专利名称：一种用于容积式泵的粗抽方法
技术领域：
本发明涉及一种用于容积式泵的粗抽方法以及一种用于建立粗压差的容积式泵
直O
背景技术：
在目前情况下，粗压差被理解为在粗真空意义下的负压差或在粗压力应用意义下的正压差。典型的粗真空具有大小高达500毫巴的压差，并且典型地在100至300毫巴的压差的范围内变化。对于种类繁多的应用，非常需要一种通常被设计为单轴离心压缩机或侧通道鼓风机的粗真空泵。侧通道鼓风机具有限定的体积流量并且必须以持续较高的转速连续地工作。它们基于根据用于可压缩流体的欧拉能量方程的扭矩传递原理工作。由于产生相对较低的体积流量，侧通道鼓风机必须在它们的全体积流量下工作，即使在压缩机或鼓风机的入口与出口之间存在较大压差也是这样。压缩机所需的功率与体积流量成正比， 理论上所需的用于压缩及运输较小气体流的最小功率与实际体积流量成正比。由于实际功率输出与物理上用于压缩气体所需的功率之间的差异，导致使用这种传统的粗真空压缩机是效率低下的。例如，在没有传输大体积流量的情况下保持低压方面，或在产生较小压差方面，诸如罗茨泵之类的容积式泵特别有效。目前还没有利用诸如罗茨泵之类容积式泵以产生带有较大压差的粗真空。
发明内容
本发明的目的是提供一种简单且节能的粗抽方法以及一种相应的粗抽装置。本发明的粗抽方法由权利要求1的特征限定。本发明的容积式泵由权利要求9的特征限定。权利要求1限定了用于容积式泵的粗抽方法，其用于在该容积式泵的入口与出口之间产生压差。该容积式泵的转速被调整为适于要产生的最大压差以使容积式泵的功率输入接近物理上用于压缩气体以及用于产生压差所需的最小功率。与诸如侧通道鼓风机之类的传统的粗真空泵相比，容积式泵的有利之处在于，例如，能够分别通过改变转速或活塞行程而改变泵送功率。降低转速使得能够降低容积式泵的功率输入以及产生的压力。该容积式泵设计为在最大转速下，其最大功率输入高于理论上所需的用于压缩气体以便建立所需压差的最小功率。换句话说，该泵本质上能够产生较大压力差。在这里，由该泵产生的压差能够通过降低容积式泵的转速而降低，从而使泵的功率输入接近用于压缩气体的最小功率。将功率输入调节至用于压缩气体所需的功率仅在使用电子控制的容积式泵时是可能的，然而，在使用传统的侧通道鼓风机时不可能。容积式泵使得能够在可变的转速下将所容纳的气体容积从泵入口传输至泵出口。
C ( ρ )优选地，利用在无流量条件下的关系式Ω = # -Tl--1 Qmax设定该转速，其中，
S y / ,min y
Vs是容积式泵的压缩机排量，C1是泵内的回漏体积流量，P。ut是容积式泵的出口压力，Pin,min是要产生的容积式泵的最小入口压力，ΔΡ_ = Pout-Pin,fflin,以及Ωmax是容积式泵的最大转速，Ω < Ω·。要被设定的粗压差能够在高达-500毫巴或高达+500毫巴的范围中。具体地，典型的粗压差在士200至士400毫巴的范围中。优选地，随着出口压力P。ut与入口压力Pin之间的压差Δ P升高以及泵转速增加， 泵驱动器的扭矩T减少。在高于转速阈值Ων/ 时，该扭矩减小，优选地，在低于该阈值时， 存在不变的扭矩。该转速阈值Ων/ 应当>0，并且优选地应当低于30Hz。优选地，在高于转速阈值Ων/ 时，在所有压差处该扭矩线性地减小。在电动机中，使用电子换流器能够实现这种扭矩的减小，其中，应当选择尽可能小的转速阈值Ων/ 。使用电子换流器时，可能达到IOHz的转速阈值Ων/ 。压差增加时减小扭矩是有利的，因为，根据该公式，
权利要求
1.一种用于容积式泵(10)的粗抽方法，用来在所述容积式泵(10)的入口(18)与出口 00)之间产生最大压差(Δ Pmax),所述容积式泵(10)的转速(Ω)被调节为适于要产生的所述最大压差(Δ Pmax),以使所述容积式泵(10)的功率输入(3、4)接近物理上用于压缩气体以便建立所述最大压差(ΔΡμχ)所需的最小功率O)。f \
2.根据权利要求1所述的粗抽方法，其特征在于，利用关系式Ω=》Ω·设S y in ,mill y定用于达到所述最大压差(Δ Pmax)的所述转速(Ω)， 其中Vs是所述容积式泵的压缩机排量， C1是所述泵内的回漏体积流量， Pout是所述容积式泵的出口压力，Pin,min是要产生的所述容积式泵的最小入口压力，ΔΡ_ = P。ut-Pin,min，以及是所述容积式泵的最大转速，Ω < Ω_。
3.根据权利要求1或2所述的粗抽方法，其特征在于，在高于限制转速(Ων/ )时，随着所述压差以及泵转速的增加，泵驱动器(1 的扭矩(T)持续地减小，其中Ων/ <30Ηζ。
4.根据权利要求1至3中一项所述的粗抽方法，其特征在于，在所述容积式泵的最大可能的转速(Ω_)处，所述容积式泵的所述出口压力(P。ut)与入口压力(Pin)的比大于3，并且特别地，小于10。
5.根据权利要求1至4中一项所述的粗抽方法，其特征在于，要产生的压差(ΔPmax)的大小在低于1000毫巴的范围内。
6.根据权利要求5所述的粗抽方法，其特征在于，所述要产生的压差(APmax)在低于 500毫巴的范围内，并且特别地，在从200至400毫巴的范围内。
7.根据权利要求1至6中一项所述的粗抽方法，其特征在于，通过在用作为所述泵驱动器的电动机中使用电子换流器而降低所述转速(Ω)。
8.根据权利要求7所述的粗抽方法，其特征在于，所述电动机是感应电动机、磁阻电动机或无刷直流电动机。
9.根据权利要求1至8中一项所述的粗抽方法，其特征在于，所述容积式泵是罗茨泵， 爪式螺杆泵或干式运行旋转叶片泵。
10.根据权利要求1至9中一项所述的粗抽方法，其特征在于，所述容积式泵是多级容积式泵，其包括至少两个泵送级。
11.一种用于在容积式泵(10)的入口(18)与出口 00)之间建立粗压差(ΔΡ_)的容积式泵装置(16)，所述容积式泵装置(16)包括泵驱动器(12)，所述泵驱动器(1 用于将所述容积式泵的转速(Ω)调节为适于要产生的最大压差(Δ Pmax)以使所述泵(10)的功率输入(3、4)接近物理上用于压缩气体以便建立所述最大压差(Δ Pmax)所需的的最小功率 ⑵。
12.根据权利要求11所述的容积式泵装置(16)，其特征在于，所述控制装置(14)包括用于要产生的压差(Δ Pmax)的存储器。
13.根据权利要求12所述的容积式泵装置(16)，其特征在于，所述存储器包括用于使用关系式
14.根据权利要求11至13中一项所述的容积式泵装置(16)，其特征在于，所述控制装置(14)是扭矩减小装置，所述扭矩减小装置用于在高于限制转速(Ων/ )时，随着所述压差以及所述泵转速的增加，减小所述泵驱动器(1 的扭矩(T)。
15.根据权利要求11至14中一项所述的容积式泵装置(16)，其特征在于，在所述容积式泵装置(16)的最大可能转速(Ω_)处，所述容积式泵(10)的所述出口压力(P。ut)与入口压力(Pin)的比大于3，并且具体地，具有最大值10。
16.根据权利要求11至15中一项所述的容积式泵装置(16)，其特征在于，要产生的粗压差(Δ Pmax)的大小在低于1000毫巴的范围内。
17.根据权利要求11至16中一项所述的容积式泵装置(16)，其特征在于，要产生的粗压差(Δ Pmax)的大小在低于500毫巴的范围内，并且具体地，在200至400毫巴的范围内。
18.根据权利要求11至17中一项所述的容积式泵装置(16)，其特征在于，所述泵驱动器(1 是电动机，并且，所述转速降低装置(14)是电子换流器。
19.根据权利要求18所述的容积式泵装置(16)，其特征在于，所述电动机是感应电动机、磁阻电动机或无刷直流电动机。
20.根据权利要求11至19中一项所述的容积式泵装置(16)，其特征在于，所述容积式泵是罗茨泵、爪式螺杆泵或干式运行旋转叶片泵。
21.根据权利要求11至20中一项所述的容积式泵装置(16)，其特征在于，所述容积式泵是包括至少两个泵级的多级容积式泵。
全文摘要
本发明涉及一种用于正容积式泵(10)的简单且节能的粗抽方法，用来在所述正容积式泵(10)的入口(18)与出口(20)之间产生最大压差(ΔPmax)，所述正容积式泵(10)的转速(Ω)被调节为适于要产生的所述最大压差(ΔPmax)，以使所述正容积式泵(10)的功率输入(3、4)接近物理上用于压缩气体以便于建立所述最大压差(ΔPmax)所需的最小功率(2)。
文档编号F04C18/12GK102395792SQ201080017193
公开日2012年3月28日 申请日期2010年4月16日 优先权日2009年4月17日
发明者彼得·比尔克 申请人:厄利孔莱博尔德真空技术有限责任公司