JP2023547422A - スクロール真空ポンプを作動させる方法 - Google Patents

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Abstract

スクロールポンプを作動させて、特に監視するための方法であって、本方法は、スクロールポンプによって真空を生成するステップと、スクロールポンプの圧力を決定するステップと、記録された圧力を予め設定された閾値と比較するステップと、記録された圧力が予め設定された閾値を超える場合、警告信号を発するステップとを含む。さらに、本発明は、本方法を実行するためのスクロールポンプに関する。【選択図】 図1A

Description

本発明は、スクロールポンプを作動させて、特にスクロールポンプを監視する方法、並びにそのようなスクロールポンプに関する。
よく知られているスクロールポンプは、入口及び出口を有するハウジングを備えている。この場合、第1のスクロール要素は、ハウジング内に配置され、ハウジングに結合されているので、第1のスクロール要素は、ステータとして機能する。この場合、第1のスクロール要素は、基部と、基部から延びる基本的に螺旋状の壁とを有する。さらに、ハウジング内に配置された第2のスクロール要素は、電動モータによって駆動されて第1のスクロール要素の周りを周回する。この場合、同様に、第2のスクロール要素は、基部と、基部から延びる基本的に螺旋状の壁を有する。この場合、第1のスクロール要素の壁と第2のスクロール要素の壁は、互いの中で入れ子になっており、少なくとも部分的な範囲で個々のポンプ室が作り出される。第1のスクロール要素に対する第2のスクロール要素の相対運動により、ガス状媒体は入口から出口まで移送される。
ポンプ室をできるだけ気密に設計するために、第1のスクロール要素の基部と反対側にある螺旋壁の端部と、第2のスクロール要素の基部との間にはシールが配置されている。同様に、第2のスクロール要素の基部と反対側にある螺旋状の壁の端部と、第1のスクロール要素の基部との間にはシールが配置されている。このシールは、第1のスクロール要素と第2のスクロール要素との間の相対運動によって摩耗する。
従って、ポンプ室の気密性は有効寿命を通して低下し、スクロールポンプの保守整備の際にそれぞれのシールを交換する必要がある。
一般的なスクロールポンプの場合、このような保守整備は、予め設定された作動時間の後に想定される。この場合、作動時間は製造者によって設定され、スクロールポンプの実際の作動パラメータには依存しない。従って、次の保守整備までの予め設定された作動時間は、全てシールの摩耗及び断裂に影響を与える、作動負荷、搬送されるガス、製造品質の偏差などとは無関係である。従って、例えば、摩耗が進んだ場合にシールの交換が遅くなることがよくあるので、スクロールポンプ自体の性能を十分に発揮できない。しかしながら、これは、スクロールポンプが真空を供給する用途に悪影響を及ぼす。あるいは、摩耗が少ない場合、シールの交換が早すぎるので、保守整備の間隔が短くなり、コスト増加につながる。
本発明の課題は、最適な性能が保証されると共に保守整備コストが削減される方法、並びにスクロールポンプを提供することである。
この課題は、請求項1又は2に記載のスクロールポンプを作動させる方法、及び請求項12に記載のスクロールポンプによって解決される。
本発明によるスクロールポンプを作動させて、特にスクロールポンプを監視するための方法は、
a)スクロールポンプによって真空を生成するステップと、
b)スクロールポンプの圧力を測定するステップと、
c)記録された圧力を、予め設定された閾値と比較するステップと、
d)記録された圧力が予め設定された閾値を超える場合、警告信号を発するステップと、
を含む。
この場合、記録された圧力は、特に終端圧力、すなわち、スクロールポンプが作り出すことができる最大真空又は最低圧力である。あるいは、最初の時点で決定された圧力と後の時点で決定された圧力との間に比較可能性があるように、同じポンプ条件下で記録された圧力とすることも可能である。スクロールポンプの圧力を決定することは、スクロールポンプの圧力を記録すること、又は、スクロールポンプの記録された圧力を決定することを含むことができる。
この場合、予め設定された閾値は、達成できるスクロールポンプの可能性のある圧力、特に終端圧力の仕様とすること、又は、例えば、ユーザの要求によって決定することができる。この場合、閾値は、複数のスクロールポンプに関して同じとすることができる、又はスクロールポンプのタイプ又は構造によって設定される。スクロールポンプが予め設定された閾値を超える終端圧力に達した場合、すなわち、予め設定された閾値よりも大きく、スクロールポンプによって適切な真空が生成されない場合、警告信号が発せられる。警告信号に基づいて、ユーザは、保守整備が必要であること、特にスクロールポンプのシールを交換する必要があることを理解する。従って、スクロールポンプの交換又は保守整備は、基本的にシールの摩耗に影響される実際のスクロールポンプの終端圧力によって案内されるので、保守整備間隔は予め設定された作動時間と無関係であり、特に作動負荷、搬送されたガス、スクロールポンプの製造品質の偏差が考慮される。従って、例えば、摩耗が少ない場合は、現在指定されている作動時間よりも保守整備間隔を著しく長くすることができる。これにより、保守整備間隔を長くして、コストを削減することができる。しかしながら、スクロールポンプの作動によって摩耗が進み、予め設定された作動時間よりも前にスクロールポンプが所要の終端圧力に達し、結果としてスクロールポンプの性能が低下した場合、スクロールポンプの最適な性能を常に保証するために、スクロールポンプの保守整備が早期に開始される。
好ましくは、終端圧力は入口で決定される。スクロール機構の中の流量特性はここでは無関係であり、終端圧力は直接記録することができる。代替的に又は追加的に、圧力は入口で直接記録されず、スクロール機構の中の圧力センサによって記録され、終端圧力又はシールの摩耗は、記録された圧力に基づいて推測される。
好ましくは、予め設定された第1の閾値を超えると第1の警告信号が発生し、予め設定された第2の閾値を超えると第2の警告信号が発生する。この場合、特に、第1の閾値は、第2の閾値を下回る。このようにして、シールの状態をユーザに示すことができる。特に、第1の閾値及び/又は第2の閾値は、シールの品質と関連付けることができる。従って、例えば第1の閾値を超えて第1の警告信号が生じる場合、シールの品質は低下しているが、さらなる作動は可能である。対応する保守整備を行うことができる。第2の閾値を超えた場合、シール品質は性能不良を引き起こすほど低下しており、信頼性の高い作動はもはや不可能であり、保守整備が必要である。特に、追加の閾値を想定することができ、好ましくは、達成された終端圧力と予め設定された終端圧力との連続的な比較、及び、例えば、シール品質の連続的なパーセント表示が可能である。
好ましくは、残りの作動時間は、達成された終端圧力から予測されて表示される。この場合、残りの作動時間は、前の期間の真空ポンプの負荷、前の期間のシールの摩耗、必要な作動圧力、作動温度などに基づいて計算することができる。従って、保守整備を早期に計画することができ、真空ポンプの停止を防止することができる。
好ましくは、終端圧力が生成される前に、スクロールポンプの入口に配置された吸気弁が閉じられる。この場合、終端圧力は、スクロールポンプから出発して、吸気弁の前で測定又は記録される。特に、作動時、到達した圧力が終端圧力であるか、すなわち生成することができる最大真空又は達成できる最低圧力であるか、又は、到達した圧力がガス負荷に伴う作動圧力であるかは即座に分からない。吸気弁を閉じることで、スクロールポンプはガス負荷から明確に分離され、現在、生成及び記録されている圧力は、いかなる場合でもスクロールポンプの終端圧力に対応する。これにより、可能性のあるガス負荷の有無にかかわらず、常に正しい終端圧力が記録されることが保証される。
警告信号は、好ましくは、光学信号及び/又は音響信号及び/又は通信装置によって送ることができるデータ信号である。この場合、光学的又は音響的な警告信号は、スクロールポンプによって直接、又はスクロールポンプ上の警告装置によって生成することができる。あるいは、光学信号及び/又は音響信号は、例えば外部制御装置のような追加の装置で生成される。特に、データ信号は、ユーザによるスクロールポンプの制御のために、通信装置によってユーザインタフェースに転送される。代替的に又は追加的に、データ信号は、スクロールポンプの保守整備の自動起動のために、製造業者に転送される。
好ましくは、上記の方法は、予め設定された時間間隔で実行される。特に、予め設定された時間間隔は、終端圧力が予め設定された閾値に近づくほど(予め設定された閾値を超えることなく)短くすることができる。あるいは、上記の方法は、ユーザによるユーザ入力又は入力信号に基づいて起動されるので、スクロールポンプの監視は、ユーザが起動させることができる。
好ましくは、作動時、スクロールポンプの入口で作動圧力が測定され、測定された作動圧力が第2の閾値を下回る場合、スクロールポンプの回転速度が低減される。これは、作動圧力に応じた回転速度の連続的な調整とすることができる。あるいは、スクロールポンプの回転速度は、スクロールポンプの入口の作動圧力が第2の閾値を上回るまで段階的に低下させることも可能である。特に、スクロールポンプの入口には、到達した終端圧力を記録するための圧力センサが想定されているため、この圧力センサは、例えばガス負荷に伴って生じる作動圧力を記録するために、スクロールポンプの作動時に使用することができる。通常作動時、ポンプ入口のガス負荷はほぼ一定であり、ガス負荷に伴って生じる記録された作動圧力も一定であろう。同じことが循環作動にも当てはまり、特定の一定時間後にほぼ同じ圧力に到達し、作動圧力として使用される。作動圧力が第2の閾値を下回ると、回転速度を低下させることによってスクロールポンプの出力を下げることができ、これによってエネルギーを節約すること及びシールの摩耗を防止することができる。このため、効率的な圧力制御を行うことができ、シール寿命を延ばすことができ、保守整備コストを削減することができ、最適な性能を保証することができる。特に、この場合、第1の閾値は、第2の閾値よりも大きい。
好ましくは、作動圧力は、記録された圧力として使用することができ、作動圧力と第1の閾値との比較は、警告信号を発するために使用することができる。
好ましくは、吸気弁は、スクロールポンプがオフになると閉じられる。代替的に又は追加的に、吸気弁は、スクロールポンプの故障時に閉じられる。従って、設けられる吸気弁は、終端圧力の生成時のスクロールポンプを監視することを目的とており、さらに、吸気弁は、スクロールポンプが停止した場合又はスクロールポンプが故障した場合に、接続された真空システムが再通気されるのを防ぐことができる。
好ましくは、ガス負荷は、入口で記録される。ガス負荷が存在し、圧力が予め設定された基準値である場合、これは終端圧力ではないはずなので圧力の測定は行われない、又は終端圧力を決定する際に記録されたガス負荷が考慮される。
本発明は、さらに、スクロールポンプを作動させて、特にスクロールポンプを監視するための方法に関し、本方法は、
a)スクロールポンプによって真空を生成するステップと、
b)スクロールポンプの第1の圧力及びスクロールポンプの第2の圧力を記録するステップと、
c)第1の圧力と第2の圧力との間の圧力差を、予め設定された閾値と比較するステップと、
d)圧力差が予め設定された閾値を下回る場合、警告信号を発するステップと、
を含む。
この場合、第1の圧力及び第2の圧力は、スクロールポンプの中の異なる位置で記録される。従って、例えば、第1の圧力は入口で直接記録することができ、第2の圧力はスクロール機構の中で記録することができる。あるいは、第1の圧力及び第2の圧力は、スクロール機構に沿って異なる位置で記録される。圧力差に基づいて、シールの摩耗を推測することができる。第1の圧力の記録位置及び第2の圧力の記録位置は変わらないので、圧力差の変化はシールの摩耗に起因する。ここでシールのシール効果が低下すると、スクロールポンプの流路に沿った2点間の圧力差は、比例的に変化する。従って、この圧力差に基づいて、スクロール機構のシールの状態を推測することができる。圧力差が予め設定された閾値を下回ると、警告信号が発せられる。この場合、閾値は、複数のスクロールポンプで共通にすること又はスクロールポンプの種類又は構造によって設定することができる。警告信号に基づいて、ユーザは、保守整備が必要であること、特にスクロールポンプのシールを交換する必要があることを理解する。スクロールポンプの交換又は保守整備は、基本的にシールの摩耗に影響される実際のスクロールポンプの終端圧力によって案内されるので、保守整備間隔は予め設定された作動時間と無関係であり、特に作動負荷、搬送されるガス、スクロールポンプの製造品質の偏差が考慮される。従って、例えば、摩耗がある場合、保守整備間隔は、現在指定されている運転時間よりも顕著に長くすることができる。
これにより、保守整備間隔を長くしてコストを削減することができる。しかしながら、スクロールポンプの作動によって摩耗が進み、予め設定された運転時間よりも前にスクロールポンプが所要の終端圧力に達し、結果としてスクロールポンプの性能が低下した場合、スクロールポンプの最適な性能を常に保証するために、スクロールポンプの保守整備が早期に開始される。
さらに、本方法は、上述した特徴に基づいてさらに発展される。特に、上述した2つの方法の特徴は、互いに自由に組み合わせることができる。例えば、第1の圧力及び第2の圧力は、作動時に常に記録することができ、例えば、第1の圧力は入口で直接記録される。圧力差からシールの状態を推測することができる。しかしながら、ガス負荷が存在する場合、第1の圧力は、終端圧力として適用して閾値と比較することができる。代替的に又は追加的に、決定された圧力差から終端圧力を推測し、決定された終端圧力と閾値とを比較することができる。このように、2つの方法の結果は互いに組み合わせることができ、シールの摩耗に関する予測精度の向上を達成するために使用することができる。
さらに、本発明は、入口及び出口を有するハウジングを備えたスクロールポンプに関する。特に、第1のスクロール要素は、ハウジング内に配置されてハウジングに結合され、第1のスクロール要素は、ステータとして機能するようになっている。この場合、第1のスクロール要素は、基部と、基部から延びる基本的に螺旋状の壁とを有する。又はウジング内に配置された第2のスクロール要素は、電動モータによって駆動されて第1のスクロール要素の周りを周回する。同様に、第2のスクロール要素は、基部と、基部から延びる基本的に螺旋状の壁を有する。この場合、第1のスクロール要素の壁と第2のスクロール要素の壁は、互いの中に入れ子になっており、少なくとも部分的な範囲で個々のポンプ室が作り出される。
第1のスクロール要素に対する第2のスクロール要素の相対運動により、ガス状媒体は入口から出口まで移送される。ポンプ室をできるだけ気密に設計するために、第1のスクロール要素の基部と反対側にある螺旋壁の端部と、第2のスクロール要素の基部との間にはシールが配置されている。同様に、第2のスクロール要素の基部と反対側にある螺旋状の壁の端部と、第1のスクロール要素の基部との間にはシールが配置されている。
本発明によれば、制御装置は、スクロールポンプを制御するためにスクロールポンプに接続されている。さらに、スクロールポンプの圧力を記録するために、少なくとも1つの圧力センサが想定されている。圧力センサは、制御装置に接続されている。この場合、制御装置は、上述した方法を実行するように設計されている。
好ましくは、圧力センサは、ガス負荷が存在しない場合に、入口の圧力、特に終端圧力を直接記録するために、スクロールポンプの入口に配置される。あるいは、記録された圧力は、特にガス負荷に伴う作動圧力である。
好ましくは、圧力センサは、第1のスクロール要素及び第2のスクロール要素によって形成されるスクロール機構の中に配置される。この場合、実際の終端圧力ではなく、終端圧力よりも大きな圧力が測定される。しかしながら、終端圧力に関して適宜結論を出すことができる、又はスクロール機構の中で記録された圧力から同様にシールの摩耗を推測することができる。これにより、圧力センサの設計をより単純にすることができ、より経済的になる。
好ましくは、第1の圧力センサ及び第2の圧力センサが提供され、第1の圧力センサ及び第2の圧力センサは、スクロール機構の中に配置され、制御装置に接続される。あるいは、第1の圧力センサはスクロールポンプの入口に配置され、第2の圧力センサはスクロール機構の中に配置される。
従って、2つの圧力が記録され、特に、シールの状態は、第1の圧力センサと第2の圧力センサとの間の圧力差から推測することができる。
好ましくは、吸気弁がスクロールポンプの入口に配置され、吸気弁は、制御装置に接続され、制御装置は、終端圧力を決定するために吸気弁を閉じるように設計されている。加えて、接続された真空システムが再通気されるのを防ぐために、吸気弁は、スクロールポンプのスイッチがオフになった場合に及び/又はスクロールポンプが故障した場合に制御装置によって閉じることができる。
好ましくは、制御装置及び/又は圧力センサ及び/又は吸気弁は、スクロールポンプのハウジング内に配置される。これにより、スクロールポンプの単純かつコンパクトな構造が実現される。同時に、スクロールポンプを監視する方法を実施するための圧力センサ及び吸気弁の両方が存在することが保証され、ユーザが別々に準備する必要がない。
好ましくは、スクロールポンプは、圧力センサによって記録された作動圧力及び/又は記録された終端圧力及び/又は生成された警告信号を送るための通信装置を有する。この場合、作動圧力、終端圧力及び/又は生成された警告信号は、記録された作動圧力、記録された終端圧力、及び/又は生成された警告信号をユーザが分かるように、ユーザインタフェースに送ることができる。代替的に又は追加的に、この情報は、スクロールポンプの監視のために、真空ポンプの製造業者に送ることができる。
代替的に又は追加的に、スクロールポンプは、到達した終端圧力が予め設定された閾値を超えた場合に光学的及び/又は音響的な警告を発するための警告装置を備える。
以下、本発明は、添付の図面を参照して、好ましい実施形態に基づいてさらに説明される。
スクロールポンプの概略図を示す。 スクロールポンプの概略図を示す。 スクロールポンプの詳細図を示す。 本発明による方法のプロセスの流れを示す。 本発明によるスクロールポンプの概略図を示す。 本発明による方法のさらなる実施形態のプロセスの流れを示す。
図1Aは、入口12及び出口14を画定するハウジングを有するスクロールポンプの断面を示す。ハウジングには、ステータとして機能する第1のスクロール要素16が結合されている。さらに、ハウジング10内には、第2のスクロール要素18が配置されており、第2のスクロール要素18は、第1のスクロール要素16の周りを周回する。この場合、第2のスクロール要素18は、電気モータ22によって駆動される軸20に結合されており、第2のスクロール要素18は、共通の軸34の周りを回転するようになっている。
第1のスクロール要素16は、基部26と、基部26から延びる基本的に螺旋状の第1の壁28とを有する。
さらに、第2のスクロール要素18は、第2の基部30と、第2の基部30から延び、第1の壁28に係合する又はそれに適合する基本的に螺旋状の第2の壁32を有する。第1の壁28及び第2の壁32は、ポンプ室33の少なくとも一部を画定し、第2のスクロール要素18の移動時に、ガス状媒体は入口12から出口14まで搬送されるようになっている。
図2は、第1の壁28の詳細図の一例を示す。この場合、第1のスクロール要素16の第1の壁28は、第2のスクロール要素18の第2の基部30に向かい合い、第1のスクロール要素16の第1の基部26の反対側に配置される第1の端部40を有する。第1の壁28の第1の端部40には、第2のスクロール要素18の第2の基部30と接触するシール要素42が配置されている。この場合、シール要素は、基本的に螺旋状の第1の壁28の少なくとも一部、好ましくは全長にわたって延びる。同様に、シール要素は、第2のスクロール要素18の螺旋状の壁の端部に設けられており、これは基部26と接触する。
シール要素42と、反対側に位置する第2のスクロール要素18の表面44との間の接触により、第1のスクロール要素16と第2のスクロール要素18との間の相対運動に起因して、シール要素42が摩耗する。この摩耗によって、シール要素42のシール作用が低下するので、それぞれのポンプ室33の気密性が低下し、スクロールポンプの出力が同様に低下する。
図3は、スクロールポンプの作動及び/又は監視のための本発明による方法によるフロー図であり、
a)スクロールポンプによって終端圧力を生成するステップ、S01と、
b)スクロールポンプの入口で達成された終端圧力を記録するステップ、S02と、
c)達成された終端圧力を予め設定された閾値と比較するステップ、S03と、
d)達成された終端圧力が予め設定された閾値を超える場合、警告信号を発するステップ、S04と、
を含む。
このように、達成された終端圧力に基づいて、シール要素42を交換する必要があるか否かを決定することができる。これによって、保守整備間隔をシール要素の実際の摩耗に適合させることができ、早すぎる又は遅すぎる保守整備を防止することができる。
図4は、スクロールポンプの概略構造を示す。この場合、図1のようなスクロール機構60が設けられている。スクロール機構60は、スクロール機構60の動作を制御するための制御装置62に接続されている。スクロール機構60の入口12には吸気弁64が接続されている。吸気弁64は、真空装置又は受入容器66に接続することができる。この場合、吸気弁64は、制御装置62との接続部を有する。吸気弁64とスクロール機構60との間で、スクロール機構60の入口12での圧力が圧力センサ68によって測定される。この場合、ステップS01によれば、スクロール機構60によって終端圧力がもたらされ、この終端圧力は、圧力センサ68によって記録される。この終端圧力が予め設定された閾値を超える場合、警告装置70によって警告信号が発せられ、スクロールポンプ、特にシール要素42を保守整備する必要があることがユーザに示される。あるいは、制御装置62は、通信装置(図示せず)によってデータ信号を出力することができ、このデータ信号は、真空ポンプの監視のために、データインターフェース72によって、ユーザのユーザインタフェース又は製造業者に送ることができる。この場合、スクロール機構60、吸気弁64、圧力センサ68及び制御装置62は、共通のハウジング74内に配置されており、これにより特にコンパクトな構造が達成される。
図5によれば、スクロールポンプによって終端圧力が生成される前に、ステップS11において、吸気弁64が閉じられる。従って、スクロール機構60におけるガス負荷が防止され、圧力センサ68によって、実際に達成可能な最大真空又はスクロール機構60によって達成可能な最低圧力が記録される。このようにして記録された終端圧力に基づいて、スクロール機構60のシール要素42の摩耗又は状態に関して信頼できる結論を導き出すことができ、必要であれば保守整備を開始することができる。
同様に、作動時、圧力センサ68によって、作動圧力を記録することができ、これは例えばガス負荷も記録する。この作動圧力が予め設定された第2の閾値を下回る場合、スクロール機構60の回転速度又は出力は、制御装置62によって低下させることができ、これによってスクロール機構は第2の閾値に応じた適切な真空を生成し続けるが、省エネ様式である。従って、圧力センサは、2つの機能を有し、第1の機能は、シール要素42の摩耗を決定するために終端圧力を記録する機能であり、第2の機能は、エネルギー節約のために作動圧力を記録する機能である。
同様に、吸気弁64は2つの機能を有する。第1に、吸気弁64は、受入容器66からガス負荷を分離するために、上記のように使用することができ、スクロール機構60によって生成することができる終端圧力を正確に決定することができるようになっている。さらに、スクロールポンプがオフにされた場合又はスクロール機構60に故障が生じた場合、吸気弁64は閉じることができ、スクロールポンプによる受入容器の戻り通気(return ventilation)が防止される。
10 ハウジング
12 入口
14 出口
60 スクロール機構
62 制御装置
68 圧力センサ
この課題は、請求項1又は2に記載のスクロールポンプを作動させる方法、及び請求項10に記載のスクロールポンプによって解決される。
本発明によるスクロールポンプを作動させて、特にスクロールポンプを監視するための方法は、
a)スクロールポンプによって真空を生成するステップと、
b)スクロールポンプの圧力を測定するステップと、
c)記録された圧力を、予め設定された閾値と比較するステップと、
d)記録された圧力が予め設定された閾値を超える場合、警告信号を発するステップと、
を含み、記録された圧力は終端圧力であり、警告信号は、到達した終端圧力から予測される残りの作動時間に対応する
この場合、記録された圧力は、終端圧力、すなわち、スクロールポンプが作り出すことができる最大真空又は最低圧力である。あるいは、最初の時点で決定された圧力と後の時点で決定された圧力との間に比較可能性があるように、同じポンプ条件下で記録された圧力とすることも可能である。スクロールポンプの圧力を決定することは、スクロールポンプの圧力を記録すること、又は、スクロールポンプの記録された圧力を決定することを含むことができる。
本発明によれば、残りの作動時間は、達成された終端圧力から予測されて表示される。この場合、残りの作動時間は、前の期間の真空ポンプの負荷、前の期間のシールの摩耗、必要な作動圧力、作動温度などに基づいて計算することができる。従って、保守整備を早期に計画することができ、真空ポンプの停止を防止することができる。
本発明は、さらに、スクロールポンプを作動させて、特にスクロールポンプを監視するための方法に関し、本方法は、
a)スクロールポンプによって真空を生成するステップと、
b)スクロールポンプの第1の圧力及びスクロールポンプの第2の圧力を記録するステップと、
c)第1の圧力と第2の圧力との間の圧力差を、予め設定された閾値と比較するステップと、
d)圧力差が予め設定された閾値を下回る場合、警告信号を発するステップと、
を含み、終端圧力は、圧力差から決定され、警告信号は、到達した終端圧力から予測される残りの作動時間に対応する

Claims (19)

  1. スクロールポンプを作動させて、特に監視するための方法であって、
    a)前記スクロールポンプによって真空を生成するステップと、
    b)前記スクロールポンプの圧力を測定するステップと、
    c)前記記録された圧力を予め設定された閾値と比較するステップと、
    d)前記記録された圧力が前記予め設定された閾値を超える場合、警告信号を発するステップと、
    を含む方法。
  2. スクロールポンプを作動させて、特に監視するための方法であって、
    e)前記スクロールポンプによって真空を生成するステップと、
    f)前記スクロールポンプの第1の圧力及び前記スクロールポンプの第2の圧力を記録するステップと、
    g)前記第1の圧力と前記第2の圧力との間の圧力差を、予め設定された閾値と比較するステップと、
    h)前記圧力差が前記予め設定された閾値を下回る場合、警告信号を発するステップと、
    を含む方法。
  3. 前記スクロールポンプの入口の及び/又は前記スクロールポンプのスクロール機構の中の圧力が記録される、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 前記記録された圧力は、終端圧力である、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記終端圧力の生成の前に、前記スクロールポンプの前記入口に配置された吸気弁を閉じるステップを実行する、請求項4に記載の方法。
  6. 前記警告信号は、光信号及び/又は音響信号及び/又は通信装置によって送ることができるデータ信号である、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記警告信号は、到達した終端圧力から予測される残りの作動時間である、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記方法は、予め設定された時間間隔又は入力信号に基づいて実施される、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
  9. 作動時、前記スクロールポンプの前記入口で作動圧力を測定し、前記測定された作動圧力が第2の閾値を下回る場合、前記スクロールポンプの回転速度が低減される、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記スクロールポンプがオフにされる場合及び/又は前記スクロールポンプが故障した場合、前記吸気弁は閉じられる、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
  11. ガス負荷が存在する場合、前記ガス負荷が記録され、前記終端圧力又は圧力差は記録されない、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
  12. スクロールポンプであって、
    入口及び出口を有するハウジングと、
    前記スクロールポンプに接続されている制御装置と、
    前記スクロールポンプの圧力を記録するためにスクロールポンプに配置され、前記制御装置に接続されている少なくとも1つの圧力センサと、
    を備え、
    前記制御装置は、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法を実施するように設計されている、スクロールポンプ。
  13. 前記圧力センサは、前記スクロールポンプの前記入口に配置されている、請求項12に記載のスクロールポンプ。
  14. 前記記録された圧力は、終端圧力又は作動圧力である、請求項12又は13に記載のスクロールポンプ。
  15. 前記圧力センサは、前記スクロールポンプのスクロール機構の中に配置されている、請求項12から14のいずれか一項に記載のスクロールポンプ。
  16. 第1の圧力及び第2の圧力を記録するために、少なくとも2つの圧力センサが設けられ、前記記録された圧力は、前記第1の圧力と前記第2の圧力との間の圧力差から決定される、請求項12から15のいずれか一項に記載のスクロールポンプ。
  17. 前記入口には吸気弁が配置され、前記吸気弁は、前記制御装置に接続され、前記制御装置は、前記吸気弁を閉じて前記終端圧力を決定するように設計されている、請求項12から16のいずれか一項に記載のスクロールポンプ。
  18. 前記制御装置及び/又は前記圧力センサ及び/又は前記吸気弁は、前記スクロールポンプのハウジング内に配置されている、請求項12から17のいずれか一項に記載のスクロールポンプ。
  19. 前記圧力センサによって記録された作動圧力及び/又は記録された終端圧力及び/又は発生した警告信号を送るための通信装置を特徴とする、請求項12から18のいずれか一項に記載のスクロールポンプ。
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DE4234169A1 (de) * 1992-10-12 1994-04-14 Leybold Ag Verfahren zum Betrieb einer trockenverdichteten Vakuumpumpe sowie für dieses Betriebsverfahren geeignete Vakuumpumpe
DE10354205A1 (de) * 2003-11-20 2005-06-23 Leybold Vakuum Gmbh Verfahren zur Steuerung eines Antriebsmotors einer Vakuum-Verdrängerpumpe
US9341186B2 (en) 2013-04-30 2016-05-17 Agilent Technologies, Inc. Scroll vacuum pump and method of maintenance including replacing a tip seal of a scroll vacuum pump
EP3067560B1 (de) 2015-03-12 2020-11-18 Pfeiffer Vacuum GmbH Vakuumpumpe mit wenigstens einer Pumpstufe
EP3153708B1 (de) 2015-10-06 2019-07-17 Pfeiffer Vacuum Gmbh Scrollpumpe und verfahren zum betreiben einer scrollpumpe
EP3647599B1 (de) * 2019-10-07 2021-12-22 Pfeiffer Vacuum Gmbh Vakuumpumpe, scrollpumpe und herstellungsverfahren für solche

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