CN106662106A - 真空泵系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于对腔室抽真空的真空泵系统，该腔室具体地为锁止腔室或处理腔室，该真空泵系统包括主真空泵(12)，其优选地配置为螺杆泵。该主真空泵(12)的入口(30)与将要被抽真空的所述腔室连接。辅真空泵(24)，具体为罗茨泵，被布置在主真空泵(12)的馈送方向上。所述主真空泵(12)的出口区(32)一方面与主出口(34)连接，并且另一方面与所述辅真空泵的入口(38)连接。进一步，辅真空泵的出口(40)与所述主出口(34)连接。

Description

真空泵系统
技术领域
本发明涉及真空泵系统。
背景技术
真空泵和真空泵系统频繁地用于在短时间内抽空腔室。这通过使用例如螺杆泵、爪型泵或多级罗茨泵的干压缩真空泵来实现。如果需要，可以使用油密封的真空泵，例如转动叶片泵或旋转活塞泵。经常地，多个泵串联和/或半联以便能够在短的时间段内泵浦大的气体容量。
典型应用例如是诸如提供在涂布车间中的锁止腔(“lock chamber”)。锁止腔必须在短的时间段内从大气压力向下抽真空到传送压力(“transfer pressure”)。这通常实现为在20秒到120秒的时间段内传送压力从0.1毫巴到10毫巴。随后，布置在锁止腔和真空泵系统之间的阀可以被关闭。在近似于抽空时间的一到十倍的空闲时间期间关闭该阀。
另一个典型应用涉及例如用于诸如金属的热处理和提纯的大处理腔。在该应用的情形中，典型的泵出时间是2分钟到30分钟。伴随着泵出时间，处理腔到达了期望的低压力水平。然而，相对小的处理气流持续地流动，使得必须持续地确定小的气流。这是占用时间，近似相当于泵出时间的二到十倍。
锁止腔和相应的大处理腔二者需要真空泵系统具有很大的尺寸以便实现短的泵出时间。然而，在空闲时间期间和/或在占用时间期间，不需要泵系统的大自吸能力。这些导致大的电流消耗并且因此高的能耗。
例如，如果螺杆泵用于抽空腔室，例如锁止腔或处理腔，问题出现于在螺杆的转子元件和外罩之间存在一间隙，该间隙并不是用润滑剂密封的，因为这是干压缩的真空泵。间隙的高度特别地取决于转子温度。由于泵媒介时常通过间隙流回，仅在到达工作温度并且因此当间隙很小时才能获得泵的最佳容量。一旦在处理腔中获得设定压力时，取决于泵的类型，将可能减小泵的旋转速度并且因此减小泵送能力，以及如果需要，则关闭泵。然而，这是不利的，因为一旦处理腔中的压力再次超过了设定压力，在获得完全的泵送能力前，泵首先必须再次到达工作温度。这将导致处理腔内不可接受的压力变化。必要的是当超过处理腔内的设定压力时，真空泵能够再次操作在完全的泵送能力，以避免处理腔内的不期望的压力增加以及处理腔内的过多的压力变化。
在锁止腔的情形中，泵优选地必须被保持在标称转速，因为要不然其将不得不在空闲时间的结束处被加速。因此泵出处理将被延长。
在其他的干压缩真空泵中(例如爪型泵、多级罗茨泵和类似的)，也出现这样的问题，即密封间隙需要泵被保持在其工作温度，以确保最大容积流量。
为了减小在空闲和/或时间期间泵和泵系统的能耗，已知有不同的方法：
可以使用具有高的安装体积比的真空泵。然而，技术上可行的体积比受限于制造技术、构造投入和对泵级的鲁棒性和气密性的需求。特别地，仅少量的能耗减小因此可以被实现。另外，还需要这样的解决方案，其能够在泵出到高内部压缩期间避免过压缩。
另外，已知将前级真空泵与串联的罗茨泵结合。该解决方案允许获得整体泵组合的大体积比。然而，不利的是罗茨泵在例如近似100毫巴的高吸入压力处仅在小范围内支持前级泵。由于这样的事实，否则一个很大的电机必须安装在罗茨泵处，并且泵将会遭受大的热负荷。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种真空泵系统，其中一方面，可以确保在不同的工作条件下，真空泵和/或真空泵系统的高的特别是最大容积，并且另一方面，可以减小能耗。
根据本发明，该目的通过根据权利要求1的真空泵系统来实现。
根据本发明的用于对腔室抽真空的真空泵系统，该腔室具体地为锁止腔室或处理腔室，该真空泵系统包括主真空泵。在特别优选的实施例中为螺杆泵的主真空泵的入口直接或间接地与将要被抽真空的腔室连接，其中在主真空泵的入口和将要抽真空的腔室之间的连接线路中布置有开关控制的阀。主真空泵已经与布置在流向下游中的辅真空泵相连接。主真空腔室在其出口侧包括出口区，其具体地为腔室和/或空间。该出口区一方面已经与主出口连接并且另一方面已经与辅真空泵的入口连接。辅真空泵的出口接着与主出口连接。
优选地，辅真空泵是侧流道泵并且特别优选地为罗茨泵。提供罗茨泵是特别有益地，因为所述泵在占用时间期间仅消耗很小量的能量。
为了阻止已经由辅真空泵泵入进主入口的媒介流回入主真空泵的出口区，在主出口内布置止回阀。止回阀布置在主出口内、在辅真空泵的出口进入主出口前的位置处，如在流向上所看到的。止回阀可以是机械或可控和/或开关控制的止回阀。
优选地，主真空泵和辅真空泵布置在共用的外罩中，主真空泵具体地为螺杆泵而辅真空泵具体地为罗茨泵。这允许实现很紧凑的设计。另外，优选地是泵与共用的驱动电机连接。因此可以减小加工和能量成本。
在特别优选的实施例中，主真空泵的至少一个馈送器元件(“feeder element”)和辅真空泵的至少一个馈送器元件被布置在公共轴上。特别地，当螺杆泵提供为主真空泵而罗茨泵提供为辅真空泵时，特别优选地是主真空泵的两个馈送器元件连同辅真空泵的两个馈送器元件中的相应一个一起布置在公共轴上。这允许实现很紧凑和节省能量的设计。这里，特别优选地是驱动电机驱动两个轴中的一个轴并且经由中间齿轮箱或直接经由啮合齿轮来确保第二轴的同步驱动。
主真空泵优选地包括>2的内部压缩并且特别优选地为>3。辅真空泵优选地不包括任意的内部压缩或仅包括<2的很小内部压缩。特别优选地是辅真空泵不包括任意的内部压缩或几乎不包括内部压缩。这有助于加工；由于对于主泵的大分级，辅真空泵的内部压缩是不值得的。
在优选的实施例中，辅真空泵的自吸能力小于主真空泵的自吸能力的具体地小于这导致整体泵(主泵和辅泵)的高内部压缩并且因此导致小的功耗。
以下参考所附附图、基于优选实施例来更为详细地解释本发明。
附图说明
附图示出根据本发明的真空泵系统的优选实施例的示意截面图。
具体实施方式
在本发明的优选实施例的示意图中，螺杆泵12被布置在公共外罩10内。螺杆泵12包括两个螺旋的转子元件18，其分别布置在转子轴14、16上。
两个转子轴14、16通过外罩的中间壁20延伸，每个携带罗茨泵24的转子元件22。
在附图的左手侧上示出的轴14进一步与电驱动电机26连接。
电机26驱动轴14。轴16经由齿轮28来驱动，该齿轮分别与两个轴14、16之一连接。
例如，主真空泵12的入口30经由连接线路31与将要抽真空的腔室(未示出)连接。螺杆泵12接着将媒介馈送到出口区32和/或出口腔32。媒介从那通过主出口34。在主出口34中布置止回阀36。
特别地，在占用操作期间，经由辅真空泵24的入口38来吸入小量的媒介，并且经由辅真空泵的出口40来放出。出口40与主出口34连接，其中如流向上所看到的，该连接实现在止回阀36的主出口34下游内。

Claims (13)

1.一种用于对腔室抽真空的真空泵系统，该腔室具体地为锁止腔室或处理腔室，该真空泵系统包括：
主真空泵(12)，其入口(30)与将要被抽真空的所述腔室连接，
所述主真空泵(12)的如流向中所看到的辅真空泵(24)下游，
其中所述主真空泵(12)包括出口区(32)，其一方面与主出口(34)连接，并且另一方面与所述辅真空泵(24)的入口(38)连接，并且
其中所述辅真空泵的出口(40)与所述主出口(34)连接。
2.根据权利要求1所述的真空泵系统，其特征在于在所述主出口(34)中布置止回阀(36)，其阻止媒体流回进所述出口区(32)。
3.根据权利要求2所述的真空泵系统，其特征在于所述辅真空泵(24)的出口(40)与所述主出口(34)连接在所述止回阀(36)的下游位置处。
4.根据权利要求1‐3的任意一项所述的真空泵系统，其特征在于所述主真空泵(12)和所述辅真空泵(24)布置在共用的外罩(10)中。
5.根据权利要求1‐4的任意一项所述的真空泵系统，其特征在于所述主真空泵(12)和所述辅真空泵(24)与共用的驱动电机(26)连接。
6.根据权利要求1‐5的任意一项所述的真空泵系统，其特征在于所述主真空泵(12)被配置为螺杆泵。
7.根据权利要求1‐6的任意一项所述的真空泵系统，其特征在于所述辅真空泵(24)配置为罗茨泵、爪型泵或侧流道泵。
8.根据权利要求1‐7的任意一项所述的真空泵系统，其特征在于所述主真空泵(12)的至少一个馈送器元件(18)和所述辅真空泵的至少一个馈送器元件(22)被布置在公共轴(14、16)上。
9.根据权利要求8所述的真空泵系统，其特征在于所述主真空泵(12)的两个馈送器元件(18)连同所述辅真空泵(24)的两个馈送器元件(22)的相应一个一起布置在公共轴(14、16)上。
10.根据权利要求8或9所述的真空泵系统，其特征在于所述驱动电机(26)驱动两个轴(14)中的一个轴。
11.根据权利要求1‐10的任意一项所述的真空泵系统，其特征在于所述主真空泵(12)包括至少>2的内部压缩。
12.根据权利要求1‐11的任意一项所述的真空泵系统，其特征在于所述辅真空泵包括小于2的内部压缩，但特别地根本不包括内部压缩。
13.根据权利要求1‐12的任意一项所述的真空泵系统，其特征在于所述辅真空泵(24)的自吸能力小于所述主真空泵(12)自吸能力的特别地小于
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