RU2670640C9 - Pumping system for creating a vacuum and a handling method with the use of this pumping system - Google Patents
Pumping system for creating a vacuum and a handling method with the use of this pumping system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2670640C9 RU2670640C9 RU2017114347A RU2017114347A RU2670640C9 RU 2670640 C9 RU2670640 C9 RU 2670640C9 RU 2017114347 A RU2017114347 A RU 2017114347A RU 2017114347 A RU2017114347 A RU 2017114347A RU 2670640 C9 RU2670640 C9 RU 2670640C9
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pump
- vacuum
- gas
- vacuum pump
- auxiliary
- Prior art date
Links
- 238000005086 pumping Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 20
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 33
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000013523 data management Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000007425 progressive decline Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing 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
- F04C11/00—Combinations of two or more machines or pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type; Pumping installations
- F04C11/001—Combinations of two or more machines or pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type; Pumping installations of similar working principle
- F04C11/003—Combinations of two or more machines or pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type; Pumping installations of similar working principle having complementary function
-
- 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
- F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
- F04C15/06—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet
-
- 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
- F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
- F04C18/12—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
- F04C18/14—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
- F04C18/16—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
-
- 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
- F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
- F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
- F04C2/12—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
- F04C2/14—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
- F04C2/16—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
-
- 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
- F04C23/001—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 similar working principle
-
- 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
- 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
- F04C28/02—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids specially adapted for several pumps connected in series or in parallel
-
- 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
- F04C2220/00—Application
- F04C2220/10—Vacuum
- F04C2220/12—Dry running
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Настоящее изобретение относится к области вакуумной техники. Более конкретно, изобретение относится к насосной системе, включающей безмасляный вакуумный насос, а также к способу откачивания при помощи данной насосной системы.The present invention relates to the field of vacuum technology. More specifically, the invention relates to a pumping system including an oil-free vacuum pump, as well as to a pumping method using this pumping system.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
Общие задачи улучшения параметров работы вакуумных насосов, снижения стоимости оборудования и энергопотребления в таких отраслях промышленности, как химическая, фармацевтическая, вакуумное напыление, производство полупроводников и т.д., привели к значительному прогрессу с точки зрения рабочих характеристик, экономии энергии, габаритных размеров, приводных устройств.The general tasks of improving the operation parameters of vacuum pumps, reducing the cost of equipment and energy consumption in industries such as chemical, pharmaceutical, vacuum spraying, semiconductor manufacturing, etc., have led to significant progress in terms of performance, energy savings, overall dimensions, drive devices.
Состояние техники показывает, что для повышения конечного вакуума многоступенчатые вакуумные насосы типа насосов Рутса или кулачковых насосов необходимо снабжать дополнительными ступенями. Как известно, для вакуумных безмасляных насосов винтового типа необходимо введение дополнительных витков винта и/или увеличение степени внутреннего сжатия.The state of the art shows that in order to increase the final vacuum, multistage vacuum pumps such as Roots pumps or cam pumps need to be equipped with additional stages. As you know, for screw-type oil-free vacuum pumps, it is necessary to introduce additional turns of the screw and / or increase the degree of internal compression.
Скорость вращения насоса играет очень важную роль, влияя на функционирование насоса во время различных последовательных фаз в ходе создания вакуума в вакуумной камере. При степени внутреннего сжатия насосов, имеющихся на рынке (порядок величины которой лежит в диапазоне, например, от 2 до 20), требуемая электрическая мощность на первых фазах откачки, когда давление всасывания лежит, приблизительно, в диапазоне от атмосферного до 100 мбар, то есть, во время функционирования при большом массовом расходе, была бы очень большой, если скорость вращения насоса нельзя было уменьшить. Тривиальным решением является использование регулятора скорости, позволяющего увеличивать или уменьшать скорость и, следовательно, мощность в зависимости от различных критериев типа давления, максимального тока, предельного крутящего момента, температуры и т.д. Однако во время функционирования с уменьшенной скоростью вращения происходит снижение расхода при высоком давлении, так как расход пропорционален скорости вращения. Изменение скорости при помощи привода с переменной скоростью вращения влечет за собой дополнительные затраты и увеличение габаритов оборудования. Другим известным решением является использование клапанов байпасного типа на определенных ступенях - в многоступенчатых вакуумных насосах типа насосов Рутса или кулачковых насосах, или в точно определенных позициях вдоль винта - в винтовых безмасляных вакуумных насосах. Это решение требует использования множества деталей и вызывает проблемы, связанные с надежностью.The speed of rotation of the pump plays a very important role, affecting the functioning of the pump during various successive phases during the creation of vacuum in a vacuum chamber. With the degree of internal compression of the pumps available on the market (the order of magnitude of which lies in the range, for example, from 2 to 20), the required electric power in the first phases of pumping, when the suction pressure lies approximately in the range from atmospheric to 100 mbar, i.e. , during operation at a large mass flow rate, would be very large if the speed of the pump could not be reduced. A trivial solution is to use a speed controller that allows you to increase or decrease speed and, consequently, power, depending on various criteria such as pressure, maximum current, maximum torque, temperature, etc. However, during operation with a reduced speed of rotation, a decrease in flow rate occurs at high pressure, since the flow rate is proportional to the speed of rotation. Changing the speed with a variable speed drive entails additional costs and an increase in the dimensions of the equipment. Another well-known solution is to use bypass valves at certain stages - in multi-stage vacuum pumps such as Roots pumps or cam pumps, or in precisely defined positions along the screw - in screw-free oil-free vacuum pumps. This solution requires a lot of detail and causes reliability issues.
Уровень техники в области вакуумных насосных систем, имеющих целью повышение конечного вакуума и увеличение расхода, также представлен «бустерными» насосами типа насосов Рутса, установленными до основного безмасляного насоса. Этот тип систем характеризуется громоздкостью, функционирует либо с байпасными клапанами, которым свойственны проблемы в отношении надежности, либо с использованием средств контроля, управления или обратной связи, нуждающимися в активном управлении, что неизбежно влечет за собой увеличение количества компонентов системы, ее сложности и ее стоимости.The prior art in the field of vacuum pumping systems, with the goal of increasing the final vacuum and increasing the flow rate, is also represented by “booster” pumps of the Roots type, installed up to the main oil-free pump. This type of system is cumbersome, it works either with bypass valves, which are characterized by problems in terms of reliability, or with the use of control, control or feedback tools that need active control, which inevitably entails an increase in the number of system components, its complexity and its cost .
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Настоящее изобретение направлено на обеспечение возможности получения более высокого вакуума (порядка 0,0001 мбар), чем тот, который возможно получить в вакуумной камере при помощи одного вакуумного безмасляного винтового насоса.The present invention aims to provide a higher vacuum (of the order of 0.0001 mbar) than that which can be obtained in a vacuum chamber using a single oil-free vacuum screw pump.
Настоящее изобретение направлено на обеспечение возможности получения большей скорости откачки при низком давлении, чем может быть получена при помощи одного вакуумного безмасляного винтового насоса при откачивании с целью создания вакуума в вакуумной камере.The present invention aims to provide the possibility of obtaining a higher pumping speed at low pressure than can be obtained using a single oil-free vacuum screw pump during pumping to create a vacuum in a vacuum chamber.
Настоящее изобретение также направлено на уменьшение количества электроэнергии, необходимого для создания и поддержания вакуума в вакуумной камере, а также на снижение температуры выходящего газа.The present invention also aims to reduce the amount of electricity required to create and maintain a vacuum in a vacuum chamber, as well as to reduce the temperature of the outgoing gas.
Эти цели изобретения достигаются посредством насосной системы, предназначенной для создания вакуума, включающей основной вакуумный насос, представляющий собой безмасляный винтовой насос, в котором имеется заборный впуск для газа, соединенный с вакуумной камерой, и выпуск для выдува газа, выходящмй в канал отведения газа в направлении выпуска для выхода газа из насосной системы. Кроме этого насосная система включает:These objectives of the invention are achieved by means of a pump system designed to create a vacuum, comprising a main vacuum pump, which is an oil-free screw pump, in which there is a gas intake inlet connected to the vacuum chamber, and an outlet for blowing gas exiting into the gas discharge channel in the direction exhaust gas outlet from the pumping system. In addition, the pumping system includes:
- невозвратный клапан, расположенный между выпуском (4) для выдува газа и выпуском для выхода газа, и- a non-return valve located between the outlet (4) for blowing gas and the outlet for the exit of gas, and
- вспомогательный вакуумный насос, подсоединенный параллельно с невозвратным клапаном.- an auxiliary vacuum pump connected in parallel with a non-return valve.
Вспомогательный вакуумный насос может относиться к типу безмасляных винтовых насосов, кулачковых насосов, многоступенчатых насосов Рутса, мембранных насосов, безмасляных лопастных насосов, лопастных насосов смазываемого типа.The auxiliary vacuum pump can be of the type of oil-free screw pumps, cam pumps, multi-stage Roots pumps, diaphragm pumps, oil-free vane pumps, lubricated vane pumps.
Изобретение также направлено на способ откачивания при помощи насосной системы, описанной ранее. Данный способ включает стадии, на которых:The invention is also directed to a pumping method using the pumping system described previously. This method includes the stages in which:
- приводится в действие основной вакуумный насос с целью откачивания газа, находящегося в вакуумной камере, и выдува этого газа через выпуск для выдува газа;- the main vacuum pump is activated to pump out the gas in the vacuum chamber and blow it out through the gas outlet;
- одновременно приводится в действие вспомогательный вакуумный насос; и- the auxiliary vacuum pump is simultaneously driven; and
- вспомогательный вакуумный насос продолжает работать все время, в течение которого основной вакуумный насос откачивает газ из вакуумной камеры и/или все время, в течение которого основной вакуумный насос поддерживает определенное давление в вакуумной камере.- the auxiliary vacuum pump continues to work all the time during which the main vacuum pump pumps gas from the vacuum chamber and / or all the time during which the main vacuum pump maintains a certain pressure in the vacuum chamber.
В способе, соответствующем изобретению, вспомогательный насос функционирует непрерывно все время, в течение которого основной вакуумный безмасляный винтовой насос производит откачку из вакуумной камеры, а также все время, в течение которого основной вакуумный безмасляный винтовой насос поддерживает определенное давление (например, конечный вакуум) в вакуумной камере, откачивая газ через выдувной элемент.In the method according to the invention, the auxiliary pump operates continuously all the time during which the main vacuum oil-free screw pump is pumping out of the vacuum chamber, as well as all the time during which the main vacuum oil-free screw pump maintains a certain pressure (for example, final vacuum) in vacuum chamber, pumping gas through the blowing element.
Благодаря способу настоящего изобретения, подключение основного вакуумного безмасляного винтового насоса и вспомогательного насоса может быть выполнено без использования специализированных мер или устройств (например, датчиков давления, температуры, тока и т.д.), следящей системы управления, системы управления данными и без вычислений. Следовательно, насосная система, пригодная для реализации способа откачивания настоящего изобретения, может включать лишь минимальное количество компонентов, характеризоваться простотой и значительно меньшей стоимостью по сравнению с существующими системами.Thanks to the method of the present invention, the connection of the main vacuum oil-free screw pump and the auxiliary pump can be performed without the use of specialized measures or devices (for example, pressure, temperature, current sensors, etc.), monitoring system, data management system and without calculations. Therefore, a pumping system suitable for implementing the pumping method of the present invention may include only a minimal number of components, be characterized by simplicity and significantly lower cost in comparison with existing systems.
Благодаря способу настоящего изобретения основной вакуумный безмасляный винтовой насос может работать с одной постоянной скоростью, определяемой электросетью, или переключаться между различными величинами скорости в соответствии с собственными режимом функционирования. Следовательно, сложность и стоимость насосной системы, пригодной для реализации способа откачивания настоящего изобретения, может быть снижена еще больше.Thanks to the method of the present invention, the main vacuum oil-free screw pump can operate at one constant speed determined by the mains, or switch between different speed values in accordance with its own mode of operation. Therefore, the complexity and cost of a pumping system suitable for implementing the pumping method of the present invention can be further reduced.
По своей природе вспомогательный насос, включенный в насосную систему, может всегда работать в соответствии со способом откачивания настоящего изобретения без повреждения. Определение его размеров обуславливается минимальным потреблением энергии, необходимой для функционирования данного устройства. Его номинальную производительность подбирают в соответствии с объемом канала отведения газа между основным вакуумным безмасляным винтовым насосом и невозвратным клапаном. Ее величина, преимущественно, может составлять от 1/500 до 1/20 номинальной производительности основного вакуумного безмасляного винтового насоса, однако, также может быть больше или меньше этих величин, а именно, от 1/500 до 1/10 или от 1/500 до 1/5 номинальной производительности основного вакуумного насоса.By nature, the auxiliary pump included in the pumping system can always operate in accordance with the pumping method of the present invention without damage. The determination of its size is determined by the minimum energy consumption necessary for the operation of this device. Its nominal capacity is selected in accordance with the volume of the gas exhaust channel between the main vacuum oil-free screw pump and a non-return valve. Its value, mainly, can be from 1/500 to 1/20 of the nominal capacity of the main vacuum oil-free screw pump, however, it can also be more or less of these values, namely, from 1/500 to 1/10 or from 1/500 up to 1/5 of the nominal capacity of the main vacuum pump.
Невозвратный клапан, размещенный в канале по потоку после основного вакуумного безмасляного винтового насоса, может представлять собой стандартное выпускаемое серийно устройство. Его размер подбирают согласно номинальной производительности основного вакуумного безмасляного винтового насоса. В частности, предусматривается, что невозвратный клапан закрывается, когда давление на конце всасывания основного вакуумного безмасляного винтового насоса составляет от 500 мбар абс. до конечного вакуума (например, 100 мбар).A non-return valve located downstream of the main vacuum oil-free screw pump may be a standard commercially available device. Its size is selected according to the nominal capacity of the main vacuum oil-free screw pump. In particular, it is envisaged that the non-return valve closes when the pressure at the suction end of the main vacuum oil-free screw pump is from 500 mbar abs. to the final vacuum (e.g. 100 mbar).
Согласно другому варианту, вспомогательный насос может обладать повышенной химической стойкостью к веществам и газам, обычно используемым в промышленности полупроводников.According to another embodiment, the auxiliary pump may have enhanced chemical resistance to substances and gases commonly used in the semiconductor industry.
Предпочтительно, вспомогательный насос имеет небольшой размер.Preferably, the auxiliary pump is small.
Предпочтительно, согласно способу откачивания с использованием насосной системы настоящего изобретения, вспомогательный вакуумный насос всегда производит откачивание из объема между выпуском для выдува газа основного вакуумного насоса и невозвратным клапаном.Preferably, according to the evacuation method using the pumping system of the present invention, the auxiliary vacuum pump always evacuates from the volume between the gas outlet of the main vacuum pump and the non-return valve.
Согласно еще одному варианту способа настоящего изобретения, в случае выполнения особых условий, включение вспомогательного вакуумного насоса осуществляется по принципу «включено/выключено». Такое управление заключается в измерении одного или множества параметров и, согласно определенным правилам, включении вспомогательного вакуумного насоса или его остановке. Параметры, величины которых измеряют при помощи соответствующих датчиков, представляют собой, например, ток двигателя основного вакуумного безмасляного винтового насоса, температуру или давление газа на конце нагнетания, то есть в объеме по потоку до невозвратного клапана канала отведения газа, или сочетание этих параметров.According to another variant of the method of the present invention, in the case of fulfillment of special conditions, the auxiliary vacuum pump is switched on according to the “on / off” principle. Such control consists in measuring one or many parameters and, according to certain rules, turning on the auxiliary vacuum pump or stopping it. The parameters, the values of which are measured using appropriate sensors, are, for example, the current of the engine of the main vacuum oil-free screw pump, the temperature or pressure of the gas at the end of the discharge, that is, in the volume downstream of the non-return valve of the gas exhaust channel, or a combination of these parameters.
Расчет размеров вспомогательного вакуумного насоса направлен на минимизацию потребления энергии его двигателем. Его номинальную производительность выбирают в зависимости от производительности основного вакуумного безмасляного винтового насоса, а также учитывают объем канала отведения газа между основным вакуумным насосом и невозвратным клапаном. Величина производительности может составлять от 1/500 до 1/20 номинальной производительности основного вакуумного безмасляного винтового насоса, но также может быть больше или меньше этих величин.Sizing of the auxiliary vacuum pump is aimed at minimizing the energy consumption of its engine. Its nominal capacity is selected depending on the performance of the main vacuum oil-free screw pump, and also take into account the volume of the gas exhaust channel between the main vacuum pump and the non-return valve. The capacity value can be from 1/500 to 1/20 of the rated capacity of the main vacuum oil-free screw pump, but it can also be more or less of these values.
В начале цикла откачивания вакуумной камеры давление в ней повышенное, например, оно равно атмосферному давлению. С учетом сжатия в основном вакуумном безмасляном винтовом насосе, давление выдуваемого газа на выходе насоса больше атмосферного давления (если газ на выходе основного насоса выбрасывается непосредственно в атмосферу) или больше давления на входе в другое устройство, подсоединенное далее по потоку. Это вызывает открытие невозвратного клапана.At the beginning of the pumping cycle of the vacuum chamber, the pressure in it is increased, for example, it is equal to atmospheric pressure. Taking into account the compression in the main vacuum oil-free screw pump, the pressure of the blown gas at the pump outlet is greater than atmospheric pressure (if the gas at the outlet of the main pump is released directly into the atmosphere) or more than the pressure at the inlet to another device connected downstream. This causes the non-return valve to open.
Когда невозвратный клапан открыт, действие вспомогательного вакуумного насоса едва заметно, так как давление на конце всасывания этого насоса почти равно давлению на конце нагнетания. Напротив, когда при определенном давлении невозвратный клапан закрывается (поскольку давление в камере тем временем снижается), функционирование вспомогательного вакуумного насоса вызывает поступательное снижение разности давления между вакуумной камерой и каналом отведения газа по потоку до клапана. Давление на выходе основного вакуумного безмасляного винтового насоса становится равным давлению на входе вспомогательного вакуумного насоса, а давление на его выходе всегда равно давлению в канале после невозвратного клапана. Чем дольше работает вспомогательный вакуумный насос, тем больше снижается давление на выходе основного вакуумного безмасляного винтового насоса в объеме, ограниченном закрытым невозвратным клапаном, и, следовательно, уменьшается разность давления между камерой и выходом основного вакуумного безмасляного винтового насоса.When the non-return valve is open, the operation of the auxiliary vacuum pump is barely noticeable, since the pressure at the suction end of this pump is almost equal to the pressure at the end of the discharge. On the contrary, when the non-return valve closes at a certain pressure (as the pressure in the chamber decreases in the meantime), the operation of the auxiliary vacuum pump causes a progressive decrease in the pressure difference between the vacuum chamber and the gas outlet channel upstream of the valve. The pressure at the outlet of the main vacuum oil-free screw pump becomes equal to the pressure at the inlet of the auxiliary vacuum pump, and the pressure at its outlet is always equal to the pressure in the channel after the non-return valve. The longer the auxiliary vacuum pump operates, the more the pressure at the outlet of the main vacuum oil-free screw pump decreases in the volume limited by the closed non-return valve, and therefore the pressure difference between the chamber and the outlet of the main vacuum oil-free screw pump decreases.
Благодаря такой небольшой разности уменьшаются внутренние утечки в основном вакуумном безмасляном винтовом насосе и снижается давление в камере, что способствует повышению конечного вакуума. Кроме того, основной вакуумный безмасляный винтовой насос потребляет все меньше и меньше энергии на сжатие и производит все меньше и меньше тепла сжатия.Due to such a small difference, internal leaks in the main vacuum oil-free screw pump are reduced and the pressure in the chamber is reduced, which contributes to an increase in the final vacuum. In addition, the main vacuum oil-free screw pump consumes less and less compression energy and produces less and less compression heat.
С другой стороны, также очевидно, что изучение механики процесса направлено на уменьшение объема между выпуском для выдува газа основного вакуумного безмасляного винтового насоса и невозвратным клапаном с целью обеспечения возможности более быстрого снижения давления.On the other hand, it is also obvious that the study of the mechanics of the process is aimed at reducing the volume between the gas outlet for blowing the main vacuum oil-free screw pump and the non-return valve in order to enable faster pressure reduction.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Отличительные особенности и преимущества настоящего изобретения более подробно представлены в описании, сопровождаемом примерами осуществления, носящими пояснительный, а не ограничительный характер, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:Distinctive features and advantages of the present invention are presented in more detail in the description, accompanied by examples of implementation, which are explanatory and not restrictive, with reference to the accompanying drawings, in which:
Фиг. 1 представляет собой схему насосной системы, предназначенной для реализации способа откачивания, соответствующего первому варианту осуществления настоящего изобретения; иFIG. 1 is a diagram of a pumping system for implementing a pumping method according to a first embodiment of the present invention; and
Фиг. 2 представляет собой схему насосной системы, предназначенной для реализации способа откачивания, соответствующего второму варианту осуществления настоящего изобретения.FIG. 2 is a diagram of a pumping system for implementing a pumping method according to a second embodiment of the present invention.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION
На фиг. 1 представлена насосная система SP (système de pompage), предназначенная для создания вакуума в соответствии со способом откачивания согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.In FIG. 1 shows a pumping system SP (système de pompage) for creating a vacuum in accordance with a pumping method according to a first embodiment of the present invention.
Насосная система SP включает камеру 1, соединенную с заборным впуском 2 основного вакуумного насоса, представленного безмасляным винтовым насосом 3. Выпуск для выдува газа основного вакуумного безмасляного винтового насоса 3 соединен с каналом 5 отведения газа. Невозвратный клапан 6 выпуска для выдува размещен в канале 5 отведения, который после невозвратного клапана продолжается как канал 8 для выхода газа. Невозвратный клапан 6, когда он закрыт, обуславливает образование объема 4, заключенного между ним и выпуском для выдува газа основного вакуумного насоса 3.The pumping system SP includes a
Насосная система SP также включает вспомогательный вакуумный насос 7, подсоединенный параллельно с невозвратным клапаном 6. Конец всасывания вспомогательного вакуумного насоса соединен с объемом 4 канала 5 отведения газа, а конец нагнетания - с каналом 8.The pump system SP also includes an
Уже при включении основного вакуумного безмасляного винтового насоса 3 также приводят в действие вспомогательный вакуумный насос 7. Основной вакуумный безмасляный винтовой насос 3 производит откачивание газа из камеры 1 через канал 2, подсоединенный к его входу, и впоследствии его сжатие на выходе в канал 5 отведения газа через невозвратный клапан 6. Когда достигается давление закрытия невозвратного клапана 6, он закрывается. Начиная с этого момента функционирование вспомогательного вакуумного насоса 7 вызывает неуклонное снижение давления в объеме 4 до достижения предельного давления. Параллельно с этим постепенно уменьшается мощность, потребляемая основным вакуумным безмасляным винтовым насосом 3. Это происходит в течение короткого промежутка времени, например, в некотором цикле за время от 5 до 10 секунд.When the main vacuum oil-
При разумном регулировании производительности вспомогательного вакуумного насоса 7 и давления закрытия невозвратного клапана 6 в зависимости от производительности основного вакуумного безмасляного винтового насоса 3 и объема камеры 1, также возможно уменьшить время, протекающее до закрытия невозвратного клапана 6 относительно длительности цикла откачивания и, следовательно, снизить количество энергии, потребляемой за это время функционирования вспомогательного насоса 7 без какого-либо влияния на откачивание. С другой стороны, благодаря преимуществу, заключающемуся в простоте, обеспечивается непревзойденная надежность системы.With reasonable control of the capacity of the
Согласно первой возможности, вспомогательный насос 7 также представляет собой безмасляный винтовой насос. Таким образом, основной насос и вспомогательный насос могут относиться к одному типу, что упрощает работу с ними. Поэтому данное сочетание насосов позволяет использовать насосную систему SP во всех тех вариантах применения, где может быть использован только безмасляный винтовой насос.According to a first possibility, the
Согласно другим возможностям, вспомогательный насос 7 может представлять собой кулачковый насос, многоступенчатый насос Рутса, мембранный насос, безмасляный лопастной насос или лопастной насос смазываемого типа. Всем этим сочетаниям насосов свойственны преимущества, определяемые конкретными свойствами каждого индивидуального типа насосов.According to other possibilities, the
На фиг. 2 представлена насосная система SPР (système de pompage piloté), предназначенная для реализации способа откачивания, соответствующего второму варианту осуществления настоящего изобретения.In FIG. 2 illustrates an SPP (système de pompage piloté) pumping system for implementing a pumping method according to a second embodiment of the present invention.
В отличие от системы, показанной на фиг. 1, система, представленная на фиг. 2, является управляемой насосной системой, дополнительно включающей надлежащие датчики 11, 12, 13, осуществляющие контроль либо тока двигателя (датчик 11) основного вакуумного безмасляного винтового насоса 3, либо давления (датчик 13) газа в объеме канала на выходе основного вакуумного безмасляного винтового насоса, ограниченного невозвратным клапаном 6, либо температуры (датчик 12) газа в объеме канала на выходе основного вакуумного безмасляного винтового насоса, ограниченного невозвратным клапаном 6, либо сочетания этих параметров. Действительно, когда основной вакуумный безмасляный винтовой насос 3 начинает откачивание газа из вакуумной камеры 1, такие параметры, как ток его двигателя, температура и давление газа в объеме выходного канала 4, начинают изменяться, достигая пороговых величин, фиксируемых датчиками. Через некоторое время запаздывания это вызывает включение вспомогательного вакуумного насоса 7. Когда эти параметры снова возвращаются в исходный диапазон (вне заданных значений), с некоторой задержкой по времени вспомогательный насос останавливается.Unlike the system shown in FIG. 1, the system of FIG. 2 is a controllable pumping system, further comprising
Во втором варианте осуществления изобретения, поясняемом фиг. 2, вспомогательный вакуумный насос может принадлежать к типу безмасляных винтовых насосов, кулачковых насосов, многоступенчатых насосов Рутса, мембранных насосов, безмасляных лопастных насосов или лопастных насосов смазываемого типа, как и в первом варианте осуществления изобретения, поясняемом фиг. 1.In the second embodiment of the invention illustrated in FIG. 2, the auxiliary vacuum pump may be of the type of oil-free screw pumps, cam pumps, multi-stage Roots pumps, diaphragm pumps, oil-free vane pumps or lubricated vane pumps, as in the first embodiment of the invention explained in FIG. one.
Хотя были описаны различные варианты осуществления изобретения, понятно, что они ни коим образом не исчерпывают все возможные варианты его осуществления. Конечно, предусматривается возможность замены описанного варианта эквивалентным, не выходящая за рамки настоящего изобретения. Все подобные модификации находятся в компетенции специалистов в области вакуумной техники.Although various embodiments of the invention have been described, it is understood that they in no way exhaust all possible options for its implementation. Of course, it is contemplated that the described embodiment can be replaced with an equivalent one, without departing from the scope of the present invention. All such modifications are within the competence of specialists in the field of vacuum technology.
Claims (21)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/EP2014/070691 WO2016045753A1 (en) | 2014-09-26 | 2014-09-26 | Vacuum-generating pumping system and pumping method using this pumping system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2670640C1 RU2670640C1 (en) | 2018-10-24 |
| RU2670640C9 true RU2670640C9 (en) | 2018-12-04 |
Family
ID=51627293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017114347A RU2670640C9 (en) | 2014-09-26 | 2014-09-26 | Pumping system for creating a vacuum and a handling method with the use of this pumping system |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20170298935A1 (en) |
| EP (1) | EP3198148B1 (en) |
| JP (1) | JP2017531125A (en) |
| KR (2) | KR20210102478A (en) |
| CN (1) | CN107002680A (en) |
| AU (1) | AU2014406724B2 (en) |
| BR (1) | BR112017005927B1 (en) |
| CA (1) | CA2961977A1 (en) |
| DK (1) | DK3198148T3 (en) |
| ES (1) | ES2780873T3 (en) |
| PL (1) | PL3198148T3 (en) |
| PT (1) | PT3198148T (en) |
| RU (1) | RU2670640C9 (en) |
| TW (1) | TWI725943B (en) |
| WO (1) | WO2016045753A1 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT201800021148A1 (en) * | 2018-12-27 | 2020-06-27 | D V P Vacuum Tech S P A | VOLUMETRIC AUXILIARY PUMP FOR VACUUM GENERATION. |
| BE1027005B9 (en) | 2019-01-30 | 2020-10-19 | Atlas Copco Airpower Nv | Method of controlling a compressor to an unloaded state |
| FR3094762B1 (en) * | 2019-04-05 | 2021-04-09 | Pfeiffer Vacuum | Dry type vacuum pump and pumping installation |
| GB2592573A (en) | 2019-12-19 | 2021-09-08 | Leybold France S A S | Lubricant-sealed vacuum pump, lubricant filter and method. |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU203136A1 (en) * | Б. Л. Гринпресс , Ю. И. Диментов | SCREW COMPRESSOR | ||
| DE3842886A1 (en) * | 1987-12-21 | 1989-07-06 | Rietschle Masch App | Vacuum pump stand |
| DE8816875U1 (en) * | 1987-12-21 | 1991-04-11 | Werner Rietschle Maschinen- Und Apparatebau Gmbh, 7860 Schopfheim | Vacuum pumping station |
| EP1243795A1 (en) * | 2001-03-19 | 2002-09-25 | Alcatel | A two-stage vacuum pump |
| US20030068233A1 (en) * | 2001-10-09 | 2003-04-10 | Applied Materials, Inc. | Device and method for reducing vacuum pump energy consumption |
| JP2007100562A (en) * | 2005-10-03 | 2007-04-19 | Shinko Seiki Co Ltd | Vacuum device |
| WO2014012896A2 (en) * | 2012-07-19 | 2014-01-23 | Adixen Vacuum Products | Method and device for pumping of a process chamber |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2647853A1 (en) * | 1989-06-05 | 1990-12-07 | Cit Alcatel | DRY PRIMARY PUMP WITH TWO FLOORS |
| JP3723987B2 (en) * | 1992-09-03 | 2005-12-07 | 松下電器産業株式会社 | Vacuum exhaust apparatus and method |
| DE10131516B4 (en) * | 2001-07-02 | 2004-05-06 | Boehringer Ingelheim Pharma Gmbh & Co. Kg | Control unit for flow regulation |
| WO2003023229A1 (en) | 2001-09-06 | 2003-03-20 | Ulvac, Inc. | Vacuum pumping system and method of operating vacuum pumping system |
| JP3992176B2 (en) | 2001-10-26 | 2007-10-17 | 株式会社アルバック | Vacuum exhaust method and vacuum exhaust device |
| JP4045362B2 (en) * | 2001-09-06 | 2008-02-13 | 株式会社アルバック | Multistage positive displacement vacuum pump |
| JP4365059B2 (en) * | 2001-10-31 | 2009-11-18 | 株式会社アルバック | Operation method of vacuum exhaust system |
| JP5438279B2 (en) * | 2008-03-24 | 2014-03-12 | アネスト岩田株式会社 | Multistage vacuum pump and operation method thereof |
| TWI467092B (en) * | 2008-09-10 | 2015-01-01 | Ulvac Inc | Vacuum pumping device |
| FR2952683B1 (en) * | 2009-11-18 | 2011-11-04 | Alcatel Lucent | METHOD AND APPARATUS FOR PUMPING WITH REDUCED ENERGY CONSUMPTION |
| GB201007814D0 (en) * | 2010-05-11 | 2010-06-23 | Edwards Ltd | Vacuum pumping system |
| GB2509182A (en) * | 2012-12-21 | 2014-06-25 | Xerex Ab | Vacuum ejector with multi-nozzle drive stage and booster |
-
2014
- 2014-09-26 EP EP14777077.0A patent/EP3198148B1/en not_active Revoked
- 2014-09-26 KR KR1020217025124A patent/KR20210102478A/en not_active Ceased
- 2014-09-26 US US15/512,883 patent/US20170298935A1/en not_active Abandoned
- 2014-09-26 WO PCT/EP2014/070691 patent/WO2016045753A1/en not_active Ceased
- 2014-09-26 CA CA2961977A patent/CA2961977A1/en active Pending
- 2014-09-26 ES ES14777077T patent/ES2780873T3/en active Active
- 2014-09-26 KR KR1020177011372A patent/KR20170063839A/en not_active Ceased
- 2014-09-26 RU RU2017114347A patent/RU2670640C9/en active
- 2014-09-26 DK DK14777077.0T patent/DK3198148T3/en active
- 2014-09-26 PL PL14777077T patent/PL3198148T3/en unknown
- 2014-09-26 CN CN201480082186.8A patent/CN107002680A/en active Pending
- 2014-09-26 BR BR112017005927-4A patent/BR112017005927B1/en active IP Right Grant
- 2014-09-26 PT PT147770770T patent/PT3198148T/en unknown
- 2014-09-26 JP JP2017516050A patent/JP2017531125A/en active Pending
- 2014-09-26 AU AU2014406724A patent/AU2014406724B2/en active Active
-
2015
- 2015-09-21 TW TW104131132A patent/TWI725943B/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU203136A1 (en) * | Б. Л. Гринпресс , Ю. И. Диментов | SCREW COMPRESSOR | ||
| DE3842886A1 (en) * | 1987-12-21 | 1989-07-06 | Rietschle Masch App | Vacuum pump stand |
| DE8816875U1 (en) * | 1987-12-21 | 1991-04-11 | Werner Rietschle Maschinen- Und Apparatebau Gmbh, 7860 Schopfheim | Vacuum pumping station |
| EP1243795A1 (en) * | 2001-03-19 | 2002-09-25 | Alcatel | A two-stage vacuum pump |
| US20030068233A1 (en) * | 2001-10-09 | 2003-04-10 | Applied Materials, Inc. | Device and method for reducing vacuum pump energy consumption |
| JP2007100562A (en) * | 2005-10-03 | 2007-04-19 | Shinko Seiki Co Ltd | Vacuum device |
| WO2014012896A2 (en) * | 2012-07-19 | 2014-01-23 | Adixen Vacuum Products | Method and device for pumping of a process chamber |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DK3198148T3 (en) | 2020-04-06 |
| KR20170063839A (en) | 2017-06-08 |
| TW201623801A (en) | 2016-07-01 |
| BR112017005927A2 (en) | 2017-12-19 |
| BR112017005927B1 (en) | 2022-07-12 |
| CN107002680A (en) | 2017-08-01 |
| EP3198148B1 (en) | 2020-02-26 |
| JP2017531125A (en) | 2017-10-19 |
| CA2961977A1 (en) | 2016-03-31 |
| US20170298935A1 (en) | 2017-10-19 |
| EP3198148A1 (en) | 2017-08-02 |
| KR20210102478A (en) | 2021-08-19 |
| PL3198148T3 (en) | 2020-08-10 |
| AU2014406724B2 (en) | 2019-09-19 |
| RU2670640C1 (en) | 2018-10-24 |
| TWI725943B (en) | 2021-05-01 |
| WO2016045753A1 (en) | 2016-03-31 |
| PT3198148T (en) | 2020-04-02 |
| AU2014406724A1 (en) | 2017-04-13 |
| ES2780873T3 (en) | 2020-08-27 |
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 | |
| RU2670640C9 (en) | Pumping system for creating a vacuum and a handling method with the use of this pumping system | |
| JP6410836B2 (en) | Pressure feeding method and vacuum pump system in a system for pressure feeding | |
| JP6445041B2 (en) | Vacuum pumping method and vacuum pump system | |
| HK1237390A1 (en) | Pumping system for generating a vacuum and pumping method by means of this pumping system | |
| HK1237391A1 (en) | Pumping system for generating a vacuum and pumping method by means of this pumping system | |
| HK1234807A1 (en) | Method of pumping in a system of vacuum pumps and system of vacuum pumps | |
| HK1229407A1 (en) | Pumping method in a system of vacuum pumps and system of vacuum pumps |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TH4A | Reissue of patent specification |