重复，直到该被监控的温度达到40摄氏度或是自该时序开始经过了2小时的时间。
图4以图表形式示出了图3所示的方法。垂直轴线对应于泵送机构的被监控的温度，水平轴线对应于经过的时间。粗的黑色曲线表示逐渐下降的被监控的温度。较细的脉冲线表示在冷却过程中泵送机构的工作和不工作的时间段。
尽管详细地描述了本发明的最佳实施方式，但是本领域的普通技术人员应当理解，可在不脱离本发明的范围的情况下，对实施本发明的结构和实施方式进行各种变型。

Claims (15)

1. 一种干式泵设备，其包括：
泵送机构；
用于控制该泵送机构的运行的控制器；以及
用于感测该泵送机构的运行温度的传感器，
其中，该控制器构造成便于实施自动的关断顺序，其涉及以下步骤：
a)停止该泵送机构的运行；
b)借助该温度传感器来监控该泵送机构的温度；
c)以至少一个预先选定的温度间隔，启动该泵送机构运行一固定的时间段，以便清洁存在的一部分污染物颗粒物质，直到达到预定的温度或经过了预定的时限。
2. 如权利要求1所述的干式泵设备，其特征在于，该控制器包括微处理器。
3. 如权利要求2所述的干式泵设备，其特征在于，该微处理器包含在计算机中。
4. 如权利要求3所述的干式泵设备，其特征在于，该计算机具有安装在其中的计算机软件，该软件使得计算机执行步骤a)到c)的方法。
5. 如上述权利要求中任一项所述的干式泵设备，其特征在于，该泵送机构包括爪式转子结构。
6. 一种用于降低干式泵的重新启动故障的发生率的方法，其包括以下步骤：
a)检测该干式泵的一泵送机构的运行的停止；
b)在运行停止之后监控该泵送机构的温度；
c)以至少一个预先选定的温度间隔，启动该泵送机构运行一固定的时间段，以便清洁存在一部分的污染物颗粒物质，直到达到预定温度或经过了预定的时限。
7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预先选定的温度间隔对应于该泵送机构的该被监控的温度的规则下降。
8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，该规则下降间隔是10摄氏度。
9. 如权利要求6-8中任一项所述的方法，其特征在于，该固定时间段在15-45秒之间且包含15和45秒。
10. 如权利要求6-8中任一项所述的方法，其特征在于，该固定时间段对于每一预先选定的温度间隔是相同的。
11. 如权利要求10所述的方法，其特征在于，该固定时间段是30秒。
12. 如权利要求6-8中任一项所述的方法，其特征在于，该固定时间段对于每一预先选定的温度间隔是不相同的。
13. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，该预定的时限是自运行停止的2小时。
14. 如权利要求6-8中任一项所述的方法，其特征在于，在泵送机构的运行的每一固定时间段的终止时，由该控制器实施分开的入口清洁功能。
15. 如权利要求6-8中任一项所述的方法，其特征在于，当达到预定温度或预定时限中的最初一个时，该方法停止。
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