FR3112175A1 - Pompe à vide de type sèche - Google Patents

Abstract

Pompe à vide (1) de type sèche comportant au moins un dispositif de contrôle thermique (10 ; 20) couplé au stator (2), le au moins un dispositif de contrôle thermique (10 ; 20) comportant une surface de contact (11) en contact avec le stator (2) le long des au moins deux étages de pompage (3a-3f), la surface de contact (11) étant ajourée par au moins une ouverture (12) pour thermaliser le stator (2) de manière plus importante au niveau de la surface de contact (11). Figure d’abrégé: Figure 1

Description

Pompe à vide de type sèche

La présente invention concerne une pompe à vide de type sèche.

Les pompes à vide de type sèche comportent plusieurs étages de pompage en série dans lesquels circule un gaz à pomper entre une aspiration et un refoulement. On distingue parmi les pompes à vide connues, celles à lobes rotatifs également connues sous le nom « Roots » avec deux lobes ou plus ou celles à bec, également connues sous le nom « Claw » ou encore celles à vis.

Ces pompes à vide sont dites « sèches » car en fonctionnement, les rotors tournent à l’intérieur du stator sans aucun contact mécanique entre eux ou avec le stator, ce qui permet de ne pas utiliser d’huile dans l’étage de pompage.

En fonctionnement, la compression des gaz entraine un échauffement important de la pompe à vide. Cette élévation de la température permet d’éviter la condensation ou la solidification en poudre d’espèces gazeuses polluantes à l’intérieur de la pompe à vide. Cependant, dans certaines applications, la température du stator doit être contrôlée de manière à ne pas dépasser un maximum prédéfini au-delà duquel les espèces gazeuses pompées pourraient s’agglomérer dans la pompe et provoquer son grippage. Il peut également être nécessaire de refroidir les paliers des pompes à vide pour éviter tout dysfonctionnement. Certaines parties de la pompe à vide ont donc parfois besoin d’être chauffées tandis que d’autres peuvent avoir besoin d’être refroidies.

Également, le besoin de régulation en température d’une pompe à vide peut ne pas être le même partout, notamment du côté de l’étage haute pression et du côté de l’étage basse pression. En effet, les étages haute pression peuvent être plus chauds que les étages basse pression du fait du taux de compression plus élevé.

De même, le besoin de contrôle de la température n’est pas le même d’une application de pompage à l’autre, selon la nature des espèces gazeuses pompées.

Chaque application de pompage peut donc nécessiter un contrôle spécifique en température, selon la structure de la pompe à vide, la nature et les flux des gaz pompés.

Sur les pompes à vide actuelles, le refroidissement de la pompe à vide est généralement réalisé par circulation d’eau régulée dans des pavés aluminium en contact thermique avec le stator. On utilise soit un seul pavé thermique agencé le long des derniers étages de pompage mais dans ce cas, une seule consigne de température est possible, soit deux boucles de régulation thermique aux deux extrémités de la pompe à vide : une première boucle de refroidissement située du côté de l’étage basse pression permet ainsi un contrôle adapté de la température côté basse pression et une deuxième boucle de refroidissement située du côté de l’étage haute pression permet un autre contrôle côté haute pression. Il est alors possible de différencier les consignes de températures côté basse pression et côté haute pression. Cependant, cette configuration double les couts de régulation car elle nécessite l’emploi de deux capteurs de température et de deux vannes de régulation. Par ailleurs, le contrôle du profil de température manque de précision car toute la structure du stator est régulée en température à partir de ces deux points de mesure. Cela peut ne pas correspondre à certains profils de température du stator présentant plusieurs points chauds ou un point chaud central comme par exemple un profil de température en cloche, plus chaud au centre du fait de la compression des gaz.

Un des buts de la présente invention est de résoudre au moins un des inconvénients de l’état de la technique.

A cet effet, l’invention a pour objet une pompe à vide de type sèche comportant :

- un stator formant au moins deux étages de pompage montés en série entre un orifice d’aspiration et un orifice de refoulement,

- deux arbres de rotors configurés pour tourner de façon synchronisée en sens inverse dans les chambres de compression des étages de pompage,

caractérisée en ce que la pompe à vide comporte en outre au moins un dispositif de contrôle thermique couplé au stator, le au moins un dispositif de contrôle thermique comportant une surface de contact, en contact avec le stator le long des au moins deux étages de pompage, la surface de contact étant ajourée par au moins une ouverture pour thermaliser le stator de manière plus importante au niveau de la surface de contact.

Un seul dispositif de contrôle thermique permet ainsi un contrôle thermique différent sur deux zones du stator, ce contrôle thermique pouvant s’adapter à loisir au profil thermique du stator. En effet, il est très simple et peu couteux de personnaliser la surface de contact à un profil de température souhaité pour une application particulière de pompage, en modifiant simplement la forme et/ou l’aire des ouvertures. Le stator peut être globalement contrôlé en température en n’utilisant qu’une fraction d’un pavé thermique de l’art antérieur. Le dispositif de contrôle thermique à géométrie variable est ainsi facilement modulable et peut répondre aux besoins différents de profils de température du stator. Des profils relativement complexes de contrôle en température peuvent ainsi être élaborés, notamment pour homogénéiser la température du stator au niveau d’un ou de plusieurs points chauds. Il est par exemple possible de ménager les ouvertures selon une cartographie de température détaillée, par exemple mesurée au préalable par caméra thermique ou obtenue par simulation.

La pompe à vide peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques qui sont décrites ci-après, prises seules ou en combinaison.

Le au moins un dispositif de contrôle thermique peut comporter un pavé thermique, configuré pour chauffer ou pour refroidir, et une plaque d’interface thermique interposée entre le pavé thermique et le stator, la plaque d’interface thermique portant la surface de contact, la au moins une ouverture étant ménagée dans la plaque d’interface thermique. Cette solution est simple à réaliser car il suffit de modifier la plaque d’interface thermique pour modifier la réponse thermique du stator. Il est donc possible de modifier facilement la distribution de température du stator en adaptant le design de la plaque d’interface thermique du dispositif de contrôle thermique à l’application de pompage.

La plaque d’interface thermique peut être réalisée dans un matériau métallique. Une plaque d’interface thermique métallique permet d’obtenir une meilleure tenue au fluage.

La plaque d’interface thermique peut être réalisée dans un pad thermique. Le pad thermique est flexible, il est facile à utiliser et permet d’obtenir un très bon contact thermique entre le stator et le pavé thermique, y compris en cas de surfaces irrégulières. Le pad thermique permet en effet de gommer les rugosités, ce qui permet d’éviter les coûts liés à l’obtention de surfaces planes du stator.

Le au moins un dispositif de contrôle thermique peut comporter un bloc thermique, configuré pour chauffer ou pour refroidir, dans lequel des cavités borgnes sont ménagées au niveau des ouvertures pour former la surface de contact. Cette réalisation est simple à obtenir par usinage d’un pavé thermique de l’art antérieur entièrement parallélépipédique où toute la surface du pavé était utilisée.

L’aire de la portion de la surface de contact, en contact avec le dernier étage de pompage dans la direction de circulation des gaz est par exemple supérieure à l’aire de la portion de la surface de contact, en contact avec le premier étage de pompage.

L’aire de la surface de contact est par exemple croissante avec l’ordre d’agencement des étages de pompage dans la direction de circulation des gaz, la portion de la surface de contact, en contact avec le premier étage de pompage à plus basse pression présentant l’aire la plus petite.

La chambre de compression du premier étage de pompage qui est à une pression plus basse que le dernier étage de pompage, est moins chaude car il y a moins de compression des gaz. Les risques de corrosion et de condensation d’espèces solides y sont moindres du fait de cette plus basse pression. Le premier étage de pompage a ainsi moins besoin d’être thermalisé, notamment moins besoin d’être refroidi, que le dernier étage de pompage. En refroidissant plus du côté des derniers étages de pression, on peut obtenir une température relativement homogène le long des étages de pompage.

La surface de contact présente par exemple une pluralité d’ouvertures dont la densité et/ou l’aire diminue le long des au moins deux étages de pompage dans la direction de circulation des gaz.

La pompe à vide comporte par exemple au moins deux dispositifs de contrôle thermique dont les surfaces de contact sont agencées sur un côté respectif du stator.

L’aire de la surface de contact du dispositif de contrôle thermique en contact avec la partie supérieure du stator où sont situées les entrées des chambres de compression peut être inférieure à l’aire de la surface de contact du dispositif de contrôle thermique en contact avec la partie inférieure du stator où sont situées les sorties des chambres de compression. En effet, les entrées des chambres de compression situées dans la partie supérieure du stator sont à plus basse pression que les sorties des chambres de compression situées dans la partie inférieure du stator, la partie supérieure peut donc avoir moins besoin d’être refroidie. En refroidissant plus dans la partie inférieure que dans la partie supérieure, on obtient une température relativement homogène dans les parties supérieures et inférieures de la chambre de compression.

La surface de contact peut présenter une pluralité d’ouvertures dont la densité et/ou l’aire diminue du haut vers le bas.

L’aire de la portion centrale de la surface de contact est par exemple supérieure à l’aire des portions extrémales de la surface de contact.

La pompe à vide peut comporter au moins un capteur de température configuré pour prendre une mesure de la température du stator et une unité de contrôle configurée pour contrôler la température du stator au moyen du au moins un dispositif de contrôle thermique et du au moins un capteur de température.

Les dimensions axiales des rotors et des chambres de compression sont par exemple égales ou décroissantes avec l’ordre d’agencement des étages de pompage, l’étage de pompage situé du côté de l’orifice d’aspiration recevant les rotors de plus grande dimension axiale.

Le stator peut comporter au moins une première et une deuxième demi-coquilles, la pompe à vide comportant au moins un premier et au moins un deuxième dispositifs de contrôle thermique, l’un étant couplé à la première demi-coquille et l’autre étant couplé à la deuxième demi-coquille.

Présentation des dessins

D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes particuliers de réalisation, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels:

La figure 1 montre une vue schématique d’éléments d’une pompe à vide.

La figure 2 montre un premier exemple de réalisation d’un dispositif de contrôle thermique.

La figure 3 montre une variante du premier exemple de réalisation du dispositif de contrôle thermique.

La figure 4A montre une variante de réalisation d’une plaque d’interface thermique du dispositif de contrôle thermique.

La figure 4B montre une autre variante de réalisation d’une plaque d’interface thermique du dispositif de contrôle thermique.

La figure 4C montre une autre variante de réalisation d’une plaque d’interface thermique du dispositif de contrôle thermique.

La figure 4D montre une autre variante de réalisation d’une plaque d’interface thermique du dispositif de contrôle thermique.

La figure 4E montre une autre variante de réalisation d’une plaque d’interface thermique du dispositif de contrôle thermique.

La figure 4F montre une autre variante de réalisation d’une plaque d’interface thermique du dispositif de contrôle thermique.

La figure 5 montre un deuxième exemple de réalisation du dispositif de contrôle thermique.

La figure 6 montre une variante du deuxième exemple de réalisation du dispositif de contrôle thermique.

Sur les figures, les éléments identiques portent les mêmes références. Les dessins sont simplifiés pour faciliter la compréhension.

Les modes de réalisation suivants sont des exemples. Bien que la description fasse référence à un ou plusieurs modes de réalisation, cela ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques ne s'appliquent qu'à un seul mode de réalisation. Des caractéristiques simples de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d'autres modes de réalisation.

On entend par « en amont », un élément qui est placé avant un autre par rapport à la direction de circulation des gaz à pomper. A contrario, on entend par « en aval », un élément placé après un autre par rapport à la direction de circulation du gaz à pomper.

On définit la direction axiale comme la direction longitudinale de la pompe à vide dans laquelle s’étendent les axes de rotation des arbres de rotor.

Les termes « supérieur », « inférieur », « horizontal », « côté », « dessus, « dessous » sont définis en référence à une pompe à vide posée au sol comme illustrée par la figure 1.

La pompe à vide 1 sèche de la figure 1 comporte un stator 2 formant au moins deux étages de pompage 3a-3f montés en série entre un orifice d’aspiration 4 et un orifice de refoulement 5, tel qu’entre deux et dix étages de pompage, six dans l’exemple illustratif de la figure 1. Cette pompe à vide 1 est par exemple une pompe à vide primaire.

La pompe à vide 1 comporte en outre deux arbres 6 de rotors 7 configurés pour tourner de façon synchronisée en sens inverse dans les chambres de compression des étages de pompage 3a-3f pour entrainer un gaz à pomper dans la direction schématisée par des flèches sur la figure 1.

Les rotors 7 présentent par exemple des lobes de profils identiques, par exemple de type « Roots » à deux lobes ou plus ou de type « Claw » ou d’un autre principe similaire de pompe à vide volumétrique. Les arbres 6 portant les rotors 7 sont entrainés par un moteur 8 situé à une extrémité de la pompe à vide 1, du côté de l’orifice de refoulement 5 ou de l’orifice d’aspiration 4 (figure 1).

Chaque étage de pompage 3a-3f du stator 2 est formé par une chambre de compression recevant deux rotors 7 conjugués, les chambres de compression comprenant une entrée et une sortie respectives. Lors de la rotation, le gaz aspiré depuis l’entrée est emprisonné dans le volume engendré par les rotors 7 et le stator 2, puis est entraîné par les rotors 7 vers l’étage suivant.

Les étages de pompage successifs 3a-3f sont raccordés en série les uns à la suite des autres par des canaux inter-étages respectifs raccordant la sortie de l'étage de pompage qui précède à l'entrée de l'étage de pompage qui suit.

L’entrée du premier étage de pompage 3a communique avec l’orifice d’aspiration 4 de la pompe à vide 1. La sortie du dernier étage de pompage 3c communique avec l’orifice de refoulement 5. Les dimensions axiales des rotors 7 et des chambres de compression sont par exemple égales ou décroissantes avec l’ordre d’agencement des étages de pompage 3a-3f dans la direction de pompage des gaz, l’étage de pompage 3a situé du côté de l’orifice d’aspiration 4 recevant les rotors 7 de plus grande dimension axiale.

Ces pompes à vide 1 sont dites « sèches » car en fonctionnement, les rotors 7 tournent à l’intérieur du stator 2 sans aucun contact mécanique entre eux ou avec le stator 2, ce qui permet de ne pas utiliser d’huile dans les étages de pompage 3a-3f.

La pompe à vide 1 comporte en outre au moins un dispositif de contrôle thermique 10 couplé au stator 2. Le au moins un dispositif de contrôle thermique 10 comporte une surface de contact 11, en contact, au moins partiel, avec le stator 2 le long des au moins deux étages de pompage 3a-3f.

La surface de contact 11 est plane. Elle présente de préférence une forme générale s’inscrivant dans une forme rectangulaire dont les grands côtés s’étendent dans la direction axiale. Cette surface de contact 11 est ajourée par au moins une ouverture 12 pour thermaliser le stator 2 de manière plus importante au niveau de la surface de contact 11. Un seul dispositif de contrôle thermique 10 permet ainsi un contrôle thermique différent sur deux zones du stator 2, ce contrôle thermique pouvant s’adapter à loisir au profil thermique du stator 2. En effet, il est très simple et peu couteux de personnaliser la surface de contact 11 à un profil de température souhaité pour une application particulière de pompage, en modifiant simplement la forme et/ou l’aire des ouvertures 12. Le stator 2 peut être globalement contrôlé en température en n’utilisant qu’une fraction d’un pavé thermique de l’art antérieur. Le dispositif de contrôle thermique 10 à géométrie variable est ainsi facilement modulable et peut répondre aux besoins différents de profils de température du stator 2. Des profils relativement complexes de contrôle en température peuvent ainsi être élaborés, notamment pour homogénéiser la température du stator 2 au niveau d’un ou de plusieurs points chauds. Il est par exemple possible de ménager les ouvertures 12 selon une cartographie de température détaillée, par exemple mesurée au préalable par caméra thermique ou obtenue par simulation.

La pompe à vide 1 peut en outre comporter au moins un capteur de température 13 configuré pour prendre une mesure de la température du stator 2 et une unité de contrôle 14 configurée pour contrôler la température du stator 2 au moyen du au moins un dispositif de contrôle thermique 10 et du au moins un capteur de température 13. L’unité de contrôle 14 comporte un contrôleur, microcontrôleur, mémoire et programmes informatiques permettant de réaliser une régulation de la température. C’est par exemple un ordinateur ou un automate programmable industriel. Le capteur de température 13 est par exemple agencé au niveau du dernier étage de pompage 3f du stator 2 dans la direction de pompage des gaz.

Selon un premier mode de réalisation mieux visible sur les figures 2 et 3, le au moins un dispositif de contrôle thermique 10 comporte un bloc thermique parallélépipédique ou pavé thermique 15, configuré pour chauffer ou pour refroidir, et une plaque d’interface thermique 16 interposée entre le pavé thermique 15 et le stator 2, la plaque d’interface thermique 16 portant la surface de contact 11. La au moins une ouverture 12 est ménagée dans la plaque d’interface thermique 16. Cette solution est simple à réaliser car il suffit de modifier la plaque d’interface thermique 16 pour modifier la réponse thermique du stator 2. Il est donc possible de modifier facilement la distribution de température du stator 2 en adaptant le design de la plaque d’interface thermique 16 du dispositif de contrôle thermique 10 à l’application de pompage.

La plaque d’interface thermique 16 est réalisée dans un matériau conducteur thermique, comme par exemple dans un matériau métallique, comme en aluminium ou en alliage ou elle peut être réalisée, par exemple par découpe, dans une feuille de pad thermique, généralement utilisée pour transférer la chaleur de composants électroniques vers des radiateurs. Le pad thermique est flexible, il est facile à utiliser et permet d’obtenir un très bon contact thermique entre le stator 2 et le pavé thermique 15, y compris en cas de surfaces irrégulières. Le pad thermique permet en effet de gommer les rugosités, ce qui permet d’éviter les coûts liés à l’obtention de surfaces planes du stator 2. Une plaque d’interface thermique 16 métallique permet d’obtenir une meilleure tenue au fluage.

L’épaisseur de la plaque d’interface thermique 16 est par exemple comprise entre 0,2 et 1,5mm, comme par exemple 0,5mm.

Le pavé thermique 15 et la plaque d’interface thermique 16 sont fixés au stator 2, par exemple par vissage. Il est à noter que les trous nécessaires pour la fixation de la plaque d’interface thermique 16 ne sont pas des ouvertures 12 ayant une fonction de réduction de la surface de contact 11 de thermalisation.

La figure 2 montre un exemple pour lequel le pavé thermique 15 est chauffant. Il comporte par exemple pour cela une cartouche de résistance électrique chauffante 17 noyée dans un bloc métallique tel qu’un pavé d’aluminium, la cartouche de résistance électrique chauffante 17 pouvant être parcourue par un courant dont le fonctionnement est piloté par l’unité de contrôle 14. Dans le cas d’un pavé thermique 15 chauffant, on préfère une plaque d’interface thermique 16 en matériau métallique.

La figure 3 montre un exemple pour lequel le pavé thermique 15 est refroidissant. Pour cela, le pavé thermique 15 comporte un bloc métallique, tel qu’un pavé d’aluminium, parcouru par un circuit hydraulique 18, tel que de l’eau à température ambiante. Le contrôle de la circulation du liquide, par exemple au moyen d’une vanne de régulation en tout ou rien commandée en ouverture par l’unité de contrôle 14, permet de contrôler la puissance de refroidissement. Dans le cas d’un pavé thermique 15 refroidissant, on préfère une plaque d’interface thermique 16 réalisée dans un pad thermique.

Comme on peut le voir sur la figure 1, l’aire de la portion 11d de la surface de contact 11 en contact avec le dernier étage de pompage 3f dans la direction de circulation des gaz, à plus haute pression, est par exemple supérieure à l’aire de la portion 11a de la surface de contact 11 en contact avec le premier étage de pompage 3a, à plus basse pression. L’aire de la surface de contact 11 est par exemple croissante avec l’ordre d’agencement des étages de pompage 3a-3f dans la direction de circulation des gaz, la portion 11a de la surface de contact 11 en contact avec le premier étage de pompage 3a à plus basse pression présentant l’aire la plus petite. La chambre de compression du premier étage de pompage 3a qui est à une pression plus basse que le dernier étage de pompage 3f, est moins chaude car il y a moins de compression des gaz. Les risques de corrosion et de condensation d’espèces solides y sont moindres du fait de cette plus basse pression. Le premier étage de pompage 3a a ainsi moins besoin d’être thermalisé, notamment moins besoin d’être refroidi, que le dernier étage de pompage 3f. En refroidissant plus du côté des derniers étages de pression, on peut obtenir une température relativement homogène le long des étages de pompage 3a-3f.

Pour cela, la surface de contact 11 présente par exemple une pluralité d’ouvertures 12 dont la densité et/ou l’aire diminue le long des au moins deux étages de pompage 3a-3f dans la direction de circulation des gaz.

Dans l’exemple des figures 1 à 3, la surface de contact 11 présente plusieurs paires (trois) d’ouvertures 12 en vis-à-vis séparées entre elles par une bande de la surface de contact 11. Ces ouvertures 12 sont par exemple ouvertes sur les grands côtés du rectangle dans lequel s’inscrit la forme générale de la surface de contact 11. L’aire des ouvertures 12 diminue le long des étages de pompage 3a-3f dans la direction de circulation des gaz.

La pompe à vide 1 comporte par exemple au moins deux dispositifs de contrôle thermique 10 dont les surfaces de contact 11 respectives sont agencées sur un côté respectif du stator 2. On peut également prévoir deux dispositifs de contrôle thermique 10 par côté et/ou des dispositifs de contrôle thermique 10 au-dessus et en-dessous du stator 2, c’est-à-dire sur les quatre faces du stator 2.

L’aire de la surface de contact 11 du dispositif de contrôle thermique 10 en contact avec la partie supérieure du stator 2 où sont situées les entrées des chambres de compression est par exemple inférieure à l’aire de la surface de contact 11 du dispositif de contrôle thermique 10 en contact avec la partie inférieure du stator 2 où sont situées les sorties des chambres de compression (figure 1). En effet, les entrées des chambres de compression situées dans la partie supérieure du stator 2 sont à plus basse pression que les sorties des chambres de compression situées dans la partie inférieure du stator 2, la partie supérieure peut donc avoir moins besoin d’être refroidie. En refroidissant plus dans la partie inférieure que dans la partie supérieure, on obtient une température relativement homogène dans les parties supérieures et inférieures de la chambre de compression.

Pour cela par exemple, la surface de contact 11 présente une pluralité d’ouvertures 12 dont la densité et/ou l’aire diminue du haut vers le bas.

Selon un exemple particulier de réalisation visible sur la figure 1, le stator 2 comporte au moins une première et au moins une deuxième demi-coquilles 2a, 2b complémentaires. Les demi-coquilles 2a, 2b sont par exemple fermées à leurs extrémités axiales par une première et une deuxième pièce d’extrémité et s’assemblent entre elles selon une surface d’assemblage 19 pour former les chambres de compression des au moins deux étages de pompage 3a-3f. La surface d’assemblage 19 est par exemple une surface d’assemblage plane, passant par exemple par un plan médian de la pompe à vide 1. La surface d’assemblage 19 plane contient par exemple les axes des arbres 6 des rotors 7. Cette surface d’assemblage 19 peut être rigoureusement plane ou peut présenter par exemple des formes en relief complémentaires ou des gorges pour des longerons de joints d’étanchéité entre les demi-coquilles 2a, 2b.

La pompe à vide 1 comporte par exemple au moins un premier et au moins un deuxième dispositifs de contrôle thermique 10, l’un étant couplé à la première demi-coquille 2a et l’autre étant couplé à la deuxième demi-coquille 2b (figure 1). On prévoit par exemple que la pompe à vide 1 comporte au moins quatre dispositifs de contrôle thermique 10, deux premiers dispositifs de contrôle thermique 10 étant couplés sur un côté respectif de la première demi-coquille 2a et deux deuxièmes dispositifs de contrôle thermique 10 étant couplés sur un côté respectif de la deuxième demi-coquille 2b.

L’aire du(des) dispositif(s) de contrôle thermique 10 couplé(s) à la première demi-coquille 2a contenant les entrées des chambres de compression des étages de pompage 3a-3f, c’est-à-dire la demi-coquille 2a supérieure, est par exemple inférieure à l’aire de la surface de contact 11 du(des) dispositif(s) de contrôle thermique 10 couplé(s) à la deuxième demi-coquille 2b contenant les sorties des chambres de compression des étages de pompage 3a-3f, c’est-à-dire la demi-coquille 2b inférieure.

Bien que les figures 1 à 3 illustrent des réalisations similaires pour le design de la plaque d’interface thermique 16, toute forme de réalisation est possible. A ce titre, les figures 4A-4F montrent d’autres exemples de réalisation permettant notamment de distinguer la thermalisation haute et basse du stator 2 en relation avec les positions des entrées/sorties des chambres de compression et la thermalisation droite et gauche du stator 2 en relation avec la position de la succession des étages de pompage 3a-3f dans la série.

Dans l’exemple de la figure 4A, une ouverture 12, ouverte sur un petit côté du rectangle dans lequel s’inscrit la forme générale de la surface de contact 11 délimite la portion de la surface de contact 11, en contact avec le premier étage de pompage 3a de basse pression. Cette ouverture 12 s’étend en s’amenuisant de façon progressive le long les étages de pompage 3a-3f jusqu’à l’avant dernier étage de pompage. L’ouverture 12 présente par exemple une forme générale en « V ». Cette configuration permet une thermalisation progressive, relativement proportionnelle, de plus en plus importante dans la direction de circulation des gaz.

L’exemple de la figure 4B diffère du précédent par le fait qu’ici deux ouvertures 12 sont ouvertes sur un petit côté respectif du rectangle dans lequel s’inscrit la forme générale de la surface de contact 11. Ces ouvertures 12 s’étendent en s’amenuisant le long les étages de pompage 3a-3f en direction du centre du stator 2 où la surface de contact 11 est pleine. Les ouvertures 12 présentent par exemple une forme respective générale en « V ». Cette configuration pour laquelle l’aire de la portion centrale de la surface de contact 11 est supérieure à l’aire des portions extrémales de la surface de contact 11, permet notamment une meilleure homogénéisation de la température d’un stator 2 ayant un profil thermique en cloche avec un point chaud central.

Dans l’exemple de la figure 4C, l’ouverture 12 présente une forme générale rectangle dont les plus grands côtés sont parallèles aux petits côtés du rectangle dans lequel s’inscrit la surface de contact 11 de la plaque d’interface thermique 16. Dans cette réalisation, la plaque d’interface thermique 16 présente un cadre périphérique sans ouvertures, lui conférant une bonne tenue mécanique facilitant la pose, notamment dans le cas d’une réalisation par découpe d’un pad thermique flexible.

Dans l’exemple de la figure 4D, la surface de contact 11 présente deux ouvertures 12 dont l’aire respective augmente du haut vers le bas. La surface de contact 11 présente une première ouverture 12 ménagée au niveau d’une portion de la surface de contact 11, en contact avec une partie supérieure du stator 2 et une deuxième ouverture 12 ménagée au niveau d’une portion de la surface de contact 11, en contact avec une partie inférieure du stator 2. Les ouvertures 12 présentent une forme générale rectangle dont les plus grands côtés sont parallèles aux grands côtés du rectangle dans lequel s’inscrit la surface de contact 11 et donc la plaque d’interface thermique 16.

Dans l’exemple de la figure 4E, la surface de contact 11 présente une pluralité d’ouvertures 12 dont la densité est variable le long des au moins deux étages de pompage 3a-3f. Plus précisément, il y a plus d’ouvertures 12 dans la portion de la surface de contact 11 qui est en contact avec le premier étage de pompage 3a. Ces ouvertures 12 présentent par exemple une forme respective ronde, par exemple de même aire, ce qui est simple à usiner dans une plaque d’interface thermique 16 métallique.

La figure 4F montre un autre exemple pour lequel une répartition thermique particulière peut être obtenue du fait de dimensions variables des ouvertures 12.

Les figures 5 et 6 montrent un deuxième mode de réalisation du dispositif de contrôle thermique 20.

Le au moins un dispositif de contrôle thermique 20 diffère des précédents par le fait qu’il comporte un bloc thermique 21, configuré pour chauffer ou pour refroidir, s’inscrivant de préférence dans une forme parallélépipèdique, d’une seule pièce avec la plaque d’interface thermique 16. Des cavités borgnes sont ménagées au niveau des ouvertures 12 dans le bloc thermique 21 pour former la surface de contact 11. La surface de contact 11 et la au moins une ouverture 12 s’étendent ainsi dans l’épaisseur du bloc thermique 21 sur une distance par exemple comprise entre 0,2 et 1mm comme par exemple 0,3mm. Cette réalisation est simple à obtenir par usinage d’un pavé thermique de l’art antérieur entièrement parallélépipédique où toute la surface du pavé était utilisée.

La figure 5 montre un exemple pour lequel le bloc thermique 21 est configuré pour chauffer. Comme dans le premier mode de réalisation, le bloc thermique 21 comporte par exemple pour cela une cartouche de résistance électrique chauffante 17 pouvant être parcourue par un courant dont le fonctionnement est piloté par l’unité de contrôle 14.

La figure 6 montre un exemple pour lequel le bloc thermique 21 est configuré pour refroidir. Il comporte par exemple pour cela un bloc métallique, tel qu’un bloc d’aluminium, parcouru par un circuit hydraulique 18, tel que de l’eau à température ambiante. Le contrôle de la circulation du liquide, par exemple au moyen d’une vanne de régulation en tout ou rien commandée par l’unité de contrôle 14, permet de contrôler la puissance de refroidissement. Il est ainsi possible de contrôler deux températures différentes au niveau de la surface de contact 11 et au niveau des ouvertures 12, selon le design de la surface de contact 11 le long du stator 2 avec une seule vanne de régulation.

Claims (15)

1. Pompe à vide (1) de type sèche comportant :
   - un stator (2) formant au moins deux étages de pompage (3a-3f) montés en série entre un orifice d’aspiration (4) et un orifice de refoulement (5),
   - deux arbres (6) de rotors (7) configurés pour tourner de façon synchronisée en sens inverse dans les chambres de compression des étages de pompage (3a-3f),
   caractérisée en ce que la pompe à vide (1) comporte en outre au moins un dispositif de contrôle thermique (10 ; 20) couplé au stator (2), le au moins un dispositif de contrôle thermique (10 ; 20) comportant une surface de contact (11) en contact avec le stator (2) le long des au moins deux étages de pompage (3a-3f), la surface de contact (11) étant ajourée par au moins une ouverture (12) pour thermaliser le stator (2) de manière plus importante au niveau de la surface de contact (11).
2. Pompe à vide (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le au moins un dispositif de contrôle thermique (10) comporte un pavé thermique (15), configuré pour chauffer ou pour refroidir, et une plaque d’interface thermique (16) interposée entre le pavé thermique (15) et le stator (2), la plaque d’interface thermique (16) portant la surface de contact (11), la au moins une ouverture (12) étant ménagée dans la plaque d’interface thermique (16).
3. Pompe à vide (1) selon la revendication 2, caractérisée en ce que la plaque d’interface thermique (16) est réalisée dans un matériau métallique.
4. Pompe à vide (1) selon la revendication 2, caractérisée en ce que la plaque d’interface thermique (16) est réalisée dans un pad thermique.
5. Pompe à vide (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le au moins un dispositif de contrôle thermique (20) comporte un bloc thermique (21), configuré pour chauffer ou pour refroidir, dans lequel des cavités borgnes sont ménagées au niveau des ouvertures (12) pour former la surface de contact (11).
6. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l’aire de la portion (11c) de la surface de contact (11) en contact avec le dernier étage de pompage (3f) dans la direction de circulation des gaz est supérieure à l’aire de la portion (11a) de la surface de contact (11) en contact avec le premier étage de pompage (3a).
7. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l’aire de la surface de contact (11) est croissante avec l’ordre d’agencement des étages de pompage (3a-3f) dans la direction de circulation des gaz, la portion (11a) de la surface de contact (11) en contact avec le premier étage de pompage (3a) à plus basse pression présentant l’aire la plus petite.
8. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce que la surface de contact (11) présente une pluralité d’ouvertures (12) dont la densité et/ou l’aire diminue le long des au moins deux étages de pompage (3a-3f) dans la direction de circulation des gaz.
9. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte au moins deux dispositifs de contrôle thermique (10 ; 20) dont les surfaces de contact (11) sont agencées sur un côté respectif du stator (2).
10. Pompe à vide (1) selon la revendication 9, caractérisée en ce que l’aire de la surface de contact (11) du dispositif de contrôle thermique (10 ; 20) en contact avec la partie supérieure du stator (2) où sont situées les entrées des chambres de compression est inférieure à l’aire de la surface de contact (11) du dispositif de contrôle thermique (10 ; 20) en contact avec la partie inférieure du stator (2) où sont situées les sorties des chambres de compression.
11. Pompe à vide (1) selon la revendication 10, caractérisée en ce que la surface de contact (11) présente une pluralité d’ouvertures (12) dont la densité et/ou l’aire diminue du haut vers le bas.
12. Pompe à vide selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l’aire de la portion centrale de la surface de contact (11) est supérieure à l’aire des portions extrémales de la surface de contact (11).
13. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte au moins un capteur de température (13) configuré pour prendre une mesure de la température du stator (2) et une unité de contrôle (14) configurée pour contrôler la température du stator (2) au moyen du au moins un dispositif de contrôle thermique (10 ; 20) et du au moins un capteur de température (13).
14. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les dimensions axiales des rotors (7) et des chambres de compression sont égales ou décroissantes avec l’ordre d’agencement des étages de pompage (3a-3f), l’étage de pompage (3a) situé du côté de l’orifice d’aspiration (4) recevant les rotors (7) de plus grande dimension axiale.
15. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le stator (2) comporte au moins une première et une deuxième demi-coquilles (2a, 2b), la pompe à vide (1) comportant au moins un premier et au moins un deuxième dispositif de contrôle thermique (10 ; 20), l’un étant couplé à la première demi-coquille (2a) et l’autre étant couplé à la deuxième demi-coquille (2b).