CN106662108A - 真空泵***中的泵送方法以及真空泵*** - Google Patents

真空泵***中的泵送方法以及真空泵*** Download PDF

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Abstract

泵送方法和泵送***(SP，SPP)包括：一个主要润滑式叶片真空泵(3)，具有一个气体入口端口(2)和一个气体出口端口(4)，该气体入口端口连接至一个真空室(1)，该气体出口端口在通向一个导管(5)内之后通向该泵送***(SP，SPP)的气体出口(8)内；一个单向阀(6)，被定位在该导管(5)内且在该气体出口端口(4)和该气体出口(8)之间；以及一个辅助润滑式叶片真空泵(7)，与该单向阀(6)并联地连接。该主要润滑式叶片真空泵(3)操作，以将容纳在该真空室(1)内的气体泵送通过该气体出口端口(4)；同时，该辅助润滑式叶片真空泵(7)操作，且在该主要润滑式叶片真空泵(3)泵送容纳在该真空室(1)内的气体的整个时间期间和/或在该主要润滑式叶片真空泵(3)将该真空室(1)维持在一个预定的压力的整个时间期间，该辅助润滑式叶片真空泵(7)持续地操作。

Description

真空泵***中的泵送方法以及真空泵***
技术领域
本发明涉及一种能够降低电能消耗以及在泵送***内的流率和最终真空方面提高性能的泵送方法，在该泵送***中主要泵是润滑式回转叶片真空泵。本发明还涉及一种可以用来实现根据本发明的方法的真空泵***。
背景技术
在业界，提高真空泵的性能、降低安装成本和能量消耗的总体趋势已经在性能、能量节约、体积大小、驱动装置等方面带来显著的发展。
现有技术显示，为了改善最终真空以及降低能量消耗，补充级必须被添加在多级罗茨型或多级爪型的真空泵内。对于螺旋真空泵而言，必须有额外的螺旋匝数和/或必须提高内部压缩比。对于润滑式回转叶片真空泵而言，典型地还必须串联地添加一个或多个补充级，以提高内部压缩比。
关于旨在改善最终真空和提高流率的真空泵***的现有技术显示，罗茨型增压泵被布置在主要润滑式回转叶片真空泵的上游。此类型的***体积大、用存在可靠性问题的旁通阀来操作或通过采用测量、控制、调整或伺服控制的手段来操作。然而，这些控制、调整或伺服控制手段必须以主动方式来控制，这必然造成该***的部件数目、复杂度以及成本的增加。
发明内容
本发明具有的一个目的是提出一种真空泵***中的泵送方法，能够降低将一个室置于真空下且将该室保持在真空下所必需的电能，以及可以降低出口气体的温度。
本发明还具有的一个目的是提出一种真空泵***中的泵送方法，在真空室的泵送期间，与在单个润滑式回转叶片真空泵的帮助下所获得的流率相比，该泵送方法能够在低压下获得更高的流率。
本发明还具有的一个目的是提出一种真空泵***中的泵送方法，在真空室的泵送期间，与在单个润滑式回转叶片真空泵的帮助下所获得的真空相比，该泵送方法能够获得更好的真空。
在如下一种泵送方法的帮助下达到本发明的这些目的，该泵送方法是在一种真空泵***的架构内实现的，该真空泵***的配置主要包括一个主要润滑式回转叶片真空泵，该主要润滑式回转叶片真空泵配备有一个气体入口端口和一个气体出口端口，该气体入口端口连接至一个真空室，该气体出口端口在通向一个配备有一个单向阀的导管内之后进入到大气内或进入到其他设备内。一个辅助润滑式回转叶片真空泵的抽吸端与此单向阀并联地连接，它的出口进入到大气中或在该单向阀之后重新接合该主要泵的该导管。
这样的泵送方法具体地是独立权利要求1的主题。此外，本发明的不同的优选的实施方案是从属权利要求的主题。
根据本发明的方法因此主要包括，不仅在该主要润滑式回转叶片真空泵泵送容纳在该真空室内的气体通过该气体入口端口的整个时间期间，而且在该主要润滑式回转叶片真空泵通过将气体上升通过它的出口排放来将该室维持在一个预定的压力(例如，最终真空)的整个时间期间，使一个辅助润滑式回转叶片真空泵持续地操作。
根据第一方面，本发明存在如下事实，该主要润滑式回转叶片真空泵和该辅助润滑式回转叶片真空泵的耦合不需要测量和特定装置(例如，用于压力、温度、电流等的传感器)、伺服控制装置或数据管理和计算。因此，适合实施根据本发明的泵送方法的该泵送***包括最少的部件数目、具有极大的简单性且比现有***便宜很多。
根据本发明的方法的第二变体，为了满足特定要求，该辅助润滑式回转叶片真空泵的启动是以“全有或全无”的方式来控制的。该控制包括检查一个或多个参数，且根据某些预定的规则，遵循某些规则来将该辅助润滑式回转叶片真空泵投入操作中或停止它。由合适的传感器提供的参数例如是该主要润滑式回转叶片真空泵的马达电流、该主要润滑式回转叶片真空泵的出口导管内通过该单向阀所限制的空间内的气体的温度或压力、或这些参数的组合。
该辅助润滑式回转叶片真空泵的尺寸由它的马达的最小能量消耗所决定。它通常是单级式的。它的标称流率不仅被选择作为该主要润滑式回转叶片真空泵的流率的函数，而且通过将该主要润滑式回转叶片真空泵的出口导管内、通过该单向阀所限制的空间的尺寸纳入考量来选定。此流率可以是该主要润滑式回转叶片真空泵的标称流率的1/500至1/5，而且还可以小于或大于这些数值。
放置在该导管内的、在该主要润滑式回转叶片真空泵的出口处的该单向阀可以是商业上可得的标准元件。它的尺寸是根据该主要润滑式回转叶片真空泵的标称流率来设定的。具体地，可预见的是，当该主要润滑式回转叶片真空泵的抽吸端处的压力在500mbar绝对值和最终真空(例如，400mbar)之间时，该单向阀在关闭。
根据另一个变体，该主要润滑式回转叶片真空泵是多级式的。
根据另一个变体，该辅助润滑式回转叶片真空泵是多级式的。
该辅助润滑式回转叶片真空泵优选地具有小尺寸。
根据另一个变体，该辅助润滑式回转叶片真空泵将气体排放至该主要润滑式回转叶片真空泵的油分离器内。
根据又一个变体，该辅助润滑式回转叶片真空泵被整合至该主要润滑式回转叶片真空泵的油分离器内。
从该室的一个排空循环开始，在此压力被升高，例如，等于大气压力。假定该主要润滑式回转叶片真空泵压缩，在其出口处所排放的气体的压力高于大气压力(如果该主要泵的出口处的气体被直接排放至大气中)，或高于下游所连接的另一些设备的入口处的压力。这导致该单向阀打开。
当此单向阀打开时，极为略微地感觉到该辅助润滑式回转叶片真空泵对该主要润滑式回转叶片真空泵的操作参数的动作。相反，当该单向阀在特定压力下关闭时(因为该真空室内的压力同时已经下降)，该辅助润滑式回转叶片真空泵的动作引起该室和该单向阀之后的该导管之间的压力差逐渐减小。该主要润滑式回转叶片真空泵的出口处的压力变成该小的辅助润滑式回转叶片真空泵的入口处的压力，该小的辅助润滑式回转叶片真空泵的出口处的压力总是该导管内在该单向阀之后的压力。该辅助润滑式回转叶片真空泵泵送越多，该主要润滑式回转叶片真空泵的出口处通过该单向阀限制的封闭空间内的压降越大，因此该室和该主要润滑式回转叶片真空泵的出口之间的压力差下降。
此压力差使该主要润滑式回转叶片真空泵内的内泄漏更小且导致该室内压力的更大下降，这改善最终真空。此外，该主要润滑式回转叶片真空泵用于压缩所消耗的能量越来越少且产生的压缩热越来越少。
至于控制该辅助润滑式回转叶片真空泵，当传感器处于限定的状态中或给出初始值时，存在一个用于该泵送***的启动的初始位置。当该主要润滑式回转叶片真空泵泵送该真空室的气体时，参数(诸如，该主要润滑式回转叶片真空泵的马达的电流、该出口导管的空间内的气体的温度以及压力)开始改变并且达到通过所述传感器检测到的阈值。这导致小的辅助润滑式回转叶片真空泵的接通。当这些参数随着一个时间迟滞回到初始范围(在设定值之外)时，该辅助润滑式回转叶片真空泵被停止。
另一方面，还明显的是，机械概念的研究试图减小该主要润滑式回转叶片真空泵的气体出口端口和该单向阀之间的空间，目的是能够更快速地降低在此的压力。
附图说明
本发明的特征和优点将在随后的、用参考附图以例示且以非限制方式给出的示例实施方案的描述的上下文内通过更多细节变得明了：
图1以图解的方式表示一种适合实施根据本发明的第一实施方案的泵送方法的真空泵***；
图2以图解的方式表示一种适合实施根据本发明的第二实施方案的泵送方法的真空泵***。
具体实施方式
图1表示一种适合实施根据本发明的第一实施方案的泵送方法的泵送***SP。
此真空泵***SP包括一个室1，该室连接至一个主要润滑式回转叶片真空泵3的抽吸端口2。该主要润滑式回转叶片真空泵3的气体出口端口连接至一个导管5。一个单向排放阀6放置在导管5内，该导管在该单向阀之后继续进入到一个气体出口导管8内。当单向阀6被关闭时，其允许形成一个容纳在该主要真空泵3的气体出口端口和单向阀6之间的空间4。
该真空泵***SP还包括一个辅助润滑式回转叶片真空泵7，其与单向阀6并联地连接。该辅助润滑式回转叶片真空泵7的抽吸端口9连接至导管5的空间4，且其排放端口10连接至导管8。
从该主要润滑式回转叶片真空泵3开动，该辅助润滑式回转叶片真空泵7也被启动。该主要润滑式回转叶片真空泵3通过连接在其入口处的端口2抽吸室1内的气体并且压缩该气体，以随后将压缩气体在其出口处排放到导管5内，且然后通过单向阀6。当达到单向阀6的关闭压力时，该单向阀关闭。从此刻开始，该辅助润滑式回转叶片真空泵7的泵送使空间4内的压力逐渐地降低至其极限压力。同时，该主要润滑式回转叶片真空泵3所消耗的电力逐渐减少。这发生在一个短时间段内，例如一个特定的循环是在5至10秒内。
通过根据该主要润滑式回转叶片真空泵3的流率和该室1的空间对该辅助润滑式回转叶片真空泵7的流率和该单向阀6的关闭压力的巧妙的调整，还能够相对于排空循环的持续时间减少在单向阀6关闭之前的时间，并且由此降低该辅助润滑式回转叶片真空泵7的马达在单向阀6关闭之前的这段时间期间的电能消耗。另一方面，简单性的优点给予该***极好的可靠性，以及比类似地配备有可编程的自动化控制和/或速度控制器、受控制的阀、传感器等的泵更低的价格。
图2表示一种适合实施根据本发明的第二实施方案的泵送方法的真空泵***SP。
相对于图1中示出的***，图2中表示的***表示一种“受控制的”泵送***SPP，其进一步包括合适的传感器11、12、13，所述传感器控制主要润滑式回转叶片真空泵3的马达的电流(传感器11)、或该主要润滑式回转叶片真空泵的出口导管内通过单向阀6所限制的空间内的气体的压力(传感器13)、或该主要润滑式回转叶片真空泵的出口导管内通过单向阀6所限制的空间内的气体的温度(传感器12)、或这些参数的组合。
实际上，当该主要润滑式回转叶片真空泵3开始泵送真空室1的气体时，所述参数(诸如，该主要润滑式回转叶片真空泵3的马达的电流、出口导管的空间4内的气体的温度以及压力)开始改变，并且达到由所述传感器测量到的阈值。对于马达的电流而言，该阈值可以是在没有激活该辅助真空泵的情况下的一个排空循环期间所测量到的最大值的一个百分比(例如，75％)。对于在出口导管的空间4内很好地限定的位置所测量到的气体的温度而言，该阈值可以是在没有激活该辅助真空泵的情况下的一个排空循环期间所测量到的最大值的一个百分比(例如，80％)。对于气体的压力而言，该阈值(例如，100mbar)被限定为关于两个泵(主要泵和辅助泵)的流率的函数。在特定于每个参数的合适的时间迟滞之后，该辅助润滑式回转叶片真空泵7的激活被触发。当这些参数随着特定于每个参数的合适的时间迟滞回到初始范围(在设定数值之外)时，该辅助润滑式回转叶片真空泵7被停止。
当然，本发明关于其实施方式具有许多变体。虽然已经描述了不同的实施方案，但是应很好地理解的是，不可能以穷尽的方式认知所有可能的实施方案。当然，能够预见的是，在不脱离本发明的范围的情况下，用等同装置替换所描述的装置。在真空技术的领域中，所有这些改型形成本领域普通技术人员的公知常识的一部分。

Claims (18)

1.真空泵***(SP，SPP)中的泵送方法，包括：
-一个主要润滑式回转叶片真空泵(3)，该主要润滑式回转叶片真空泵(3)具有一个气体入口端口(2)和一个气体出口端口(4)，该气体入口端口连接至一个真空室(1)，该气体出口端口在通向一个导管(5)内之后进入该真空泵***(SP，SPP)的气体出口(8)内；
-一个单向阀(6)，被定位在该导管(5)内且在该气体出口端口(4)和该气体出口(8)之间；以及
-一个辅助润滑式回转叶片真空泵(7)，与该单向阀(6)并联地连接，
该方法的特征在于：
该主要润滑式回转叶片真空泵(3)被激活，以将容纳在该真空室(1)内的气体泵送通过该气体出口端口(4)；
同时该辅助润滑式回转叶片真空泵(7)被激活；且
在该主要润滑式回转叶片真空泵(3)泵送容纳在该真空室(1)内的气体的整个时间期间和/或在该主要润滑式回转叶片真空泵(3)将该真空室(1)维持在一个预定的压力的整个时间期间，该辅助润滑式回转叶片真空泵(7)持续地操作。
2.根据权利要求1所述的泵送方法，其特征在于，该辅助润滑式回转叶片真空泵(7)的出口重新接合在该单向阀(6)之后的该气体出口(8)。
3.根据权利要求1或2所述的泵送方法，其特征在于，该辅助润滑式回转叶片真空泵(7)被设定尺寸，以便该辅助润滑式回转叶片真空泵(7)的马达具有最小能量消耗。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的泵送方法，其特征在于，该辅助润滑式回转叶片真空泵(7)的标称流率被选择作为该主要润滑式回转叶片真空泵(3)的出口导管(5)的、通过该单向阀(6)所限制的容积的函数。
5.根据权利要求4所述的泵送方法，其特征在于，该辅助润滑式回转叶片真空泵的流率是该主要润滑式回转叶片真空泵(3)的标称流率的1/500至1/5。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的泵送方法，其特征在于，该辅助润滑式回转叶片真空泵(7)是单级式的或多级式的。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的泵送方法，其特征在于，当该主要润滑式回转叶片真空泵(3)的抽吸端处的压力在500mbar绝对值和最终真空之间时，该单向阀(6)关闭。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的泵送方法，其特征在于，该辅助润滑式回转叶片真空泵(7)将气体排放至该主要润滑式回转叶片真空泵(3)的油分离器内。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的泵送方法，其特征在于，该辅助润滑式回转叶片真空泵(7)被整合在该主要润滑式回转叶片真空泵(3)的油分离器内。
10.真空泵***(SP，SPP)，包括：
-一个主要润滑式回转叶片真空泵(3)，具有一个气体入口端口(2)和一个气体出口端口(4)，该气体入口端口连接至一个真空室(1)，该气体出口端口在通向一个导管(5)内之后进入该真空泵***(SP，SPP)的气体出口(8)内；
-一个单向阀(6)，被定位在该导管(5)内且在该气体出口端口(4)和该气体出口(8)之间；以及
-一个辅助润滑式回转叶片真空泵(7)，与该单向阀(6)并联地连接，
该真空泵***(SP，SPP)的特征在于：
该辅助润滑式回转叶片真空泵(7)被布置成能够在该主要润滑式回转叶片真空泵(3)泵送容纳在该真空室(1)内的气体的整个时间期间和/或在该主要润滑式回转叶片真空泵(3)将该真空室(1)维持在一个预定的压力的整个时间期间被激活。
11.根据权利要求10所述的真空泵***，其特征在于，该辅助润滑式回转叶片真空泵(7)的出口重新接合在该单向阀(6)之后的该气体出口(8)。
12.根据权利要求10或11所述的真空泵***，其特征在于，该辅助润滑式回转叶片真空泵(7)被设定尺寸，以便该辅助润滑式回转叶片真空泵(7)的马达具有最小能量消耗。
13.根据权利要求10至12中的任一项所述的真空泵***，其特征在于，该辅助润滑式回转叶片真空泵(7)的标称流率被选择作为该主要润滑式回转叶片真空泵(3)的出口导管(5)的、通过该单向阀(6)所限制的容积的函数。
14.根据权利要求13所述的真空泵***，其特征在于，该辅助润滑式回转叶片真空泵的流率是该主要润滑式回转叶片真空泵(3)的标称流率的1/500至1/5。
15.根据权利要求10至14中的任一项所述的真空泵***，其特征在于，该辅助润滑式回转叶片真空泵(7)是单级式的或多级式的。
16.根据权利要求10至15中的任一项所述的真空泵***，其特征在于，当该主要润滑式回转叶片真空泵(3)的抽吸端处的压力在500mbar绝对值和最终真空之间时，该单向阀(6)关闭。
17.根据权利要求10至16中的任一项所述的真空泵***，其特征在于，该辅助润滑式回转叶片真空泵(7)将气体排放至该主要润滑式回转叶片真空泵(3)的油分离器内。
18.根据权利要求10至17中的任一项所述的真空泵***，其特征在于，该辅助润滑式回转叶片真空泵(7)被整合在该主要润滑式回转叶片真空泵(3)的油分离器内。
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