DE69004566T2

DE69004566T2 - Vakuumpumpeneinheit.

Info

Publication number: DE69004566T2
Application number: DE90911296T
Authority: DE
Inventors: Heinz Buerger; Klaus Handke; Claude Saulgeot
Original assignee: Alcatel CIT SA
Current assignee: Alcatel CIT SA
Priority date: 1989-09-27
Filing date: 1990-07-03
Publication date: 1994-03-10
Anticipated expiration: 2010-07-04
Also published as: FR2652390B1; ES2046791T3; RU1833481C; JPH03504529A; DE69004566D1; EP0445241B1; US5165864A; WO1991005166A1; FR2652390A1; EP0445241A1; JPH0436270B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Vakuumpumpstand.
Ein Vakuumpumpstand besteht normalerweise aus einer Primärpumpen-Untereinheit und einer Sekundärpumpen-Untereinheit, wobei der leerzupumpende Raum mit der Saugseite der Sekundärpumpen-Untereinheit verbunden ist.
Die Druckschrift DE-A-3 444 169 beschreibt ein Pumpsystem, bei dem vorgesehen ist, den Betrieb eines Vakuumpumpstands zu optimieren, indem man die Pumpgeschwindigkeit stromaufwärts in Abhängigkeit vom Verhältnis des aktuellen Werts zum Bezugswert eines oder mehrerer Parameter, wie den Drücken an verschiedenen Punkten, der Temperatur oder der Stromstärke des Antriebsmotors dieser stromaufwärts liegenden Pumpe verändert.
Es ist außerdem bekannt, daß die Rotationsgeschwindigkeit des Antriebsmotors der Sekundärpumpen-Untereinheit vom Druck des zu evakuierenden Raums abhängig gemacht wird, indem ein Unterdruck-Meßgerät verwendet wird. Dies ermöglicht es, wenn das Grenzvakuum erreicht ist, die Geschwindigkeit der Sekundärpumpe zu verringern und so ihre Abnutzung zu begrenzen.
Die Vakuum-Meßgeräte sind jedoch nicht sehr genau.
Das Prinzip der Erfindung besteht darin, nicht auf die Sekundärpumpen-Untereinheit, sondern auf die Primärpumpen- Untereinheit einzuwirken, und insbesondere kein Vakuum-Meßgerät zu verwenden, sondern direkt den elektrischen Strom des Antriebsmotors der Sekundärpumpen-Untereinheit zu verwenden.
In der Anwendung dieser Idee und entsprechend den verschiedenen verwendeten Aufbauten hat die Erfindung zwei verwandte Ausführungsformen.
Gemäß einer ersten Form hat die Erfindung zum Gegenstand einen Pumpstand mit einer Sekundärpumpen-Untereinheit, die von einem Elektromotor M&sub2; in Drehung versetzt wird und aus dem leerzupumpenden Raum ansaugt, und mit einer Primärpumpen- Untereinheit, die von einem Elektromotor M&sub1; in Drehung versetzt wird und deren Saugseite mit dem Auslaß der Sekundärpumpen- Untereinheit verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Elektroniksteuerkreis zur Steuerung der Drehgeschwindigkeit des Elektromotors M&sub1; abhängig von der Stromstärke 12 des Elektromotors M&sub2; aufweist.
Gemäß einer zweiten Form hat die Erfindung zum Gegenstand einen Vakuum-Pumpstand mit einer Sekundärpumpen-Untereinheit, die von einem Elektromotor M&sub2; in Drehung versetzt wird und aus dem leerzupumpenden Raum ansaugt, und mit einer Primärpumpen-Untereinheit, dadurch gekennzeichnet, daß diese Primärpumpen-Untereinheit eine erste Pump-Untereinheit mit großem Durchsatz, die direkt mit dem leerzupumpenden Raum verbunden ist und von einem Elektromotor M'&sub1; angetrieben wird, und eine zweite Pump-Untereinheit mit kleinem Durchsatz aufweist, die von einem Elektromotor M"&sub1; angetrieben wird und deren Saugseite mit dem Auslaß der Sekundärpumpen-Untereinheit verbunden ist, und daß ein Elektroniksteuerkreis den Elektromotor M'&sub1; zum Anhalten bringt, wenn die Stromstärke I&sub2; des Motors M&sub2; unter einen bestimmten Wert sinkt.
Gemäß einem weiteren Merkmal steuert der Elektroniksteuerkreis außerdem die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors M"&sub1; in Abhängigkeit von der Stromstärke des Motors M&sub2;.
Das System ist einfacher, genauer und billiger, als wenn ein Vakuummeßgerät verwendet würde. Man geht also über die Stromstärke des Antriebsmotors der Sekundärpumpen-Untereinheit, denn diese Stromstärke hängt bekanntlich vom Druck des leerzupumpenden Raums ab.
Die Erfindung wird nun unter Bezug auf die beiliegende Zeichnung beschrieben.
Figur 1 ist eine schematische Figur, die einen erfindungsgemäßen Vakuumpumpstand zeigt.
Figur 2 ist eine schematische Figur, die einen erfindungsgemäßen Vakuumpumpstand zeigt, bei dem die Primärpumpen-Untereinheit selbst unterteilt ist in zwei Untereinheiten.
In Figur 1 sieht man einen Vakuumraum 1, mit dem ein Pumpstand verbunden ist, der eine Sekundärpumpen-Untereinheit 6, die von einem Motor M&sub2; in Drehung versetzt wird, und eine Primärpumpen-Untereinheit 2 aufweist, die von einem elektrischen Gleichstrommotor M&sub1; in Drehung versetzt wird.
Der Motor M&sub1; wird unter einer Spannung V&sub1; von einem Elektroniksteuerkreis 7 gespeist, der am Eingang einerseits eine Spannung V von einer Quelle 8 und andererseits ein Signal erhält, das für die Stromstärke I&sub2; des Stroms des Antriebsmotors M&sub2; repräsentativ ist und von einem Stromstärkenmeßkreis 9 erarbeitet wird. Der Steuerkreis 7 liefert am Ausgang eine Spannung V&sub1;, die vom Strom I&sub2; des Motors M&sub2; abhängt. In einem besonderen Fall, der aufgrund seiner Einfachheit interessant ist, ist der Steuerkreis 7 ein einfacher Schwellenkreis, der am Ausgang eine Spannung V&sub1; liefert, die zwei Werte annehmen kann, je nachdem ob der Strom I&sub2; einen bestimmten Wert über- oder unterschreitet.
Mit 10 ist die Versorgung des Motors M&sub2;, mit 11 ein Speisetransformator und mit 12 der Start-Steuerschalter des Standes bezeichnet.
So werden die beiden Pump-Untereinheiten gleichzeitig gestartet. Von Atmosphärendruck bis zu einem Druck von einigen Millibar bleibt die Spannung V&sub1; auf dem Höchstwert und der Motor M&sub1; dreht mit der höchsten Drehgeschwindigkeit. Die Primärpumpen-Untereinheit 2 arbeitet mit einem maximalen Durchsatz und die Zeit für die Druckabsenkung vom Atmosphärendruck bis auf einige Millibar ist die kürzestmögliche. Wenn die Sekundärpumpen-Untereinheit 6 in dem für sie günstigen Bereich zu arbeiten beginnt, bei etwa einem Druck unterhalb von 10 Millibar, nimmt der Strom 12 ab und die Spannung V&sub1; wird auf einen geringen Wert reduziert. So dreht der Gleichstrommotor M&sub1; mit geringer Drehgeschwindigkeit und der Durchsatz der Primärpumpen-Untereinheit 2 wird reduziert, aber ausreichend, um das notwendige Pumpen der Sekundärpumpe 6 aufrechtzuerhalten.
Die Primärpumpen-Untereinheit 2 wird also nur während der Zeit mit voller Drehgeschwindigkeit betrieben, in der man einen großen Durchsatz benötigt, d.h. wenn die Sekundärpumpe nicht in dem für sie günstigen Druckbereich arbeitet und insbesondere zwischen Atmosphärendruck und einigen Millibar. Diese Zeit ist generell relativ kurz, da es einfacher ist, den Druck eines Raums von Atmosphärendruck auf einige Millibar zu senken als anschließend von einigen Millibar auf 10&supmin;&sup6; mbar.
Figur 2 zeigt einen Pumpstand, in dem die Primärpumpen-Untereinheit 2 selbst in zwei Untereinheiten aufgeteilt ist: eine erste Primärpumpen-Untereinheit mit großem Durchsatz 13, die von einem Elektromotor M'&sub1; angetrieben wird, und eine zweite Pump-Untereinheit mit kleinem Durchsatz 14, die von einem Elektromotor M"&sub1; in Drehung versetzt wird. Die Primärpumpen-Untereinheit mit großem Durchsatz 13 ist direkt mit dem Vakuumraum 1 über ein Elektroventil 15 verbunden.
Die Untereinheit 14 ist wie im Fall der Figur 2 mit dem Auslaß der Sekundärpumpen-Untereinheit 6 verbunden.
Der Motor M'&sub1; der Primärpumpen-Untereinheit mit großem Durchsatz 13 wird von der Stromversorgung 8 über einen Schalter 16 gespeist, der von einem Steuerkreis 17 gesteuert wird, welcher am Eingang einerseits die Spannung V der Stromversorgung 8 und andererseits, wie im vorhergehenden Fall, ein für den Strom I&sub2; repräsentatives Signal empfängt. Am Ausgang liefert er einerseits ein Signal der Steuerung des Öffnens oder des Schließens des Schalters 16 und andererseits eine Spannung V"&sub1; in Abhängigkeit vom Strom I&sub2;.
In diesem Beispiel arbeitet die Untereinheit mit großem Durchsatz 13 nur während der Phase der Vor-Evakuierung, solange die Stromstärke I&sub2; höher als ein bestimmter Wert bleibt. Dann wird der Schalter 16 geöffnet und die Pumpe 13 wird angehalten und das Elektroventil 15 wird geschlossen, nur die Pumpe 14 arbeitet dann noch.
Der Steuerkreis 17 kann entweder am Ausgang eine konstante Spannung V"&sub1;, also unabhängig vom Strom I&sub2;, oder, wie im vorhergehenden Fall, eine Spannung V"&sub1; liefern, die einen geringeren Wert annimmt, wenn der Druck im Raum 1 auf einige Millibar gefallen ist. Der Motor M"&sub1; ist ein elektrischer Gleichstrommotor.
Durch die Erfindung dreht die Pumpe bzw. drehen die Pumpen der Primärpumpen-Untereinheit 2 nur während einer kurzen Zeit mit voller Geschwindigkeit, woraus sich eine geringere Abnutzung, geringerer Stromverbrauch, geringere Erwärmung, weniger Vibrationen und ein geringerer Geräuschpegel ergeben. Außerdem wird im Fall der Figur 2 die Pumpe mit großem Durchsatz 13 außerhalb der Vor-Evakuierungsperiode völlig angehalten. Schließlich ist die Verwendung des Stroms I&sub2; der Sekundärpumpe zur Steuerung der Primär-Untereinheit 2 einfacher, präziser und billiger als die Verwendung eines Vakuummeßgeräts.

Claims

1. Vakuum-Pumpstand mit einer Sekundärpumpen-Untereinheit (6), die von einem Elektromotor M&sub2; in Drehung versetzt wird und aus dem leerzupumpenden Raum (1) ansaugt, und mit einer Primärpumpen-Untereinheit (2), die von einem Elektromotor M&sub1; in Drehung versetzt wird und deren Saugseite mit dem Auslaß der Sekundärpumpen-Untereinheit (6) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Elektroniksteuerkreis (7) zur Steuerung der Drehgeschwindigkeit des Elektromotors M&sub1; abhängig von der Stromstärke I&sub2; des Elektromotors M&sub2; aufweist.

2. Vakuum-Pumpstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor M&sub1; ein Gleichstrommotor ist, wobei der Elektroniksteuerkreis auf die Speisespannung V&sub1; des Motors M&sub1; einwirkt.

3. Vakuum-Pumpstand mit einer Sekundärpumpen-Untereinheit (3), die von einem Elektromotor M&sub2; in Drehung versetzt wird und aus dem leerzupumpenden Raum (1) ansaugt, und mit einer Primärpumpen-Untereinheit (2), dadurch gekennzeichnet, daß diese Primärpumpen-Untereinheit (2) eine erste Pump-Untereinheit mit großem Durchsatz (13), die direkt mit dem leerzupumpenden Raum (1) verbunden ist und von einem Elektromotor M"&sub1; angetrieben wird, und eine zweite Pump-Untereinheit mit kleinem Durchsatz (14) aufweist, die von einem Elektromotor M"&sub1; angetrieben wird und deren Saugseite mit dem Auslaß der Sekundärpumpen-Untereinheit (6) verbunden ist, und daß ein Elektroniksteuerkreis (17) den Elektromotor M&sub1; zum Anhalten bringt, wenn die Stromstärke I&sub2; des Motors M&sub2; unter einen bestimmten Wert sinkt.

4. Vakuum-Pumpstand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektroniksteuerkreis (17) außerdem die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors M"&sub1; in Abhängigkeit von der Stromstärke des Motors M&sub2; steuert.

5. Vakuum-Pumpstand nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor M"&sub1; ein Gleichstrommotor ist, wobei der Elektroniksteuerkreis auf die Speisespannung V"&sub1; des Motors M"&sub1; einwirkt.