EP0308846B1 - Procédé de démarrage de pompes à vide couplées en série, et dispositif permettant la mise en oeuvre de ce procédé - Google Patents
Procédé de démarrage de pompes à vide couplées en série, et dispositif permettant la mise en oeuvre de ce procédé Download PDFInfo
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- F04B49/02—Stopping, starting, unloading or idling control
Definitions
- the present invention relates to a method of starting vacuum pumps coupled in series.
- the primary pump must first be started to drop the pressure to an acceptable value by the secondary pump.
- a pressure switch consisting of a barometric capsule, the deformation of which causes the closing of an electrical contact, is connected to the suction pipe in known manner. This contact placed in the secondary pump control circuit will cause the secondary pump to start.
- a device of this kind is for example known, pages 38, 39 of the catalog of the Leybold-Heraeus company (173.1.3 HV 254 - Section 3 New edition 04/1983).
- the pressure switches do not tolerate corrosion and the gases responsible for dust, and at low pressures, they are sensitive to vibrations. Reliability is consequently poor, and this can lead to a failure to start the secondary pump or even worse to start at a higher pressure with the risk of seizure.
- the present invention consists in removing the pressure switch, therefore in not directly measuring the pressure, but a physical quantity which follows, within a determined range, a law similar to that of the pressure.
- the subject of the present invention is a method for starting vacuum pumps coupled in series, a primary pump and at least a secondary pump placed between the primary pump and the enclosure where it is desired to create a vacuum, consisting in starting the primary pump first and then the secondary pump only when its suction pressure, decreasing thanks to the rotation of the pump primary, reaches an admissible value, characterized in that the suction pressure prevailing in the secondary pump is determined by using a physical quantity linked to the primary pump which follows a law similar to that of the pressure.
- the present invention also relates to a starting device allowing the implementation of the method, this device being provided with a first electromagnetic relay whose coil is controlled by a manual switch and therefore three contactors are connected to the three phases of the motor.
- the primary pump, and of a second electromagnetic relay ensuring the energization of the secondary pump, characterized in that the coil of this second relay is supplied through a fourth contactor of the first relay, this contactor being delayed on closing, and through a contactor of a detector measuring a physical quantity linked to the primary pump, as a function of the suction pressure of this pump.
- This detector can be an intensity relay placed on one of the motor supply phases and directly giving the absorbed power. It can also be a vibration or sound level detector placed on the pump, these two physical quantities (amplitude of vibration or sound level) according to a law identical to that of the power absorbed.
- Figure 1 shows the curve followed by the power absorbed by the primary pump, as a function of its suction pressure. We realize that, from a certain threshold equal to 300 millibars and up to the vacuum limit of 10 ⁇ 3 millibars, this power decreases.
- FIG. 2 shows an installation at a standstill, comprising a primary pump A, a secondary pump B, the enclosure E where it is desired to create a vacuum, and the electrical supply of the two motors M1, M2.
- each pump is driven by a three-phase motor and these motors are each supplied by means of a relay, the motor M1 of the primary pump A through the three contactors 12 of a relay 10, and the motor M2 of the secondary pump B through the three contactors 22 of a relay 20.
- the relay 10 comprises a coil 11, itself supplied by a switch I made available to the operator to start the primary pump.
- This relay also includes a fourth contactor 13 timed on closing and connected in series with a contactor 31 of a detector 30, the coil 21 of the relay 20 being supplied through these two contactors 13 and 31.
- the detector 30 is, in this figure, an intensity relay connected to a supply phase of the motor M1 of the primary pump.
- the primary pump A is first started by pressing the switch I.
- the contactors 12 close and the motor M1 turns.
- the contactor 31 is closed but since the closing of the contactor 13 is delayed, the coil 21 of the relay 20 is not supplied and the motor M2 does not start.
- the current relay 30 is excited by the large power absorbed by the motor M1 and this causes the opening of its contactor 31. From at this instant, provision is made for the end of the time delay of the contactor 13, therefore its closing, but the coil 21 of the relay 20 is still not supplied because the contactor 31 is open.
- the current relay 30 will be energized again and its contactor 31 will open, thereby cutting off the supply to pump B.
- FIG. 3 shows an alternative embodiment in which the intensity relay is replaced by a detector 40, placed on the motor-pump assembly, thus detecting the amplitude of vibrations or the sound level and opening or closing its associated contactor 41 .
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Description
- La présente invention concerne un procédé de démarrage de pompes à vide couplées en série.
- Elle concerne également un dispositif permettant la mise en oeuvre de ce procédé.
- Dans les installations de vide industrielles, on utilise plusieurs pompes couplées en série, une pompe primaire et une ou plusieurs pompes secondaires. Ces pompes secondaires sont généralement des pompes rotatives telles que, par exemple, des pompes de type "ROOTS" "A VIS" ou "SPIRALE". Leur puissance est limitée par des contraintes thermiques et mécaniques et comme cette puissance est fonction de la différence de pression entre refoulement et aspiration, on ne peut pas les faire démarrer à la pression atmosphérique.
- Il faut d'abord démarrer la pompe primaire pour faire chuter la pression jusqu'à une valeur admissible par la pompe secondaire.
- Afin de déterminer l'instant où la pression atteint cette valeur admissible, on branche, de manière connue, sur la canalisation d'aspiration, un manostat constitué d'une capsule barométrique dont la déformation provoque la fermeture d'un contact électrique. Ce contact placé dans le circuit de commande de la pompe secondaire provoquera le démarrage de celle-ci.
- Un dispositif de ce genre est par exemple connu, pages 38, 39 du catalogue de la société Leybold-Heraeus (173.1.3 HV 254 ― Section 3 Nouvelle édition 04/1983).
- Dans le document FR-A-2276487, il est décrit un système où l'alimentation électrique du moteur d'entraînement d'un compresseur à anneau à canal latéral est modulée en fonction de la différence de pression entre l'aspiration et le refoulement mesurée par un capteur de pression. Si cette différence de pression dépasse une valeur prédéterminée, la pompe est arrêtée et le flux pompé par une pompe à anneau liquide mise en série après le refoulement de la pompe à anneau à canal latéral, passe par une canalisation parallèle.
- Les manostats supportent mal la corrosion et les gaz chargés de poussières, et aux basses pressions, ils sont sensibles aux vibrations. La fiabilité est en conséquence médiocre, et ceci peut entraîner une absence de démarrage de la pompe secondaire ou pire encore un démarrage à une pression plus haute avec le risque de grippage.
- La présente invention consiste à retirer le manostat, donc à ne pas mesurer directement la pression, mais une grandeur physique qui suit, dans une plage déterminée, une loi similaire à celle de la pression.
- La présente invention a pour objet un procédé de démarrage de pompes à vide couplées en série, une pompe primaire et au moins une pompe secondaire placée entre la pompe primaire et l'enceinte où l'on souhaite faire le vide, consistant à démarrer d'abord la pompe primaire puis la pompe secondaire que lorsque sa pression d'aspiration, diminuant grâce à la rotation de la pompe primaire, atteint une valeur admissible, caractérisé en ce que l'on détermine la pression d'aspiration régnant dans la pompe secondaire en utilisant une grandeur physique liée à la pompe primaire qui suit une loi similaire à celle de la pression.
- La présente invention a également pour objet un dispositif de démarrage permettant la mise en oeuvre de procédé, ce dispositif étant muni d'un premier relais électromagnétique dont la bobine est commandée par un interrupteur manuel et donc trois contacteurs sont reliés aux trois phases du moteur de la pompe primaire,et d'un deuxième relais électromagnétique assurant la mise sous tension de la pompe secondaire, caractérisé en ce que la bobine de ce deuxième relais est alimentée à travers un quatrième contacteur du premier relais, ce contacteur étant temporisé à la fermeture, et à travers un contacteur d'un détecteur mesurant une grandeur physique liée à la pompe primaire, fonction de la pression d'aspiration de cette pompe.
- Ce détecteur peut être un relais d'intensité placé sur l'une des phases d'alimentation du moteur et donnant directement la puissance absorbée. Il peut être également un détecteur de vibrations, ou de niveau sonore, placé sur la pompe, ces deux grandeurs physiques (amplitude de vibrations ou niveau sonore) suivant une loi identique à celle de la puissance absorbée.
- Il est décrit ci-après, à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés, un procédé et le dispositif associé selon l'invention, l'installation de vide comportant une seule pompe secondaire.
- La figure 1 montre la loi suivie par la puissance absorbée par la pompe primaire, fonction de la pression d'aspiration.
- La figure 2 montre une installation de vide et l'alimentation électrique des deux moteurs entraînant l'un la pompe primaire, l'autre la pompe secondaire.
- La figure 3 montre un autre exemple de réalisation de l'alimentation électrique.
- La figure 1 montre la courbe que suit la puissance absorbée par la pompe primaire, fonction de sa pression d'aspiration. On se rend compte que, à partir d'un certain seuil égal à 300 millibars et jusqu'au vide limite de 10⁻³ millibars, cette puissance diminue.
- L'amplitude des vibrations et le niveau sonore de la pompe primaire suivent une loi équivalente.
- La figure 2 montre une installation à l'arrêt, comportant une pompe primaire A, une pompe secondaire B, l'enceinte E où l'on souhaite faire le vide, et l'alimentation électriques des deux moteurs M₁, M₂.
- De manière classique, chaque pompe est entraînée par un moteur triphasé et ces moteurs sont chacun alimentés au moyen d'un relais, le moteur M₁ de la pompe primaire A à travers les trois contacteurs 12 d'un relais 10, et le moteur M₂ de la pompe secondaire B à travers les trois contacteurs 22 d'un relais 20.
- Le relais 10 comporte une bobine 11, elle-même alimentée à travers un interrupteur I mis à la disposition de l'opérateur pour démarrer la pompe primaire. Ce relais comporte également un quatrième contacteur 13 temporisé à la fermeture et branché en série avec un contacteur 31 d'un détecteur 30, la bobine 21 du relais 20 étant alimentée à travers ces deux contacteurs 13 et 31.
- Le détecteur 30 est, dans cette figure, un relais d'intensité branché sur une phase d'alimentation du moteur M₁ de la pompe primaire.
- Une telle installation fonctionne de la manière suivante:
- Lorsque l'on souhaite commencer l'opération de pompage, on démarre d'abord la pompe primaire A en appuyant sur l'interrupteur I. Les contacteurs 12 se ferment et le moteur M₁ tourne. A cet instant du démarrage, le contacteur 31 est fermé mais comme la fermeture du contacteur 13 est retardée, la bobine 21 du relais 20 n'est pas alimentée et le moteur M₂ ne démarre pas. Le relais d'intensité 30 est excité par la puissance importante absorbée par le moteur M₁ et ceci provoque l'ouverture de son contacteur 31. A partir de cet instant, on prévoit la fin de la temporisation du contacteur 13, donc sa fermeture, mais la bobine 21 du relais 20 n'est toujours pas alimentée car le contacteur 31 est ouvert. Lorsque la pression d'aspiration de la pompe A diminue jusqu'à atteindre un seuil prédéterminé, la puissance absorbée diminue, donc l'intensité du courant d'alimentation diminue et le relais d'intensité 30 n'est plus excité. Son contacteur 31 se ferme, la bobine 21 du relais 20 est alimentée, les contacteurs 22 se ferment et la pompe B se met alors en route.
- Si pour une raison quelconque, la pression d'aspiration de la pompe primaire remonte, le relais d'intensité 30 sera de nouveau excité et son contacteur 31 s'ouvrira coupant ainsi l'alimentation de la pompe B.
- La figure 3 montre un variante de réalisation dans laquelle le relais d'intensité est remplacé par un détecteur 40, placé sur l'ensemble moteur-pompe, détectant ainsi l'amplitude de vibrations ou le niveau sonore et ouvrant ou fermant son contacteur associé 41.
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