RU2666379C2 - Method of pumping in pumping system and vacuum pump system - Google Patents
Method of pumping in pumping system and vacuum pump system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2666379C2 RU2666379C2 RU2016142607A RU2016142607A RU2666379C2 RU 2666379 C2 RU2666379 C2 RU 2666379C2 RU 2016142607 A RU2016142607 A RU 2016142607A RU 2016142607 A RU2016142607 A RU 2016142607A RU 2666379 C2 RU2666379 C2 RU 2666379C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ejector
- vacuum pump
- pump
- check valve
- lubricated
- Prior art date
Links
- 238000005086 pumping Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 67
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 7
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 abstract 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000013523 data management Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C23/005—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids of dissimilar working principle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B37/00—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00
- F04B37/10—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for special use
- F04B37/14—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for special use to obtain high vacuum
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/30—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
- F04C18/34—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members
- F04C18/344—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C25/00—Adaptations of pumps for special use of pumps for elastic fluids
- F04C25/02—Adaptations of pumps for special use of pumps for elastic fluids for producing high vacuum
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
- F04C28/06—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids specially adapted for stopping, starting, idling or no-load operation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
- F04C29/0021—Systems for the equilibration of forces acting on the pump
- F04C29/0028—Internal leakage control
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
- F04C29/02—Lubrication; Lubricant separation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
- F04F5/00—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow
- F04F5/14—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being elastic fluid
- F04F5/16—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being elastic fluid displacing elastic fluids
- F04F5/20—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being elastic fluid displacing elastic fluids for evacuating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
- F04F5/00—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow
- F04F5/54—Installations characterised by use of jet pumps, e.g. combinations of two or more jet pumps of different type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Настоящее изобретение относится к способу откачки, позволяющему уменьшить потребление электрической энергии, а также улучшить характеристики с точки зрения расхода и конечного разрежения в насосной системе, в которой главным насосом является вакуумный насос со смазываемыми лопастями. Настоящее изобретение относится также к насосной системе, которую можно использовать для осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением.The present invention relates to a pumping method that allows to reduce the consumption of electrical energy, as well as to improve performance in terms of flow rate and final vacuum in a pump system in which the main pump is a vacuum pump with lubricated blades. The present invention also relates to a pumping system that can be used to implement the method in accordance with the present invention.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Общие тенденции к повышению производительности вакуумных насосов, снижения стоимости установок и расхода энергии в промышленности привели к значительным изменениям в плане улучшения характеристик, экономии энергии, уменьшения габарита, улучшения приводов и т.д.The general tendencies for increasing the productivity of vacuum pumps, reducing the cost of plants and energy consumption in the industry have led to significant changes in terms of improving performance, saving energy, reducing size, improving drives, etc.
Известные решения показали, что для улучшения конечного разрежения снижения потребления энергии необходимо добавить дополнительные ступени в многоступенчатые вакуумные насосы типа Roots или многоступенчатые вакуумные насосы типа Claws. Для винтовых вакуумных насосов необходимо добавить дополнительные обороты винтов и/или повысить степень внутреннего сжатия. Для вакуумных насосов со смазываемыми лопастями необходимо тоже добавить одну или несколько последовательно соединенных дополнительных ступеней и увеличить степень внутреннего сжатия. Известные решения, относящиеся к насосным системам и предназначенные для улучшения конечного разрежения и увеличения расхода, предлагают бустерные насосы типа Roots, установленные на входе первичных насосов со смазываемыми лопастями. Системы этого типа являются громоздкими и работают либо с перепускными клапанами, что создает проблемы надежности, либо с применением средств измерения, контроля, регулирования или обратной связи. Однако этими средствами контроля, регулирования или обратной связи необходимо управлять активно, что приводит к неизбежному увеличению количества компонентов системы, ее сложности и ее стоимости.Known solutions have shown that to improve the final vacuum to reduce energy consumption, it is necessary to add additional stages to multi-stage vacuum pumps such as Roots or multi-stage vacuum pumps such as Claws. For screw vacuum pumps, it is necessary to add additional screw speeds and / or increase the internal compression ratio. For vacuum pumps with lubricated vanes, it is also necessary to add one or more series-connected additional stages and increase the degree of internal compression. Well-known solutions related to pumping systems designed to improve final vacuum and increase flow rate, offer Roots type booster pumps installed at the input of primary pumps with lubricated blades. Systems of this type are cumbersome and work either with bypass valves, which creates reliability problems, or with the use of measuring, control, regulation or feedback tools. However, these means of control, regulation or feedback must be actively managed, which leads to an inevitable increase in the number of system components, its complexity and its cost.
В документе WO 2014/012896 A2 предлагается использовать вниз по потоку относительно сухой первичный вакуумный насос корневого типа эжектор, включенный параллельно с выходом первичного насоса для снижения финального вакуума, получаемого насосом такого типа. В данном документе, эжектор снабжен движущей средой, поступающей по наружному газовому тракту, который, предпочтительно, мог соответствовать системе, используемой для очистки первичного вакуумного насоса корневого типа. Сущность изобретенияWO 2014/012896 A2 proposes to use a relatively dry root type primary vacuum pump, an ejector, connected in parallel with the output of the primary pump to reduce the final vacuum obtained by this type of pump. In this document, the ejector is provided with a driving medium flowing through the external gas path, which, preferably, could correspond to the system used to clean the root type primary vacuum pump. SUMMARY OF THE INVENTION
Настоящее изобретение призвано предложить способ откачки в насосной системе, позволяющий уменьшить электрическую энергию, необходимую для получения разрежения в вакуумной камере и поддержания разрежения в этой камере, чтобы обеспечить снижение температуры выходных газов.The present invention is intended to provide a pumping method in a pumping system, which allows to reduce the electrical energy required to obtain a vacuum in a vacuum chamber and maintain a vacuum in this chamber, in order to reduce the temperature of the exhaust gases.
Настоящее изобретение призвано также предложить способ откачки в насосной системе, позволяющий получать расход низкого давления, превышающий расход низкого давления, который можно получить при помощи только одного вакуумного насоса со смазываемыми лопастями в вакуумной камере.The present invention is also intended to provide a pumping system in a pumping system that allows to obtain a low pressure flow rate in excess of the low pressure flow rate that can be obtained using only one vacuum pump with lubricated vanes in the vacuum chamber.
Для решения этих задач предложен способ откачки, осуществляемый в рамках насосной системы, конфигурация которой в основном предусматривает первичный вакуумный насос со смазываемыми лопастями, имеющий отверстие входа газов, соединенное с вакуумной камерой, и отверстие выхода газов, сообщающееся с каналом, оснащенным обратным клапаном перед выходом в атмосферу или в другие устройства. Отсасывающий эжектор установлен параллельно с этим обратным клапаном, при этом его выход выходит в атмосферу или соединен с каналом первичного насоса после обратного клапана.To solve these problems, a pumping method is proposed that is implemented as part of a pumping system, the configuration of which mainly involves a primary vacuum pump with lubricated blades, having a gas inlet opening connected to a vacuum chamber, and a gas outlet opening in communication with a channel equipped with a check valve before the outlet into the atmosphere or other devices. The suction ejector is installed in parallel with this non-return valve, while its outlet enters the atmosphere or is connected to the channel of the primary pump after the non-return valve.
Такой способ откачки является объектом независимого пункта 1 формулы изобретения. Различные предпочтительные варианты осуществления изобретения раскрыты также в зависимых пунктах формулы изобретения.Such a pumping method is the subject of
В основном способ состоит в том, что подают рабочую текучую среду в эжектор и приводят его в действие в непрерывном режиме в течение всего времени, пока первичный вакуумный насос со смазываемыми лопастями откачивает газы, содержащиеся в вакуумной камере, через отверстие входа газов, а также в течение всего времени, пока первичный вакуумный насос со смазываемыми лопастями поддерживает определенное давление (например, конечное разрежение) в камере, нагнетая поступающие газы через свой выход.Basically, the method consists in supplying the working fluid to the ejector and operating it continuously for the entire time, while the primary vacuum pump with lubricated blades pumps the gases contained in the vacuum chamber through the gas inlet and also during the whole time until the primary vacuum pump with lubricated blades maintains a certain pressure (for example, final vacuum) in the chamber, forcing incoming gases through its outlet.
Согласно первому аспекту, изобретение состоит в том, что соединение первичного вакуумного насоса со смазываемыми лопастями и эжектора не требует специальных измерений и приборов (например, датчиков давления, температуры, тока и т.д.), обратной связи или управления данными и вычисления. Следовательно, насосная система для осуществления способа откачки в соответствии с настоящим изобретением содержит минимальное количество компонентов, является очень простой и стоит значительно меньше по сравнению с существующими системами. По своей конструкции эжектор, встроенный в насосную систему, может надежно работать в соответствии с настоящим способом откачки. Его параметры обусловлены минимальным потреблением рабочей текучей среды для работы устройства. Как правило, он является одноступенчатым. Его номинальный расход выбирают в зависимости от объема выходного канала первичного вакуумного насоса со смазываемыми лопастями, ограниченного обратным клапаном. Этот расход может составлять от 1/500 до 1/20 номинального расхода первичного вакуумного насоса со смазываемыми лопастями, но может быть меньше или больше этих значений. Рабочей текучей средой для эжектора может быть сжатый воздух, а также другие газы, например, азот.According to the first aspect, the invention consists in the fact that the connection of the primary vacuum pump with lubricated blades and an ejector does not require special measurements and instruments (for example, pressure sensors, temperature, current, etc.), feedback or data management and calculation. Therefore, the pumping system for implementing the pumping method in accordance with the present invention contains a minimum number of components, is very simple and costs significantly less compared to existing systems. By design, an ejector built into the pumping system can operate reliably in accordance with the present pumping method. Its parameters are determined by the minimum consumption of the working fluid for the operation of the device. As a rule, it is single-stage. Its nominal flow rate is selected depending on the volume of the outlet channel of the primary vacuum pump with lubricated blades, limited by a check valve. This flow rate can be from 1/500 to 1/20 of the nominal flow rate of the primary vacuum pump with lubricated blades, but can be less or more than these values. The working fluid for the ejector may be compressed air, as well as other gases, such as nitrogen.
Обратный клапан, установленный в канале на выходе первичного вакуумного насоса со смазываемыми лопастями, может быть имеющимся в продаже стандартным элементом. Его параметры рассчитаны в зависимости от номинального расхода первичного вакуумного насоса со смазываемыми лопастями. В частности, предусмотрено, что обратный клапан закрывается, когда давление всасывания первичного вакуумного насоса со смазываемыми лопастями находится в пределах от 500 миллибар абсолютного давления до значения конечного разрежения (например, 100 миллибар).A check valve installed in the channel at the outlet of the primary vacuum pump with lubricated blades may be a commercially available standard element. Its parameters are calculated depending on the nominal flow rate of the primary vacuum pump with lubricated blades. In particular, it is envisaged that the check valve closes when the suction pressure of the primary vacuum pump with lubricated blades is in the range from 500 mbar absolute pressure to the final vacuum value (for example, 100 mbar).
Согласно другому варианту, эжектор является многоступенчатым. Согласно еще одному варианту, эжектор может быть выполнен из материала, обладающего повышенной химической стойкостью к веществам и газам, обычно применяемым в химической промышленности, в полупроводниковой промышленности, как в варианте одноступенчатого эжектора, так и в варианте многоступенчатого эжектора.According to another embodiment, the ejector is multi-stage. According to another embodiment, the ejector may be made of a material having enhanced chemical resistance to substances and gases commonly used in the chemical industry, in the semiconductor industry, both in the case of a single-stage ejector and in the multi-stage ejector.
Предпочтительно эжектор имеет небольшой размер.Preferably, the ejector is small in size.
Согласно другому варианту, эжектор встроен в патрон, который содержит обратный клапан.According to another embodiment, an ejector is integrated in the cartridge, which comprises a check valve.
Согласно еще одному варианту, эжектор встроен в патрон, который содержит обратный клапан, и этот патрон, в свою очередь, установлен в маслоотделителе первичного вакуумного насоса со смазываемыми лопастями.According to another embodiment, an ejector is integrated in the cartridge, which contains a check valve, and this cartridge, in turn, is installed in the oil separator of the primary vacuum pump with lubricated blades.
Согласно еще одному варианту заявленного способа, чтобы удовлетворить эти специфические требования, расходом газов с давлением, необходимым для работы эжектора, управляют по схеме «все или ничего». Действительно, управление состоит в измерении одного или нескольких параметров и в запуске или остановке эжектора в зависимости от некоторых заранее определенных правил. Параметрами, поступающими от соответствующих датчиков, являются, например, ток двигателя вакуумного насоса со смазываемыми лопастями, температура или давление газов в объеме выходного канала вакуумного насоса со смазываемыми лопастями, ограниченном обратным клапаном, или комбинация этих параметров. В начале цикла опорожнения камеры давление в ней является высоким, например, равно атмосферному давлению. С учетом сжатия в первичном вакуумном насосе со смазываемыми лопастями давление газов, нагнетаемых на его выходе, является более высоким, чем атмосферное давление (если газы на выходе первичного насоса нагнетаются непосредственно в атмосферу), или более высоким, чем давление на входе другого устройства, подсоединенного на выходе. Это приводит к открыванию обратного клапана.According to another variant of the claimed method, in order to satisfy these specific requirements, the flow of gases with the pressure necessary for the operation of the ejector is controlled according to the “all or nothing” scheme. Indeed, control consists in measuring one or more parameters and in starting or stopping the ejector, depending on some predefined rules. The parameters coming from the respective sensors are, for example, the current of the vacuum pump motor with lubricated blades, the temperature or pressure of the gases in the volume of the outlet channel of the vacuum pump with lubricated blades limited by a non-return valve, or a combination of these parameters. At the beginning of the chamber emptying cycle, the pressure in it is high, for example, equal to atmospheric pressure. Given the compression in the primary vacuum pump with lubricated blades, the pressure of the gases pumped at its outlet is higher than atmospheric pressure (if the gases at the outlet of the primary pump are injected directly into the atmosphere), or higher than the pressure at the inlet of another device connected at the exit. This causes the check valve to open.
Когда этот обратный клапан открыт, действие эжектора ощущается очень слабо, поскольку давление на его входе почти равно давлению на его выходе. С другой стороны, когда обратный клапан закрывается при определенном давлении (поскольку давление в камере в это время снизилось), действие эжектора приводит к постепенному уменьшению разности давления между камерой и каналом после обратного клапана. Давление на выходе первичного вакуумного насоса со смазываемыми лопастями становится равным давлению на входе эжектора, при этом давление на его выходе по-прежнему остается равным давлению в канале после обратного клапана. Чем больше эжектор производит откачку, тем больше понижается давление на выходе первичного вакуумного насоса со смазываемыми лопастями в закрытом объеме (ограниченном закрытым обратным клапаном), и, следовательно, разность давления между камерой и выходом первичного вакуумного насоса со смазываемыми лопастями уменьшается. Эта незначительная разность уменьшает внутренние утечки в первичном вакуумном насосе со смазываемыми лопастями и приводит к снижению давления в камере, что улучшает конечное разрежение. Кроме того, первичный вакуумный насос со смазываемыми лопастями потребляет все меньше энергии для сжатия и производит все меньше тепла сжатия.When this check valve is open, the action of the ejector is felt very weakly, since the pressure at its inlet is almost equal to the pressure at its outlet. On the other hand, when the check valve closes at a certain pressure (since the pressure in the chamber decreased at that time), the action of the ejector leads to a gradual decrease in the pressure difference between the chamber and the channel after the check valve. The pressure at the outlet of the primary vacuum pump with lubricated blades becomes equal to the pressure at the inlet of the ejector, while the pressure at its outlet remains equal to the pressure in the channel after the non-return valve. The more the ejector evacuates, the more the pressure at the outlet of the primary vacuum pump with lubricated vanes in a closed volume (limited by a closed non-return valve) decreases, and, therefore, the pressure difference between the chamber and the outlet of the primary vacuum pump with lubricated vanes decreases. This slight difference reduces internal leakage in the primary vacuum pump with lubricated blades and reduces the pressure in the chamber, which improves the final vacuum. In addition, a primary lubricated vane vacuum pump uses less and less energy to compress and produces less and less heat of compression.
В случае управления эжектором существует первоначальное положение запуска насосной системы, когда датчики находятся в определенном состоянии или выдают первоначальные значения. По мере того, как первичный вакуумный насос со смазываемыми лопастями откачивает газы из вакуумной камеры, параметры, такие как ток его двигателя, температура и давление газов в объеме выходного канала, начинают изменяться и достигают пороговых значений, обнаруживаемых датчиками. Это приводит к включению эжектора. Когда эти параметры возвращаются в первоначальные диапазоны (кроме заданных значений) с задержкой, эжектор выключается.In the case of control of the ejector, there is an initial starting position for the pumping system when the sensors are in a certain state or give initial values. As the primary vacuum pump with lubricated blades pumps the gases out of the vacuum chamber, parameters such as its current, temperature and gas pressure in the volume of the outlet channel begin to change and reach the threshold values detected by the sensors. This leads to the inclusion of the ejector. When these parameters return to their original ranges (except for the set values) with a delay, the ejector switches off.
Согласно еще одному варианту настоящего изобретения, расход газов с давлением, необходимым для работы эжектора, обеспечивает компрессор. Следует отметить, что этот компрессор может приводиться во вращение первичным насосом со смазываемыми лопастями или, альтернативно или дополнительно, может вращаться автономно, независимо от первичного насоса со смазываемыми лопастями. Этот компрессор может закачивать атмосферный воздух или газы в канале выхода газов после обратного клапана. Наличие такого компрессора обеспечивает независимость систем вакуумных насосов со смазываемыми лопастями от источника сжатого газа, что может соответствовать некоторым условиям промышленной среды. Компрессор может выдавать расход газов с давлением, необходимым для работы нескольких эжекторов, входящих в состав соответственно нескольких систем вакуумных насосов, таких как первичные насосы со смазываемыми лопастями. Компрессор входит в состав системы как в случае работы в непрерывном режиме эжектора, так и в случае его управления по параметрам, контролируемым соответствующими датчиками.According to another embodiment of the present invention, the flow of gases with the pressure necessary for the operation of the ejector, provides a compressor. It should be noted that this compressor can be driven into rotation by a primary pump with lubricated blades or, alternatively or additionally, can rotate independently, regardless of the primary pump with lubricated blades. This compressor can pump atmospheric air or gases in the gas outlet channel after the check valve. The presence of such a compressor ensures the independence of vacuum pump systems with lubricated blades from a source of compressed gas, which may correspond to some conditions of an industrial environment. The compressor can produce a gas flow with the pressure necessary for the operation of several ejectors, which are part of several vacuum pump systems, such as primary pumps with lubricated vanes. The compressor is part of the system both in the case of continuous operation of the ejector, and in the case of its control by parameters controlled by the respective sensors.
С другой стороны, очевидно, что изучение механического аспекта преследует цель уменьшения объема между отверстием выхода газов первичного вакуумного насоса со смазываемыми лопастями и обратным клапаном, чтобы давление в этом объеме снижалось быстрее.On the other hand, it is obvious that the study of the mechanical aspect is aimed at reducing the volume between the gas outlet of the primary vacuum pump with lubricated vanes and the check valve, so that the pressure in this volume decreases faster.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания не ограничительных примеров осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:Distinctive features and advantages of the present invention will be more apparent from the following description of non-limiting embodiments with reference to the accompanying drawings, in which:
Фиг. 1 - схема насосной системы, выполненной с возможностью осуществления способа откачки согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.FIG. 1 is a diagram of a pumping system configured to implement a pumping method according to a first embodiment of the present invention.
Фиг. 2 - схема насосной системы, выполненной с возможностью осуществления способа откачки согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.FIG. 2 is a diagram of a pumping system configured to implement a pumping method according to a second embodiment of the present invention.
Фиг. 3 - схема насосной системы, выполненной с возможностью осуществления способа откачки согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.FIG. 3 is a diagram of a pumping system configured to implement a pumping method according to a third embodiment of the present invention.
Подробное описание вариантов осуществления изобретенияDetailed Description of Embodiments
На фиг. 1 представлена насосная система SP, выполненная с возможностью осуществления способа откачки согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.In FIG. 1 shows a pumping system SP configured to implement a pumping method according to a first embodiment of the present invention.
Эта насосная система SP содержит камеру 1, которая сообщается с всасывающим отверстием 2 первичного вакуумного насоса 3 со смазываемыми лопастями. Отверстие выхода газов первичного вакуумного насоса 3 со смазываемыми лопастями соединено с каналом 5. Обратный клапан 6 нагнетания установлен в канале 5, который после этого обратного клапана 6 продолжен каналом 8 выхода газов. В закрытом положении обратный клапан 6 позволяет получить объем 4, заключенный между ним и отверстием выхода газов первичного вакуумного насоса 3. Насосная система SP содержит также эжектор 7, установленный параллельно с обратным клапаном 6. Всасывающее отверстие эжектора соединено с объемом 4 канала 5, а его нагнетающее отверстие соединено с каналом 8. Рабочая текучая среда для эжектора 7 поступает из канала 9 питания.This pumping system SP includes a
Сразу после запуска первичного вакуумного насоса 3 со смазываемыми лопастями через канал 9 питания начинается нагнетание рабочей текучей среды для эжектора 7. Затем первичный вакуумный насос 3 со смазываемыми лопастями всасывают газы в камере 1 через канал 2, соединенный с его входом, и сжимает их для последующего нагнетания на свой выход в канал 5 через обратный клапан 6. Когда достигается давление закрывания обратного клапана 6, этот клапан закрывается. Начиная с этого момента, производимая эжектором 7 откачка постепенно приводит к снижению давления в объеме 4 до значения его предельного значения давления. Параллельно постепенно уменьшается мощность, потребляемая первичным вакуумным насосом 3 со смазываемыми лопастями. Это происходит за короткий промежуток времени, например, при определенном цикле за 5-10 секунд.Immediately after starting the
При правильном регулировании расхода эжектора 7 и давления закрывания обратного клапана 6 в зависимости от расхода первичного вакуумного насоса 3 со смазываемыми лопастями и от объема камеры 1 можно также сократить время до закрывания обратного клапана 6 относительно продолжительности цикла опорожнения и, следовательно, сократить потери рабочей текучей среды в течение этого времени работы эжектора 7, не влияя на откачку. Кроме того, эти «потери», которые являются ничтожными, учитываются в балансе потребления энергии. С другой стороны, преимущество в простоте обеспечивает высокую надежность системы, а также стоимость ниже на 10%-20% по сравнению с аналогичными насосами, оборудованными программируемым автоматом или регулятором, управляемыми вентилями, датчиками и т.д. На фиг. 2 представлена насосная система SP, выполненная с возможностью осуществления способа откачки согласно второму варианту настоящего изобретения.With proper control of the flow rate of the
В отличие от системы, показанной на фиг. 1, система, показанная на фиг. 2, дополнительно содержит компрессор 10, который обеспечивает поток газов с давлением, необходимым для работы эжектора 7. Действительно, этот компрессор 10 может засасывать атмосферный воздух или газы в канале 8 выхода газов после обратного клапана 6. Его присутствие обеспечивает независимость системы вакуумных насосов от источника сжатого газа, что соответствует определенным условиям промышленной среды. Компрессор 10 может приводиться во вращение первичным вакуумным насосом 3 со смазываемыми лопастями или своим собственным двигателем, то есть полностью независимо от насоса 3. Во всех случаях его потребление энергии для обеспечения потока газов с давлением, необходимым для работы эжектора 7, намного меньше (например, порядка 3%-5%) по отношению к выигрышу, получаемому при потреблении энергии главным насосом 3.Unlike the system shown in FIG. 1, the system shown in FIG. 2 further comprises a
На фиг. 3 представлена насосная система SPP, выполненная с возможностью осуществления способа откачки согласно третьему варианту настоящего изобретения.In FIG. 3 illustrates an SPP pumping system configured to implement a pumping method according to a third embodiment of the present invention.
В отличие от систем, показанных на фиг. 1 и 2, система, показанная на фиг.3, соответствует управляемой насосной системе, которая дополнительно содержит датчики 11, 12, 13, контролирующие, например, ток двигателя (датчик 11) первичного вакуумного насоса 3 со смазываемыми лопастями, давление (датчик 13) газов в объеме выходного канала первичного вакуумного насоса со смазываемыми лопастями (ограниченном обратным клапаном 6), температура газов (датчик 12) в объеме выходного канала первичного вакуумного насоса со смазываемыми лопастями (ограниченном обратным клапаном 6) или комбинация этих параметров. Действительно, когда первичный вакуумный насос 3 со смазываемыми лопастями начинает откачивать газы из вакуумной камеры 1, эти параметры (в частности, ток его двигателя, температура и давление газов в объеме выходного канала 4) наминают изменяться и достигают пороговых значений, обнаруживаемых соответствующими датчиками 11, 12, 13. Это приводит к запуску эжектора 7 (после определенного времени задержки). Когда эти параметры возвращаются в первоначальные диапазоны (кроме заданных значений), эжектор останавливается (тоже после определенного времени задержки). Разумеется, в качестве источника сжатого газа управляемая насосная система SSP может использовать сеть распределения или компрессор в условиях, описанных со ссылками на фиг. 2.Unlike the systems shown in FIG. 1 and 2, the system shown in FIG. 3 corresponds to a controllable pump system, which further comprises
Разумеется, в настоящее изобретение можно вносить многочисленные изменения в том, что касается его осуществления. Несмотря на описанные различные варианты осуществления, понятно, что невозможно идентифицировать избыточно все возможные варианты. Разумеется, можно заменить описанное средство эквивалентным средством, не выходя за рамки настоящего изобретения. Все эти изменения доступны для общих знаний специалиста в области вакуумных технологий.Of course, numerous changes can be made to the present invention with regard to its implementation. Despite the various embodiments described, it is understood that it is not possible to identify excessively all possible options. Of course, you can replace the described tool with an equivalent tool, without going beyond the scope of the present invention. All these changes are available for general knowledge of a specialist in the field of vacuum technology.
Claims (44)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/EP2014/058948 WO2015165544A1 (en) | 2014-05-01 | 2014-05-01 | Method of pumping in a pumping system and vacuum pump system |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016142607A3 RU2016142607A3 (en) | 2018-06-01 |
RU2016142607A RU2016142607A (en) | 2018-06-01 |
RU2666379C2 true RU2666379C2 (en) | 2018-09-07 |
Family
ID=50639522
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016142607A RU2666379C2 (en) | 2014-05-01 | 2014-05-01 | Method of pumping in pumping system and vacuum pump system |
Country Status (15)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20170045051A1 (en) |
EP (1) | EP3137771B1 (en) |
JP (1) | JP6410836B2 (en) |
KR (1) | KR102235562B1 (en) |
CN (1) | CN106255828A (en) |
AU (1) | AU2014392229B2 (en) |
BR (1) | BR112016024380B1 (en) |
CA (1) | CA2944825C (en) |
DK (1) | DK3137771T3 (en) |
ES (1) | ES2797400T3 (en) |
PL (1) | PL3137771T3 (en) |
PT (1) | PT3137771T (en) |
RU (1) | RU2666379C2 (en) |
TW (1) | TWI698585B (en) |
WO (1) | WO2015165544A1 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2752762T3 (en) * | 2014-03-24 | 2020-04-06 | Ateliers Busch S A | Pumping procedure in a vacuum pump system and vacuum pump system |
FR3094762B1 (en) * | 2019-04-05 | 2021-04-09 | Pfeiffer Vacuum | Dry type vacuum pump and pumping installation |
CN113621936A (en) * | 2021-10-12 | 2021-11-09 | 陛通半导体设备(苏州)有限公司 | Working method of vacuum pump system in vacuum coating and vacuum pump system |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1700283A1 (en) * | 1989-05-05 | 1991-12-23 | Предприятие П/Я А-3634 | Vacuum pump |
JP2007100562A (en) * | 2005-10-03 | 2007-04-19 | Shinko Seiki Co Ltd | Vacuum device |
FR2952683A1 (en) * | 2009-11-18 | 2011-05-20 | Alcatel Lucent | METHOD AND APPARATUS FOR PUMPING WITH REDUCED ENERGY CONSUMPTION |
WO2014012896A2 (en) * | 2012-07-19 | 2014-01-23 | Adixen Vacuum Products | Method and device for pumping of a process chamber |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52128885A (en) * | 1976-04-22 | 1977-10-28 | Fujitsu Ltd | Treatment in gas phase |
US4426450A (en) * | 1981-08-24 | 1984-01-17 | Fermentec Corporation | Fermentation process and apparatus |
DE3721611A1 (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-19 | Alcatel Hochvakuumtechnik Gmbh | MECHANICAL VACUUM PUMP WITH A SPRING-LOADED CHECK VALVE |
JPH08178438A (en) * | 1994-12-21 | 1996-07-12 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | Engine heat pump |
US5848538A (en) * | 1997-11-06 | 1998-12-15 | American Standard Inc. | Oil and refrigerant pump for centrifugal chiller |
KR100876318B1 (en) * | 2001-09-06 | 2008-12-31 | 가부시키가이샤 아루박 | Operation method of vacuum exhaust device and vacuum exhaust device |
US6589023B2 (en) * | 2001-10-09 | 2003-07-08 | Applied Materials, Inc. | Device and method for reducing vacuum pump energy consumption |
SE0201335L (en) * | 2002-05-03 | 2003-03-25 | Piab Ab | Vacuum pump and ways to provide vacuum |
US7254961B2 (en) * | 2004-02-18 | 2007-08-14 | Denso Corporation | Vapor compression cycle having ejector |
US7655140B2 (en) * | 2004-10-26 | 2010-02-02 | Cummins Filtration Ip Inc. | Automatic water drain for suction fuel water separators |
US8807158B2 (en) * | 2005-01-20 | 2014-08-19 | Hydra-Flex, Inc. | Eductor assembly with dual-material eductor body |
DE102005008887A1 (en) * | 2005-02-26 | 2006-08-31 | Leybold Vacuum Gmbh | Single-shaft vacuum displacement pump has two pump stages each with pump rotor and drive motor supported by the shaft enclosed by a stator housing |
DE102008019472A1 (en) * | 2008-04-17 | 2009-10-22 | Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh | vacuum pump |
GB2465374A (en) * | 2008-11-14 | 2010-05-19 | Mann & Hummel Gmbh | Centrifugal separator with venturi |
JP5389419B2 (en) * | 2008-11-14 | 2014-01-15 | 株式会社テイエルブイ | Vacuum pump device |
GB201007814D0 (en) * | 2010-05-11 | 2010-06-23 | Edwards Ltd | Vacuum pumping system |
US20120261011A1 (en) * | 2011-04-14 | 2012-10-18 | Young Man Cho | Energy reduction module using a depressurizing vacuum apparatus for vacuum pump |
-
2014
- 2014-05-01 RU RU2016142607A patent/RU2666379C2/en active
- 2014-05-01 US US15/306,175 patent/US20170045051A1/en not_active Abandoned
- 2014-05-01 WO PCT/EP2014/058948 patent/WO2015165544A1/en active Application Filing
- 2014-05-01 BR BR112016024380-3A patent/BR112016024380B1/en active IP Right Grant
- 2014-05-01 CA CA2944825A patent/CA2944825C/en active Active
- 2014-05-01 EP EP14721361.5A patent/EP3137771B1/en active Active
- 2014-05-01 AU AU2014392229A patent/AU2014392229B2/en active Active
- 2014-05-01 PT PT147213615T patent/PT3137771T/en unknown
- 2014-05-01 PL PL14721361T patent/PL3137771T3/en unknown
- 2014-05-01 ES ES14721361T patent/ES2797400T3/en active Active
- 2014-05-01 KR KR1020167030629A patent/KR102235562B1/en active Active
- 2014-05-01 DK DK14721361.5T patent/DK3137771T3/en active
- 2014-05-01 CN CN201480078447.9A patent/CN106255828A/en active Pending
- 2014-05-01 JP JP2016559425A patent/JP6410836B2/en active Active
-
2015
- 2015-05-01 TW TW104114058A patent/TWI698585B/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1700283A1 (en) * | 1989-05-05 | 1991-12-23 | Предприятие П/Я А-3634 | Vacuum pump |
JP2007100562A (en) * | 2005-10-03 | 2007-04-19 | Shinko Seiki Co Ltd | Vacuum device |
FR2952683A1 (en) * | 2009-11-18 | 2011-05-20 | Alcatel Lucent | METHOD AND APPARATUS FOR PUMPING WITH REDUCED ENERGY CONSUMPTION |
WO2014012896A2 (en) * | 2012-07-19 | 2014-01-23 | Adixen Vacuum Products | Method and device for pumping of a process chamber |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
A1, 30.07.1985. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ES2797400T3 (en) | 2020-12-02 |
WO2015165544A1 (en) | 2015-11-05 |
DK3137771T3 (en) | 2020-06-08 |
AU2014392229A1 (en) | 2016-11-03 |
RU2016142607A3 (en) | 2018-06-01 |
TWI698585B (en) | 2020-07-11 |
CA2944825A1 (en) | 2015-11-05 |
AU2014392229B2 (en) | 2018-11-22 |
JP6410836B2 (en) | 2018-10-24 |
US20170045051A1 (en) | 2017-02-16 |
EP3137771A1 (en) | 2017-03-08 |
EP3137771B1 (en) | 2020-05-06 |
KR102235562B1 (en) | 2021-04-05 |
PT3137771T (en) | 2020-05-29 |
KR20170005410A (en) | 2017-01-13 |
PL3137771T3 (en) | 2020-10-05 |
JP2017515031A (en) | 2017-06-08 |
CA2944825C (en) | 2021-04-27 |
BR112016024380A2 (en) | 2017-08-15 |
CN106255828A (en) | 2016-12-21 |
RU2016142607A (en) | 2018-06-01 |
TW201608134A (en) | 2016-03-01 |
BR112016024380B1 (en) | 2022-06-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2674297C2 (en) | Pumping-out system for creating vacuum and pumping-out method therewith | |
US11725662B2 (en) | Method of pumping in a system of vacuum pumps and system of vacuum pumps | |
RU2666379C2 (en) | Method of pumping in pumping system and vacuum pump system | |
TWI725943B (en) | Pumping system for generating a vacuum and pumping method by means of this pumping system | |
RU2660698C2 (en) | Method for pumping in a system of vacuum pumps and system of vacuum pumps |