專利名稱：具有低功耗的泵送方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能減少干式低真空泵的電消耗的泵送方法以及一種用于實(shí)施該方法的泵送設(shè)備。本發(fā)明尤其涉及旋轉(zhuǎn)凸葉干式低真空泵，例如單級(jí)型式和多級(jí)型式的羅茨泵、爪形泵、渦旋泵、螺桿泵、活塞泵等。
背景技術(shù)：
這些干式真空泵尤其是打算用來(lái)在半導(dǎo)體元件、平面屏幕、或光伏基材制造單元中泵送負(fù)載鎖定室、傳送室、或PVD (“物理氣相淀積”)室。處理半導(dǎo)體晶片的步驟在加工室內(nèi)于非常低的壓力氛圍中(真空中)實(shí)施，在該加工室中該氛圍必須進(jìn)行控制以防止任何雜質(zhì)的存在。 為了避免污染，將基材包裝并用機(jī)器人裝置一次放一個(gè)基材到與傳送室連接的負(fù)載鎖定室中，上述傳送室再前進(jìn)到加工室。負(fù)載鎖定室和傳送室然后處于約為低真空的低壓(約I(T1Hibar) —該低壓類似于加工室內(nèi)的低壓，以便能傳送晶片。為此使用了氣體泵送系統(tǒng)，該氣體泵送系統(tǒng)包括低真空泵，該低真空泵通過(guò)泵送回路連接到待排空的室，所述室可以是負(fù)載鎖定室或傳送室，以便泵送氣體直至達(dá)到能將晶片輸送到該室的壓力水平，亦即約 10 1Hibartj為了將室內(nèi)壓力從大氣壓降低到約KT1Hibar的傳送壓力，該泵送系統(tǒng)在開(kāi)始泵送時(shí)必須泵送較高的氣體流。室內(nèi)壓力的減小用兩個(gè)步驟做到，第一步對(duì)應(yīng)于從大氣壓下降到傳送壓力(I(T1Hibar)t5已經(jīng)達(dá)到傳送壓力后，該泵送系統(tǒng)繼續(xù)以零氣流運(yùn)行。壓力減小周期和增加周期以高頻相交替，并且消耗大量能量，尤其是由于增加到大氣壓。減少由這些泵送系統(tǒng)消耗的功率對(duì)半導(dǎo)體制造單元的總體電功率節(jié)約有顯著影響。在半導(dǎo)體工業(yè)中，低真空泵占半導(dǎo)體制造單元的真空泵組的約50%，和單元的總功耗的約40%。在半導(dǎo)體工業(yè)中除了希望優(yōu)化能量成本之外，還必須減少這些泵送系統(tǒng)的電功耗。已進(jìn)行了許多努力來(lái)通過(guò)改變真空泵的元件來(lái)減少電力費(fèi)用，這些作用尤其是涉及由于磨擦而造成的損失、壓縮級(jí)的大小、電機(jī)上變頻器的使用、適用于干式低真空泵的IPUP (集成或使用點(diǎn)泵)思想、及泵送周期的優(yōu)化。氣體壓縮所需的電力是干式低真空泵的功耗中主要參數(shù)之一。該壓縮功率主要是在多級(jí)羅茨泵或爪形泵壓縮作用的最后兩級(jí)和螺桿泵的最后幾級(jí)中使用。在壓縮作用的最后幾級(jí)期間所耗的電力與壓縮速率(壓縮級(jí)的入口和出口之間的壓差)、壓縮周期所驅(qū)動(dòng)的體積(驅(qū)動(dòng)循環(huán)體積)及泵送的氣體的質(zhì)量流成比例。因此必須減小這些參數(shù)以便減少功耗?！膀?qū)動(dòng)循環(huán)體積”涉及泵與其元件的體積相比的流速，因?yàn)榱魉匐S著每次旋轉(zhuǎn)所傳送的體積大小(部件的幾何尺寸)和旋轉(zhuǎn)速度而變。為了增加泵的體積流量，必須增加泵的驅(qū)動(dòng)循環(huán)體積或它的旋轉(zhuǎn)速度，另外所有尺寸相等。減少由多級(jí)干式泵所耗的電功率可以通過(guò)減少泵的最后壓縮級(jí)尺寸實(shí)現(xiàn)，但這種功率減少是有限的。這是由于在多級(jí)干式泵中，氣體在泵的不同級(jí)中，從第一級(jí)的入口處的吸入壓力到最后級(jí)的出口處的大氣壓力，經(jīng)受多次連續(xù)的壓縮作用。在最后排放級(jí)的某一尺寸處開(kāi)始，干式低真空泵在加工室的第一泵送級(jí)期間不再具有泵送大的氣體流量的能力。因此，這種尺寸優(yōu)化不能達(dá)到這里所尋求的約50%的功耗減少。最后壓縮級(jí)中流速的減小受到由驅(qū)動(dòng)循環(huán)體積、泵送速度、和螺茨泵/爪形泵的凸葉的長(zhǎng)度/直徑比所產(chǎn)生的限制。增加泵送速度要求大尺寸真空泵中的最后吸入級(jí)，這與減少所消耗的電功率的愿望相背，減少所消耗的電功率要求在最后壓縮級(jí)中代之以減小的尺寸。而且，建造小尺寸級(jí)要求復(fù)雜或成本高的裝配或機(jī)加工技術(shù)。而且，盡管作了所有減少功耗的努力，但仍有殘留的功耗，尤其是真空泵的任務(wù)是在壓力降低階段之后如在負(fù)載鎖定室中保持現(xiàn)有的真空時(shí)更是如此。還已知這樣的布置，所述布置使得能通過(guò)使用主干式低真空泵和連接到主泵的排放口上的輔助干式真空泵來(lái)減少泵送設(shè)備的總功耗。推薦的輔助泵是隔膜泵、活塞泵或渦旋泵。
為了降低真空設(shè)備的功耗，提出向設(shè)備的主多級(jí)真空泵上添加輔助泵。主干式真空泵如羅茨泵包括第一壓縮級(jí)和最后壓縮級(jí)，該第一壓縮級(jí)通過(guò)吸入口連接到加工室，該最后壓縮級(jí)的排放口連接到包括單向閥的導(dǎo)管上。輔助泵的排放口連接到設(shè)備的主真空泵的末端級(jí)上，并可以與單向閥并行地安裝。輔助泵是初級(jí)gede泵、渦旋泵、活塞泵或隔膜栗。不過(guò)，輔助泵消耗不可忽視量的電功率，這樣限制了該提議的益處。尤其是，當(dāng)主真空泵所泵送的氣體的體積大時(shí)，總耗電量比沒(méi)有輔助泵時(shí)的總耗電量高。然而，為了實(shí)現(xiàn)耗電量減少，必須優(yōu)化幾個(gè)工作參數(shù)，例如輔助泵的泵送速度和進(jìn)入主真空泵的進(jìn)氣壓力。然而，在泵送開(kāi)始時(shí)，不能達(dá)到這種節(jié)能。因而建議用輔助真空泵開(kāi)始排空加工室直至達(dá)到某一壓力閾值，然后開(kāi)動(dòng)主真空泵。一旦達(dá)到所需的壓力，則單獨(dú)用輔助真空泵保持真空。此外，已經(jīng)提出了結(jié)合輔助羅茨泵、爪形或鉤形真空泵一它可以是蠕動(dòng)泵、隔膜泵或螺桿泵一的概念，該輔助泵可以放在主干式低真空泵的出口處。然而，由恒定運(yùn)行所引起的輔助泵的電消耗不能實(shí)現(xiàn)所尋求的顯著節(jié)能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種用于泵送真空室的方法，以便能在短時(shí)期(數(shù)秒)內(nèi)顯著地減少(約50%)干式低真空泵的電消耗(耗電量)。本發(fā)明的另一目的是提出一種泵送設(shè)備，該泵送設(shè)備包括電消耗減少的干式低真空泵。本發(fā)明的再一目的是提出一種用于控制泵送方法的設(shè)備，以用于實(shí)現(xiàn)干式低真空泵的電消耗的顯著減少。本發(fā)明的主題是一種用于通過(guò)泵送設(shè)備進(jìn)行泵送的方法，該泵送設(shè)備包括干式低真空(粗真空)泵，該干式低真空泵裝配有連接到真空室的氣體入口以及通向?qū)Ч艿臍怏w出口。該方法包括以下步驟-用干式低真空泵通過(guò)氣體入口泵送真空室中所含的氣體，-將干式低真空泵的氣體出口連接到噴射器上，
-測(cè)量該干式低真空泵消耗的電功率(電能)和該干式低真空泵出口處的導(dǎo)管中的氣體的壓力，-當(dāng)該干式低真空泵出口處的氣體的壓力隨著該壓力升高而越過(guò)(跨過(guò))設(shè)定值以及由干式低真空泵消耗的電功率隨著該電功率上升而越過(guò)一設(shè)定值時(shí)，在一時(shí)間延遲之后，起動(dòng)噴射器，-當(dāng)由干式低真空泵消耗的電功率隨著該電功率下降而越過(guò)設(shè)定值以及該干式低真空度泵出口處的導(dǎo)管中氣體的壓力隨著該壓力下降而越過(guò)設(shè)定值時(shí)，使該噴射器停止(停止運(yùn)行)。按照本發(fā)明的第一方面，干式低真空泵出口處的導(dǎo)管內(nèi)的氣體壓力的設(shè)定值小于或等于200mbar。按照本發(fā)明的第二方面，由干式低真空泵消耗的電功率的設(shè)定值大于或等于所消耗的最小電功率增加200% (以后的值)。一旦該方法開(kāi)始，就起動(dòng)干式低真空泵，以便在與該干式低真空泵相連的室內(nèi)產(chǎn)生真空。持續(xù)進(jìn)行泵送，直至已經(jīng)達(dá)到干式低真空泵的約為KT1Hibar的主壓力。一旦已經(jīng)達(dá)到該壓力，則致動(dòng)噴射器很短時(shí)間，而低真空泵繼續(xù)運(yùn)行。本發(fā)明在于下述事實(shí)，S卩，通過(guò)將干式低真空泵和噴射器聯(lián)接進(jìn)行輔助的操作僅需數(shù)秒來(lái)使噴射器運(yùn)行，對(duì)于干式低真空泵來(lái)說(shuō)，以低消耗模式運(yùn)行的時(shí)間可以無(wú)限的持續(xù)，只要泵送管路不被供給新氣體流。干式低真空泵通過(guò)噴射器實(shí)現(xiàn)的減壓不需要電力，因?yàn)閲娚淦魇褂脡嚎s的流體。由噴射器消耗的流體與在干式低真空泵上節(jié)省的電力之比因而可以視真空泵的使用情況而定從1/10到大于1/1000變化。本發(fā)明的另一主題是一種泵送設(shè)備，該泵送設(shè)備包括干式低真空泵，該干式低真空泵裝配有連接到真空室的氣體入口和通到導(dǎo)管的氣體出口。該設(shè)備還包括-安放在該干式低真空泵的出口處的導(dǎo)管中的排放單向閥(用于排放的單向閥)，-與該排放單向閥平行安裝的噴射器，該噴射器的吸入口通過(guò)第一管道連接到該導(dǎo)管，該噴射器的排出口通過(guò)第二管道連接到該導(dǎo)管。按照一種變型，連接到噴射器的吸入口上的管道包括吸入(抽吸)單向閥(用于吸入的單向閥)。按照另一變型，噴射器一體形成在一筒(盒，cartouche)中，該筒可以放在該低真空泵的外殼內(nèi)。干式低真空泵可以從單級(jí)干式低真空泵和多級(jí)干式低真空泵中選擇。為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明因此提出通過(guò)使用不消耗電功率的噴射器降低最終壓縮級(jí)內(nèi)的壓力來(lái)減少干式低真空泵的電消耗。為此，本發(fā)明提出使用通常在裝卸領(lǐng)域使用的多級(jí)噴射器，該領(lǐng)域與半導(dǎo)體領(lǐng)域中所用的真空泵不同。噴射器是按照文丘里效應(yīng)的原理工作的靜態(tài)裝置，文丘里效應(yīng)是這樣一種流體動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象氣體或液體顆粒由于在它們的循環(huán)區(qū)域中的瓶頸而被加速，其中在縮窄點(diǎn)處產(chǎn)生吸入作用。當(dāng)壓縮氣體通過(guò)噴嘴時(shí)，穿過(guò)各個(gè)級(jí)產(chǎn)生吸入作用。噴射器使得能在不使用活動(dòng)部件的情況下實(shí)現(xiàn)吸入作用，因 此避免了磨損和維修，而比方說(shuō)隔膜泵或活塞泵情況就不是這樣。噴射器使得能用壓縮流體例如諸如氮?dú)饣驂嚎s空氣的氣體產(chǎn)生真空，因此不消耗電動(dòng)率。此外，這種噴射器很小它的尺寸略大于火柴梗，隔膜泵或活塞泵的情況就不是這樣。因此，該噴射器可以容易地集成到真空泵的外殼中，這使得能顯著節(jié)約體積。按照一種變型，噴射器集成到一筒中，該筒可以放在干式低真空泵的外殼內(nèi)。按照一個(gè)實(shí)施例，干式低真空泵的氣體出口通向裝配有單向閥的導(dǎo)管，該單向閥放在干式低真空泵和噴射器之間。本發(fā)明的泵送設(shè)備使得能降低低真空泵的出口處的壓力，因而減少低真空泵的最后壓縮級(jí)中的發(fā)熱。本發(fā)明的又一主題是一種用于控制上述泵送方法的設(shè)備，該設(shè)備包括-用于測(cè)量該干式低真空泵出口處的導(dǎo)管內(nèi)壓力的機(jī)構(gòu)，-用于測(cè)量由干式低真空泵消耗的電功率的機(jī)構(gòu)，
-用于控制對(duì)噴射器的原動(dòng)(驅(qū)動(dòng))流體供應(yīng)的機(jī)構(gòu)，-用于選擇干式低真空泵的旋轉(zhuǎn)速度的機(jī)構(gòu)。


本發(fā)明的另一些特征和優(yōu)點(diǎn)在閱讀下面自然當(dāng)作非限制性例子的一個(gè)實(shí)施例的說(shuō)明時(shí)和在附圖中變得很明白，其中-圖I示出本發(fā)明的真空設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例，-圖2示意示出噴射器的運(yùn)行，-圖3示出本發(fā)明的泵送方法，-圖4示出由干式低真空泵所消耗的電功率W隨所流逝的時(shí)間T的變化而產(chǎn)生的改變，該電功率W以瓦計(jì)并且在Y軸上示出，該時(shí)間T以秒計(jì)并且在X軸上示出，-圖5示出用于控制本發(fā)明的泵送方法的設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式在圖I所示的本發(fā)明的實(shí)施例中，泵送設(shè)備I包括干式低真空泵2，例如多級(jí)羅茨真空泵，該低真空泵2的吸入口通過(guò)導(dǎo)管3連接到待排空的室4，如負(fù)載鎖定室(加載室)、傳送室或加工室。真空泵2的氣體出口連接到導(dǎo)管5上。排放單向閥6優(yōu)選地放在導(dǎo)管5上，以便能隔開(kāi)低真空泵2的氣體出口 5和單向閥6之間所含的體積7。低真空泵2在其入口處吸入室4的氣體，并將該氣體壓縮以便在其出口處通過(guò)排放單向閥6將氣體排放到導(dǎo)管5中。一旦達(dá)到了低真空泵2的工作壓力極限，則將單向閥6關(guān)閉以便防止從大氣到低真空泵2的氣體出口的任何壓力增加。泵送設(shè)備I還包括平行于排放單向閥6放置的噴射器8，該噴射器的吸入口和排出口分別通過(guò)所安裝的第一管道9和第二管道10連接到導(dǎo)管5上，以便繞過(guò)該導(dǎo)管5。導(dǎo)管
9內(nèi)設(shè)有吸入單向閥11，該吸入單向閥9連接到噴射器8的吸入側(cè)，并將該噴射器8與干式低真空泵2隔離開(kāi)。當(dāng)排放單向閥6關(guān)閉時(shí)，然后可以視低真空泵2所耗的電功率的設(shè)定值Wc和在低真空泵2的氣體出口和單向閥6中所含的體積7內(nèi)測(cè)得的壓力的設(shè)定值Pc的組合而定來(lái)起動(dòng)噴射器8。為了運(yùn)轉(zhuǎn)，噴射器8需要加壓的原動(dòng)流體。該原動(dòng)流體可以例如是氮?dú)饣驂嚎s空氣，向噴射器8的輸入端傳送該原動(dòng)流體一段時(shí)間例如小于3秒,這使得在吸氣單向閥11處減壓，該吸氣單向閥11打開(kāi)，因而能排空2cm3的體積7。在體積7內(nèi)測(cè)得的壓力Pm從1013mbar的大氣壓值下降到比設(shè)定值Pc低的測(cè)得值Pm，該設(shè)定值Pc例如為約200mbar。一旦由低真空泵2消耗的電功率Wm的測(cè)量結(jié)果降到低于設(shè)定值Wc并且在體積7內(nèi)測(cè)得的壓力Pm降到低于設(shè)定值Pc，噴射器8就關(guān)閉。閥11再次關(guān)閉，由此以一其值小于設(shè)定值Pc的壓力Pm隔離2cm3的體積7。該壓力值Pm在真空保持階段期間可以保持24小時(shí)，而不必重新起動(dòng)噴射器8。如果檢測(cè)到使值Pm高于設(shè)定值Pc的壓力增加，則可以再次起動(dòng)噴射器8。通過(guò)設(shè)計(jì)來(lái)使低真空泵2的氣體出口和排放單向閥6之間所含的體積7最小，以便減少噴射器8的尺寸和縮短排空體積7所需的時(shí)間。不過(guò)，根據(jù)需要，噴射器8可以集成到低真空泵2的泵體中以便盡量減小泵的總體積，或者安裝在連接氣體出口 2并包括排放單向閥6的導(dǎo)管5上。例如當(dāng)使用具有約IOOmVh的流速的真空泵時(shí),通過(guò)低真空泵2排空所述室4需要的平均時(shí)間在4秒和18秒之間。對(duì)于6升的平均室體積來(lái)說(shuō)，平均時(shí)間為大約4秒。
如圖2中所示，噴射器20優(yōu)選地是多級(jí)的，并由至少三個(gè)級(jí)構(gòu)成以便在零泵送流量的情況下盡可能快地達(dá)到小于設(shè)定值Pc (例如，約200mbar)的壓力Pm，這樣做以便盡可能多地減少為使噴射器20運(yùn)轉(zhuǎn)所需的壓縮流體(例如，氮?dú)饣蚩諝?的消耗。不過(guò)，視待得到的壓力值Pm而定，噴射器可以由一級(jí)或兩級(jí)制成。噴射器20包括多個(gè)串聯(lián)地裝配以形成若干吸入級(jí)的噴嘴21。每個(gè)噴嘴21都包括與外部空間相連的孔22以及能封閉所述連接孔22的閥23?，F(xiàn)在參見(jiàn)圖3和4，其中示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的泵送方法。當(dāng)真空室處在真空保持階段30時(shí)，低真空泵2以低轉(zhuǎn)速例如50Hz運(yùn)行，這稱為“備用模式”，對(duì)于多級(jí)羅茨真空泵來(lái)說(shuō)，消耗的電功率Wm是適度的，例如約為200W。該消耗的電功率Wm處于最小值Wb，該最小值Wb能保持一段時(shí)間，該段時(shí)間可超過(guò)20小時(shí)。如果真空室4接收更多氣體，則真空泵2的轉(zhuǎn)速加速，從50Hz變到IOOHz，以便達(dá)到它的設(shè)定速度。該速度增加階段31消耗大量電功率，因?yàn)樗朔墒降驼婵毡?內(nèi)所有活動(dòng)部件的慣性力。由低真空泵2所需的電功率Wm快速增加至達(dá)到最大電功率Ws。持續(xù)地測(cè)量低真空泵2所消耗的電功率Wm，以便檢測(cè)當(dāng)所消耗的電功率Wm因上升而達(dá)到并越過(guò)事先設(shè)定的電功率設(shè)定值Wc時(shí)的精確時(shí)刻Tc。在這種情況下，該電功率設(shè)定值Wc選擇成使得盡可能遠(yuǎn)離階段30的最小電功率Wb，例如Wb+200%。電功率設(shè)定值Wc例如通過(guò)檢測(cè)控制低真空泵2的電機(jī)的速度選擇器上的電流閾值進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)噴射器8起動(dòng)時(shí)，對(duì)所消耗的電功率設(shè)定值Wc的檢測(cè)將起動(dòng)一等于Λ (Tc-Td)的時(shí)間延遲32，它與時(shí)刻Td不同。時(shí)間延遲功能使之能在泵送順序中最佳范圍期間一也就是在高速泵送的第一階段31結(jié)束時(shí)而不是在整個(gè)泵送循環(huán)中一開(kāi)啟噴射器8。在那個(gè)最佳范圍之外，噴射器8實(shí)際上不提供真空泵2的功耗方面的顯著節(jié)約。該時(shí)間延遲功能對(duì)待排空的室4接收體積范圍在3升至25升范圍內(nèi)。時(shí)間延遲32包含在O. I秒和10秒之間，并使它能覆蓋許多情況。與此同時(shí)，在體積7內(nèi)測(cè)得的壓力Pm隨著它升高而達(dá)到并通過(guò)它的設(shè)定值Pc。因此，噴射器8的起動(dòng)控制基于觀察體積7內(nèi)測(cè)得的壓力Pm通過(guò)了它的設(shè)定值Pc和測(cè)得的電功率Wm也通過(guò)它的設(shè)定值Wc 二者。這兩個(gè)判據(jù)的組合能優(yōu)化噴射器8內(nèi)的原動(dòng)流體消耗。
噴射器8的起動(dòng)在與低真空泵2的氣體出口相連的導(dǎo)管5的體積7內(nèi)產(chǎn)生低壓。這減少了低真空泵2的最后級(jí)與導(dǎo)管5之間的壓力差異，從而成比例地減少了由低真空泵2消耗的電功率Wm。在輔助泵送階段33期間，噴射器8被起動(dòng)并更快速地放松(減輕其負(fù)擔(dān))低真空泵2，因而補(bǔ)償了抵靠1013mbar的大氣壓力壓縮氣體所需的電功率的增加，這同時(shí)使得體積7內(nèi)的壓力Pm下降。在輔助泵送階段33結(jié)束時(shí)，電功率Wm因下降而再次跨過(guò)設(shè)定值Wc。按下來(lái)，在一定運(yùn)行時(shí)間34之后，在確定的時(shí)刻Ta起動(dòng)噴射器8的停機(jī)35，該確定的時(shí)刻以低真空泵2的氣體出口和排放單向閥6內(nèi)所包含的體積7中壓力Pm的測(cè)量結(jié)果為基礎(chǔ)。一旦位于真空泵2的出口處的體積7內(nèi)的壓力Pm已經(jīng)降到設(shè)定值Pc以下并且由低真空泵2消耗的電功率Wm已經(jīng)低于設(shè)定值Wc，則關(guān)閉吸入單向閥11，以便隔離與噴射器8的吸入側(cè)相連的導(dǎo)管9并且將體積7保持在低于設(shè)定值Pc的壓力Pm下。隨后，停止用原動(dòng)流體供應(yīng)噴射器8以便優(yōu)化流體消耗。 圖5示出噴射器控制設(shè)備。該設(shè)備包括用來(lái)檢測(cè)體積7內(nèi)的壓力設(shè)定值Pc的觸點(diǎn)50和用來(lái)檢測(cè)電功率設(shè)定值Wc的觸點(diǎn)51。與繼電器53相聯(lián)接的閥52控制噴射器8原動(dòng)流體的供應(yīng)。觸點(diǎn)55使之能致動(dòng)速度選擇器56以便在50-100HZ的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)低真空栗2的旋轉(zhuǎn)速度。觸點(diǎn)50和觸點(diǎn)51示出為常開(kāi)的卿，不通)，這對(duì)應(yīng)于其中壓力Pm小于約200mbar的設(shè)定值Pc以及其中所消耗的電功率Wm小于可等于Wb+200%的設(shè)定值Wc的情況。因此，用于控制噴射器8原動(dòng)流體的閥52在這種情況下不能被致動(dòng)。在高速泵送階段31期間，壓力Pm增大直至它在低真空泵2的氣體出口和單向閥6之間所包含的體積7內(nèi)達(dá)到大氣壓力。由干式低真空泵2消耗的電功率Wm也增加。首先，對(duì)檢測(cè)壓力設(shè)定值Pc起反應(yīng)的觸點(diǎn)50轉(zhuǎn)換并變得貫通。其次，接收因上升而跨過(guò)電功率設(shè)定值Wc的信息，并起動(dòng)調(diào)節(jié)到O. I秒和10秒之間值的時(shí)間延遲。在時(shí)間延遲周期結(jié)束時(shí)，觸點(diǎn)51閉合，該觸點(diǎn)51也變成貫通。然后致動(dòng)用于控制噴射器8原動(dòng)流體的閥52以便接通噴射器8，從而能使位于干式低真空泵2的出口處的體積7減壓。閥52由與該閥相連的兩個(gè)繼電器53和54供應(yīng)。繼電器53和54的目的是一旦由低真空泵2消耗的電功率Wm降到低于它的設(shè)定值Wc—在下降時(shí)跨越該值，就保證閥52的自供應(yīng)。噴射器的運(yùn)行使得所消耗的功率Wm減少，直至它跨過(guò)設(shè)定值Wc，使觸點(diǎn)51開(kāi)路。觸點(diǎn)50仍然閉合，閥52由繼電器53和54供應(yīng)。接下來(lái)，當(dāng)在體積7內(nèi)測(cè)得的壓力Pm減小至已經(jīng)達(dá)到低于其設(shè)定值Pc的數(shù)值時(shí)，作用在閥52上的觸點(diǎn)40的開(kāi)路以使原動(dòng)流體停止進(jìn)入噴射器8。若體積7內(nèi)的壓力Pm小于設(shè)定值Pc，并且由真空泵2消耗的電功率Wm小于設(shè)定值Wc，則泵的速度可以從IOOHz減小到50Hz (備用模式)，以便更多地節(jié)省消耗的電力。觸點(diǎn)55閉合使得可以在低真空泵2的電機(jī)的速度選擇器56上直接控制這種到備用模式的轉(zhuǎn)換。該觸點(diǎn)55本身依賴于與閥52平行控制的繼電器53。一旦觸點(diǎn)55開(kāi)路，低真空泵2就自動(dòng)地上升到增加的旋轉(zhuǎn)速度，從50Hz增加到IOOHz?！┰谖捕松线_(dá)到壓力設(shè)定值Pc，則低真空泵2的控制設(shè)備就能將低真空泵2轉(zhuǎn)換到備用模式。備用模式包括自動(dòng)地將低真空泵2的旋轉(zhuǎn)速度從IOOHz減小到50Hz。在該備用模式中，速度減小優(yōu)選地導(dǎo)致額外的節(jié)省由低真空泵消耗的電力。使到備用模式的轉(zhuǎn)換受低真空泵2的出口處的設(shè)定壓力Pc的影響可以盡量減小在該低真空泵的入口處顯著改變?cè)摰驼婵毡?的壓力的所有危險(xiǎn)。在圖4中，曲線36對(duì)應(yīng)于未起動(dòng)噴射器和未使用備用模式時(shí)的操作,而曲線37是在未使用備用模式的情況下得到的?？刂茋娚淦?的設(shè)備使之能根據(jù)涉及由低真空泵2消耗的電功率Wm及在體積7內(nèi)測(cè)得的壓力Pm的判據(jù)的組合接通噴射器8，并能基于涉及由低真空泵2消耗的電功率Wm及在體積7內(nèi)測(cè)得的壓力Pm的判據(jù)的組合切斷噴射器8。如果只考慮因它上升而橫過(guò)壓力設(shè)定值Pc (的事實(shí))，則控制設(shè)備將錯(cuò)誤地使噴射器8接通。如果只使用因上升而橫過(guò)電功率設(shè)定值Wc (的事實(shí))來(lái)控制噴射器8，則低真空泵2只需要變成機(jī)械地粘著以便產(chǎn)生電功率Wm的增加，從而引起噴射器8接通。經(jīng)由低真 空泵2的電機(jī)速度選擇器56對(duì)橫過(guò)電功率設(shè)定值Wc (的事實(shí))進(jìn)行檢測(cè)，使之能得到它升高的信息。電功率設(shè)定值Wc的值必須盡可能遠(yuǎn)離電功率的初始值Wb，以便最大程度地延遲噴射器8的起動(dòng)。為了確保噴射器8僅在低真空泵2運(yùn)行時(shí)才起動(dòng)，將用于檢測(cè)壓力設(shè)定值Pc的觸點(diǎn)50和用于檢測(cè)電功率設(shè)定值Wc的觸點(diǎn)51串聯(lián)安裝。在輔助泵送階段36期間，電功率設(shè)定值Wc在達(dá)到最大電功率閾值Ws之后再次通過(guò)尾端，但所耗的電功率Wm保持遠(yuǎn)離初始電功率值Wb。因此基于電功率設(shè)定值Wc測(cè)量電功率Wm只能一道用來(lái)控制噴射器8。在泵送周期期間，裝備有速度選擇器56的干式低真空泵2當(dāng)需要吸入大的氣體載荷時(shí)減速。這種減速對(duì)應(yīng)于當(dāng)與室4的連接打開(kāi)時(shí)由泵消耗的電功率Wm的增加部分。這證明在干式低真空泵2的入口處測(cè)得的壓力和所消耗的電功率Wm之間的現(xiàn)有關(guān)系。該電功率的增加部分越大，則當(dāng)與室4的連接打開(kāi)時(shí)，真空泵2的旋轉(zhuǎn)速度的初始值就越高。若事先將泵從IOOHz放慢到50Hz，則最大電功率Ws具有低得多的峰值，從而在泵送周期的過(guò)程中稍微優(yōu)化低真空泵2的總消耗。
權(quán)利要求
1.一種通過(guò)泵送設(shè)備進(jìn)行的泵送方法，該泵送設(shè)備包括干式低真空泵，該干式低真空泵裝配有連接到真空室的氣體入口以及通向一導(dǎo)管的氣體出口，該方法包括以下步驟 -用該干式低真空泵通過(guò)氣體入口泵送該真空室中所含的氣體， -將該干式低真空泵的氣體出口連接到一噴射器上， -測(cè)量由該干式低真空泵消耗的電功率以及該干式低真空泵的出口處的導(dǎo)管中的氣體的壓力， -當(dāng)該干式低真空泵的出口處的氣體的壓力升高至越過(guò)一設(shè)定值以及由該干式低真空泵消耗的電功率升高至越過(guò)一設(shè)定值時(shí)，在時(shí)間延遲之后起動(dòng)噴射器， -當(dāng)由該干式低真空泵消耗的電功率降低至已經(jīng)越過(guò)設(shè)定值以及該干式低真空泵的出口處的導(dǎo)管中的氣體的壓力降低至已經(jīng)越過(guò)設(shè)定值時(shí)，使噴射器停止。
2.按照權(quán)利要求I所述的泵送方法，其特征在于，該干式低真空泵出口處的導(dǎo)管內(nèi)的氣體壓力的設(shè)定值小于或等于200mbar。
3.按照權(quán)利要求I或2所述的泵送方法，其特征在于，由該干式低真空泵消耗的電功率的設(shè)定值大于或等于所消耗的最小電功率增大200%。
4.用于實(shí)施按照前述權(quán)利要求之一所述的泵送方法的泵送設(shè)備，包括干式低真空泵，該干式低真空泵裝配有連接到真空室的氣體入口以及通向一導(dǎo)管的氣體出口，該泵送設(shè)備還包括 -安放在干式低真空泵的出口處的導(dǎo)管內(nèi)的排放單向閥， -相對(duì)于該排放單向閥平行安裝的噴射器，該噴射器的吸入口通過(guò)第一管道連接到該導(dǎo)管，該噴射器的排出口通過(guò)第二管道連接到該導(dǎo)管。
5.按照權(quán)利要求4所述的泵送設(shè)備，其特征在于，連接到噴射器吸入口上的管道包括吸入單向閥。
6.按照權(quán)利要求4或5所述的泵送設(shè)備，其特征在于，該噴射器一體形成在一筒中，該筒可以安放在該干式低真空泵的外殼內(nèi)。
7.按照權(quán)利要求4至6之一所述的泵送設(shè)備，其特征在于，該干式低真空泵從單級(jí)干式低真空泵和多級(jí)干式低真空泵中選擇。
8.用于控制按照權(quán)利要求I至3之一所述的泵送方法的設(shè)備，包括 -用于測(cè)量該干式低真空泵的出口處的導(dǎo)管內(nèi)的壓力的機(jī)構(gòu)， -用于測(cè)量由該干式低真空泵消耗的電功率的機(jī)構(gòu)， -用于控制對(duì)噴射器的原動(dòng)流體供應(yīng)的機(jī)構(gòu)， -用于選擇該干式低真空泵的旋轉(zhuǎn)速度的機(jī)構(gòu)。
全文摘要
泵送設(shè)備包括干式低真空泵，它裝備有連接到真空室的氣體入口并且具有通向?qū)Ч艿臍怏w出口；安放在該干式低真空泵的出口處的導(dǎo)管中的傳送單向閥；以及相對(duì)于該傳送單向閥平行安裝的噴射器。泵送方法包括以下步驟利用干式低真空泵通過(guò)氣體入口泵送真空室中所含的氣體；將干式低真空泵的氣體出口連接到噴射器上；測(cè)量由干式低真空泵使用的電功率和該干式低真空泵出口處的管道中的氣體的壓力；當(dāng)干式低真空泵出口處的氣體的壓力升高越過(guò)設(shè)定值和干式低真空泵消耗的電功率升高越過(guò)設(shè)定值時(shí)，在時(shí)間延遲之后，起動(dòng)噴射器；當(dāng)干式低真空泵消耗的電功率下降越過(guò)設(shè)定值和干式低真空泵出口處導(dǎo)管中氣體的壓力下降越過(guò)設(shè)定值時(shí)，使噴射器停止。
文檔編號(hào)F04F5/54GK102713299SQ201080052223
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2010年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日
發(fā)明者T·尼爾 申請(qǐng)人:阿迪克森真空產(chǎn)品公司