JP5600664B2 - Vacuum pump device - Google Patents
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Description
本発明は、密閉室を真空状態とする真空ポンプ装置に関する。 The present invention relates to a vacuum pump device that places a sealed chamber in a vacuum state.
従来、密閉室内の気体を排気して真空状態を得るために用いられる真空排気装置の一構成例が特許文献1(実開平4−119373号公報)に開示されている。この装置は、排気配管を並列に配列した複数の分岐配管で構成し、該分岐配管に複数台の真空ポンプとバルブとを介設してなるものである。そして、排気運転の初期においては,該複数のバルブを操作して真空ポンプを並列配置とすることにより、排気速度を高め、減圧があるレベルまで達した後は、バルブ操作により真空ポンプを直列配置とすることにより、目標とする到達圧力を得られるようにしている。 Conventionally, a configuration example of an evacuation apparatus used to obtain a vacuum state by exhausting gas in a sealed chamber is disclosed in Patent Document 1 (Japanese Utility Model Publication No. 4-119373). This apparatus is composed of a plurality of branch pipes in which exhaust pipes are arranged in parallel, and a plurality of vacuum pumps and valves are interposed in the branch pipe. In the initial stage of exhaust operation, the vacuum pumps are arranged in parallel by operating the plurality of valves to increase the exhaust speed, and after reaching a certain level of vacuum, the vacuum pumps are arranged in series by operating the valves. By doing so, the target ultimate pressure can be obtained.
また本出願人は、先に複数台設けられた真空ポンプの運転制御方法及び装置を提案している(特許文献2)。以下図7及び図8に基づいてこの装置の概要を説明する。図7において、3台の真空ポンプPA、PB、PCによって真空タンク01を真空状態にする構成を示す。真空ポンプPA、PB、PCはそれぞれモータMA、MB、MCによって駆動される。真空タンク01と真空ポンプPA、PB、PCとの間にはそれぞれ電磁開閉弁VA、VB、VCが設けられている。真空ポンプPA、PB、PCはそれぞれスクロール式、またはベーン式等の回転式の容積形ポンプで構成されている。
The present applicant has also proposed an operation control method and apparatus for a plurality of vacuum pumps previously provided (Patent Document 2). The outline of this apparatus will be described below with reference to FIGS. 7 shows the configuration of the
モータMA、MB、MCは電源03から電力が供給されて運転される。そして各モータへの供給電流が電流検出手段05によって検出される。真空ポンプPA、PB、PCは、制御手段07によって作動、停止が制御されており、制御手段07には、電流検出手段05からの電流値に基づいて所定の電流範囲内に収束したときに目標負圧(真空)前の予め設定した負圧判断点Sに到達したと判断するとともに、負圧判断点Sに達してから所定時間経過して真空状態に到達したと判断する真空到達判断手段09と、該真空到達判断手段09によって負圧判断点Sまたは真空状態に達したと判断したときに作動ポンプ数を低減する作動ポンプ制御手段011とが設けられている。
Motor M A, M B, M C is the power from the
スクロール式、またはベーン式等の回転式の容積形ポンプにおいては、真空ポンプの動力(電流値)特性は、図8に示すような電流値カーブを有し、一定電流値に収束する平坦な直線状態の部分と電流値が大きく変化する山形部分とからなる。
真空タンク01内を真空にする作動開始直後は、高い圧力を圧縮して排気を行うために動力(電流値)を必要とするが、負圧が進むにつれて排気する空気がなくなり仕事をしなくなるため、動力を必要とせず、102Pa〜103Pa以下ではほぼ一定値に収束する。
In a rotary positive displacement pump such as a scroll type or vane type, the power (current value) characteristic of the vacuum pump has a current value curve as shown in FIG. 8, and is a flat straight line that converges to a constant current value. It consists of a state portion and a mountain portion where the current value changes greatly.
Immediately after the start of the operation to evacuate the
そこで、真空到達判断手段09はこのような真空ポンプの動力(電流値)特性を用いて、負圧が進み真空(目標負圧)近くになると電流値が一定に収束することから、測定電流がこの一定値Pを基準に測定値の変動(ばらつき)を考慮して±αの範囲内に入った時点を検出して、この点を真空前の予め設定した負圧判断点Sとして、この点Sに到達しかつ一定時間、たとえば数分間維持されていた場合には、負圧判断点Sから真空(目標負圧)に到達したものと判断する。 Therefore, the vacuum arrival determination means 09 uses such power (current value) characteristics of the vacuum pump, and the current value converges to a constant value when the negative pressure advances and approaches the vacuum (target negative pressure). This point is used as a negative pressure judgment point S set in advance before vacuum by detecting a time point within a range of ± α in consideration of fluctuation (variation) of the measured value with reference to this constant value P. When the pressure reaches S and is maintained for a certain time, for example, several minutes, it is determined that the vacuum (target negative pressure) has been reached from the negative pressure determination point S.
また、一定値Pは、真空ポンプPA、PB、PCの運転時間が長くなるにつれて低下するように下方にオフセットされる。すなわち、運転開始時にはPであったものを、運転時間の係数kを掛けてkPとして0.9P、0.8P等と低下させていくように設定されている。
すなわち、真空ポンプの使用時間が長くなるにつれて、回転、摺動部材の当たりが馴染むことによって真空ポンプの負荷が低下していくため、負圧判断点Sへの到達を判断する所定の電流範囲を運転時間の経過とともに低下させていくことによって、運転時間を考慮したことにより正確な真空到達を判断することができる。
Further, a constant value P, the vacuum pump P A, P B, is offset downwards to decrease as the operating time of the P C is increased. That is, it is set such that P at the start of operation is reduced to 0.9P, 0.8P, etc. as kP by multiplying the coefficient k of operation time.
That is, as the operating time of the vacuum pump becomes longer, the load of the vacuum pump decreases as the rotation and sliding member become familiar, so a predetermined current range for determining the arrival at the negative pressure determination point S is set. By reducing the operating time as the operating time elapses, it is possible to determine whether the vacuum has been reached accurately by considering the operating time.
真空ポンプPA、PB、PCを駆動するモータMA、MB、MCに流れる電流値を検出して目標負圧(真空)前の予め設定した負圧判断点S、または真空状態に達したと判断するため、真空タンク内の圧力を検出する真空センサを設置する必要がないため、設備コストの増加を抑えることができる。特に真空タンクや真空室の環境によっては防塵、防水を施した専用のセンサを設置しなければならない場合には、コスト効果は大きいものである。 Vacuum pump P A, P B, the motor M A for driving the P C, M B, the negative pressure determination point preset before target negative pressure by detecting a current flowing through the M C (vacuum) S or vacuum state, Therefore, since it is not necessary to install a vacuum sensor for detecting the pressure in the vacuum tank, an increase in equipment cost can be suppressed. In particular, depending on the environment of the vacuum tank or the vacuum chamber, when it is necessary to install a dedicated sensor that is dustproof and waterproof, the cost effectiveness is great.
また、目標負圧(真空)前の予め設定した負圧判断点Sに到達したときには、排気する空気量が減るため余分なポンプを作動しなくても真空に到達できるし、また真空に達していれば余分なポンプを作動しなくても真空を維持できるので、複数台の真空ポンプのうち作動ポンプの台数を低減することで、電力消費を削減でき、さらに不要なポンプの運転を停止するためポンプのメンテナンス時間をのばすことができ、さらにインバータ等の回転数制御機器を使用せずポンプの作動、停止で制御するため、インバータによる周辺機器への電子ノイズによる悪影響も生じない。 Also, when the preset negative pressure judgment point S before the target negative pressure (vacuum) is reached, the amount of air to be exhausted is reduced, so that the vacuum can be reached without operating an extra pump, and the vacuum has been reached. Since the vacuum can be maintained without operating extra pumps, power consumption can be reduced by reducing the number of operating pumps out of multiple vacuum pumps, and unnecessary pump operations can be stopped. The maintenance time of the pump can be extended, and furthermore, since the pump is controlled by operating and stopping without using a rotation speed control device such as an inverter, there is no adverse effect caused by electronic noise on peripheral devices by the inverter.
真空ポンプを用いてタンク、容器等の密閉室を真空状態とする場合、停電時、又は真空ポンプの運転終了時等に密閉室内に気体が逆流しないように、密閉室と真空ポンプを接続する吸込み流路を閉じるバルブ機構を設ける必要がある。特に特許文献1又は特許文献2に開示されたように、複数台の真空ポンプを用い、各真空ポンプの作動、停止を個別に制御しながら密閉室を排気する場合は、各真空ポンプの停止時、又は各真空ポンプを切換え作動させ、排気運転の終盤には一部の真空ポンプを休止させて省エネを図る必要がある。また、その他必要時に真空ポンプの吸込み口を閉鎖するバルブ機構を設ける必要がある。
When using a vacuum pump to make a sealed chamber such as a tank or container into a vacuum state, suction is used to connect the sealed chamber and the vacuum pump so that gas does not flow back into the sealed chamber at the time of a power failure or at the end of the vacuum pump operation. It is necessary to provide a valve mechanism that closes the flow path. In particular, as disclosed in Patent Document 1 or
しかし従来のバルブ機構は、特許文献2で開示されたように、電磁弁を用いた場合、大流量の排気の流量制御を行うため、口径及びコイル等の大型化を招き、バルブ機構が大型化し、設備費が高価になるという問題があった。
However, as disclosed in
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、密閉室と真空ポンプとを接続する吸込み流路の開閉又は流量制御を行なうバルブ機構を設けることによって、真空ポンプの吸込部を閉鎖可能にするとともに、該バルブ機構を小型化し、かつ他の動力源を必要としないバルブ機構を実現することを目的とする。 In view of the problems of the prior art, the present invention provides a valve mechanism for performing opening / closing or flow rate control of the suction flow path connecting the sealed chamber and the vacuum pump, thereby enabling the suction portion of the vacuum pump to be closed, It is an object of the present invention to realize a valve mechanism that is miniaturized and does not require another power source.
かかる目的を達成するため、本発明の真空ポンプ装置は、
密閉室を吸込み流路を介して真空状態にする真空ポンプ装置において、
該吸込み流路に介設されたケーシングと、
該ケーシング内の空間を該吸込み流路に連通した第1室と該吸込み流路と隔離された第2室とに仕切る仕切り壁と、
該仕切り壁を貫通するピストンロッド、該ピストンロッドの一端に取り付けられ該第1室に収容された弁体、及び該ピストンロッドの他端に設けられ該第2室に収容されたピストンからなる摺動体と、
該仕切り壁と該弁体との間に挿入され該弁体を真空ポンプの吸込み口を閉鎖する方向に付勢する弾性体と、
該弾性体によって付勢された弁体に対向して前記第1室の内面に形成されるとともに前記真空ポンプの吸込み口に接続する開口に形成された弁座と、からなり、
該ピストンによって分離された該第2室の2つの空間のうち該仕切り壁と該ピストンと
に囲まれた第1空間を大気と連通した大気圧空間とし、
該真空ポンプの作動時には該第2室の他方の第2空間を該真空ポンプの吸込域と連通させることにより該吸込み流路を開放し、該真空ポンプの停止時には該第2空間を大気と連通させることにより、該吸込み流路を閉鎖するように構成したバルブ機構を備え、
前記第2空間に大気導入管を設けるとともに、該大気導入管に、3方電磁弁を介して前記真空ポンプの吸込部とを連通する連通路を設け、該真空ポンプの作動時に前記大気導入管を遮蔽し、該真空ポンプの停止時に該大気導入管を開放するように構成し、
さらに、前記バルブ機構を備えた真空ポンプを複数台設け、前記密閉室に接続された吸込み流路は複数の分岐流路に分岐されるとともに、各分岐流路はそれぞれ真空ポンプに接続され、各真空ポンプの停止に連動して該分岐流路を閉鎖して各真空ポンプの作動、停止を個別に制御可能に構成したものである。
In order to achieve such an object, the vacuum pump device of the present invention comprises:
In the vacuum pump device that places the sealed chamber in a vacuum state via the suction flow path,
A casing interposed in the suction flow path;
A partition wall that partitions the space in the casing into a first chamber communicating with the suction flow path and a second chamber isolated from the suction flow path;
A sliding rod comprising a piston rod penetrating the partition wall, a valve body attached to one end of the piston rod and housed in the first chamber, and a piston provided at the other end of the piston rod and housed in the second chamber. Moving body,
An elastic body inserted between the partition wall and the valve body and biasing the valve body in a direction to close a suction port of a vacuum pump;
A valve seat formed on the inner surface of the first chamber facing the valve body biased by the elastic body and connected to the suction port of the vacuum pump, and
Of the two spaces of the second chamber separated by the piston, the first space surrounded by the partition wall and the piston is an atmospheric pressure space communicating with the atmosphere,
When the vacuum pump is operated, the other second space of the second chamber is communicated with the suction area of the vacuum pump to open the suction flow path, and when the vacuum pump is stopped, the second space is communicated with the atmosphere . A valve mechanism configured to close the suction flow path,
An atmosphere introduction pipe is provided in the second space, and a communication passage is provided in the atmosphere introduction pipe to communicate with the suction part of the vacuum pump via a three-way solenoid valve, and the atmosphere introduction pipe is operated when the vacuum pump is operated. Configured to open the atmosphere introduction pipe when the vacuum pump is stopped,
Furthermore, a plurality of vacuum pumps provided with the valve mechanism are provided, the suction flow path connected to the sealed chamber is branched into a plurality of branch flow paths, and each branch flow path is connected to a vacuum pump, The branch flow path is closed in conjunction with the stop of the vacuum pump so that the operation and stop of each vacuum pump can be individually controlled.
本発明の真空ポンプ装置において、前記構成を有するバルブ機構を備えたことによって、真空ポンプの停止と同期して真空ポンプの吸込部を閉鎖できるので、一旦真空状態とした密閉室に排気した気体が逆流するおそれがなくなる。また、このバルブ機構は、大気や真空ポンプの吸込域又は吐出域の圧力を利用してバルブ機構の開閉を行うので、他の駆動装置を必要としない。従って、運転時の動力費を低減可能であるとともに、小型化が可能である。
さらに、前記バルブ機構を備えた真空ポンプを複数台設け、前記密閉室に接続された吸込み流路は複数の分岐流路に分岐されるとともに、各分岐流路はそれぞれ真空ポンプに接続され、各真空ポンプの停止に連動して該分岐流路を閉鎖することで、各真空ポンプの作動停止を個別に制御しながら密閉室を排気できる。
In the vacuum pump device of the present invention, by providing the valve mechanism having the above-described configuration, the suction part of the vacuum pump can be closed in synchronization with the stop of the vacuum pump. There is no risk of backflow. Further, since this valve mechanism opens and closes the valve mechanism using the pressure in the suction area or the discharge area of the atmosphere or vacuum pump, no other driving device is required. Therefore, the power cost during operation can be reduced and the size can be reduced.
Furthermore, a plurality of vacuum pumps provided with the valve mechanism are provided, the suction flow path connected to the sealed chamber is branched into a plurality of branch flow paths, and each branch flow path is connected to a vacuum pump, By closing the branch channel in conjunction with the stop of the vacuum pump, the sealed chamber can be exhausted while individually controlling the stop of the operation of each vacuum pump.
また、本発明は、バルブ機構の弁体の駆動機構を次のように構成する。即ち、第2空間に大気導入管を設けるとともに、該大気導入管に、3方電磁弁を介して前記真空ポンプの吸込部とを連通する連通路を設け、該真空ポンプの作動時に前記大気導入管を遮蔽し、該真空ポンプの停止時に該大気導入管を開放するように構成する。
このように、3方電磁弁を設けることにより、第2空間の負圧又は大気圧への切り替えを確実かつ迅速に行うことができる。
In the present invention, the drive mechanism of the valve body of the valve mechanism is configured as follows . That is, the atmosphere introduction pipe is provided in the second space, and the atmosphere introduction pipe is provided with a communication path that communicates with the suction part of the vacuum pump via a three-way solenoid valve, and the atmosphere introduction is performed when the vacuum pump is operated. The tube is shielded, and the atmosphere introduction tube is opened when the vacuum pump is stopped.
As described above, by providing the three-way solenoid valve, switching to the negative pressure or the atmospheric pressure in the second space can be performed reliably and quickly.
さらに、前記構成に加えて、密閉室内の圧力を検出するセンサを設け、該圧力が真空到達圧力となったときに該センサの検出信号を受けて真空ポンプを停止させるとともに、該真空ポンプの停止に同期して3方電磁弁を作動させ大気導入管を開放させるコントローラを設けるようにするとよい。
これによって、密閉室内の圧力が真空到達圧力になった時点で、真空ポンプの停止及び3方電磁弁の作動を確実に行なうことができる。また真空ポンプを停止させる真空到達圧力値の設定値を変更することにより、密閉室内の圧力状態に対応した運転を行なうことができる。
Further, in addition to the above configuration, a sensor for detecting the pressure in the sealed chamber is provided, and when the pressure reaches the vacuum ultimate pressure, the vacuum pump is stopped upon receiving the detection signal of the sensor, and the vacuum pump is stopped. It is preferable to provide a controller that operates the three-way solenoid valve and opens the atmosphere introduction pipe in synchronization with the above.
Thus, when the pressure in the sealed chamber reaches the ultimate pressure, the vacuum pump can be stopped and the three-way solenoid valve can be reliably operated. Moreover, the operation | movement corresponding to the pressure state in a sealed chamber can be performed by changing the setting value of the vacuum ultimate pressure value which stops a vacuum pump.
本発明によれば、真空ポンプの吸込み流路に前記構成を有するバルブ機構を設けているので、真空ポンプの停止時に該バルブ機構で吸込み流路を閉鎖することによって、密閉室の排気運転完了時等に一旦真空状態とした密閉室に排気した気体が逆流するおそれがなくなる。 According to the present invention, since the valve mechanism having the above-described configuration is provided in the suction flow path of the vacuum pump, when the vacuum pump is stopped, the suction flow path is closed by the valve mechanism so that the exhaust operation of the sealed chamber is completed. Thus, there is no possibility that the gas exhausted into the sealed chamber once in a vacuum state will flow backward.
また、該バルブ機構は、大気や真空ポンプの吸込域又は吐出域の圧力を利用して吸込み流路の開閉を行うので、他の駆動装置を必要としない。従って、運転時の動力費を低減可能であるとともに、バルブ機構の小型化が可能になる。 Further, since the valve mechanism opens and closes the suction flow path by using the pressure in the suction area or discharge area of the atmosphere or the vacuum pump, no other driving device is required. Therefore, the power cost during operation can be reduced and the valve mechanism can be downsized.
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention to that unless otherwise specified.
(基本構成)
次に本発明をスクロール型圧縮機に適用した基本構成を図1及び図2に基づいて説明する。図1は基本構成を示す全体構成図であり、(a)はバルブ機構の開放時を示し、(b)はバルブ機構の閉鎖時を示す。図2は基本構成の運転状態を時系列で示す線図である。図1において、内部気体を排気され真空状態とされるべき密閉容器1と真空ポンプ2とは排気時に吸込み流路3で接続される。吸込み流路3にはバルブ機構4が介設されている。以下バルブ機構4の構成を説明する。
( Basic configuration )
Next, a basic configuration in which the present invention is applied to a scroll compressor will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a basic configuration , where (a) shows when the valve mechanism is opened, and (b) shows when the valve mechanism is closed. FIG. 2 is a diagram showing the operation state of the basic configuration in time series. In FIG. 1, an airtight container 1 to be evacuated by exhausting internal gas and a
バルブ機構4は、吸込み流路3に介設された中空円筒形状のケーシング5の内部が中央に設けられた仕切り壁6によって、吸込み流路3に連通した第1室7と吸込み流路3から隔離された第2室8とに分割されている。仕切り壁6の中央に穿設された貫通孔にピストンロッド9が挿入され、ピストンロッド9の一端には第1室7内に収容された弁体10が取り付けられ、ピストンロッド9の他端には第2室8の内部で摺動するピストン11が取り付けられている。ピストンロッド9、弁体10及びピストン11は一体に構成され、ケーシング5の内部を摺動する摺動体12を構成する。
The valve mechanism 4 includes a first wall 7 communicating with the
仕切り壁6と弁体10との間にはピストンロッド9の周囲を取り巻くようにコイルバネ(弾性体)13が装着されている。また第2室8はピストン11によって第1空間14と第2空間15とに分離されている。第1空間14には、第1空間14を外気と連通させる開口16が設けられている。第2空間15には3方電磁弁19が介設された大気導入管18が設けられ、真空ポンプ2の吸込部24と3方電磁弁19とを接続する連通管17が設けられている。弁体10に対向する第1室7の内面には弁体10が当接したときのシール性能を良くするための弁座21が設けられている。
A coil spring (elastic body) 13 is mounted between the partition wall 6 and the valve body 10 so as to surround the periphery of the piston rod 9. The
また、真空ポンプ2には、吸込み流路3に連なる吸込部24と、吐出管25及び真空ポンプ2を起動又は停止させるオンオフスイッチ26が設けられている。密閉室1には密閉室内の圧力を検出するための圧力計22が設けられ、圧力計22が設定された真空到達圧力を検出したときに、該検出信号をコントローラ23に入力する。そして、コントローラ23からオンオフスイッチ26に真空ポンプ2を停止させる操作信号を送信するとともに、コントローラ23から3方電磁弁19を閉から開とする操作信号を送る。
Further, the
かかる構成の本基本構成において、オンオフスイッチ26を操作して真空ポンプ2を起動する。3方電磁弁19は、真空ポンプ2の入力電源と同期通電されるが、真空ポンプ2の作動中は大気導入管18を閉鎖し、連通管17と第2空間15を連通させている。また、真空ポンプ2の作動前はバルブ機構4により吸込み流路3は閉鎖されている。
In this basic configuration having such a configuration, the
真空ポンプ2が作動を開始すると、真空ポンプ2の吸込部24が負圧になり、それと同時に、吸込部24と連通管17を介して連通している第2空間15も負圧となる。一方、第1空間14は開口16で外気と連通しているので、常に大気圧状態となっている。従って、第1空間14の圧力P3(大気圧)>第2空間15の圧力P4(負圧)であるため、この圧力差により摺動体12は密閉室1から離れる方向の力を受け、図1(a)の矢印a方向に移動する。この動作で吸込み流路3が開放され、密閉室1内の気体が真空ポンプ2によって排気される。
When the
密閉室1内の排気が進み、設定された真空到達圧力となると、圧力計22がそれを検出し、その検出信号をコントローラ23に送る。コントローラ23は該検出信号を受けて、真空ポンプ2を停止させるとともに、3方電磁弁19を操作して、大気導入管18を開放する。この動作により第2空間15に外気が導入され、第2空間15が大気圧となる。第2空間15が大気圧になると、(第1空間14の圧力P3)=(第2空間15の圧力P4)となり、第1空間14と第2空間15との間で差圧はなくなる。この状態で弁体10に対してコイルバネ(弾性体)13の弾性力が弁体10を弁座21に近づける方向に働く。これによって、弁体10が図1(b)の矢印b方向に移動して弁座21に当接し、吸込み流路3を閉鎖する。
When the exhaust in the sealed chamber 1 advances and reaches the set vacuum ultimate pressure, the
このようにして、図2に示すように真空ポンプ2及びバルブ機構4を操作して、排気運転を行なう。なお、本基本構成では、停電時など異常事態が発生した場合でも、バルブ機構4により吸込み流路3を閉鎖することができる。即ち、3方電磁弁19に通電しないときは大気導入管18を大気に開放するようにし、3方電磁弁19に通電したときは連通管17を第2空間15に連通させるようにすることによってこれを可能とする。
In this manner, the
本基本構成によれば、密閉室1と真空ポンプ2の吸込部24とを接続する吸込み流路3にバルブ機構4を介設したことにより、バルブ機構4により、真空ポンプ2の作動又は停止と同期して吸込み流路3を開放又は閉鎖することができる。従って、排気運転完了後や停電時等の異常発生時に吸込み流路3を閉鎖できるので、一旦排気した気体が密閉室1に逆流することを防止できる。
According to this basic configuration , the valve mechanism 4 is provided in the
また、大気圧又は真空ポンプ2の吸込み圧を利用してバルブ機構4の開閉を行っているので、他の駆動源を必要としない。即ち、別途圧縮機を用いて圧縮空気等を製造する必要がないので、動力費を節減できる。従来は,特許文献2に開示されているように、電磁弁を用いて大口径の吸込み流路3を流れる大流量の気体の流量制御を行なっているため、大型の電磁弁が必要であった。これに対し、本基本構成では、小口径の大気導入管18を開閉させるための電磁弁しか必要としないため、小型の電磁弁だけで済む。従って、設備費を大幅に節減することができる。
Further, since the valve mechanism 4 is opened and closed using the atmospheric pressure or the suction pressure of the
なお、本基本構成の変形例として、大気導入管18の代わりに、第2空間15を3方電磁弁19を介して真空ポンプ2の吐出域又は中間圧力域に連通する連通管を設けるようにしてもよい。かかる構成とした場合は、真空ポンプ2を停止させる時、第2空間15に真空ポンプ2の吐出圧力又は中間圧力を導入することができる。該吐出圧力は大気圧より高い「大気圧+α」の圧力を有するため、第2空間15を該吐出域に連通させた場合は、第2空間15に大気圧より高い圧力を付与することができる。それによって弁体10の閉鎖動作を速めることができ、吸込み流路3の閉鎖を迅速に行なうことができるとともに、弁体10の閉鎖保持力を高めることができる。
As a modification of the basic configuration , instead of the
一方、第2空間15を真空ポンプ2の中間圧力域に連通させた場合は、第2空間15に大気圧よりやや低い「大気圧−α」の圧力を付与することができる。この場合は、弁体10の閉鎖動作を緩やかにすることができ、吸込み流路3の閉鎖動作を緩慢にすることができる。
On the other hand, when the
また、圧力計22により密閉容器1の真空到達圧力を検出して真空ポンプ2を停止させる場合に、オンオフスイッチ26を操作して真空ポンプを停止させ、同時にコントローラ23により3方電磁弁19を操作するようにしてもよい。
また、本基本構成のバルブ機構4の開閉機構は、複数台の真空ポンプを用い、各真空ポンプの作動、停止を個別に制御しながら密閉室を排気する真空排気装置に適用してもよい。
Further, when the vacuum pressure of the sealed container 1 is detected by the
Moreover, the opening / closing mechanism of the valve mechanism 4 of this basic configuration may be applied to a vacuum exhaust device that uses a plurality of vacuum pumps and exhausts the sealed chamber while individually controlling the operation and stop of each vacuum pump.
(実施形態1)
次に本発明の第1実施形態を図3及び図4に基づいて説明する。本実施形態は、密閉容器に吸込み流路を介して複数台の真空ポンプを接続し、該複数台の真空ポンプを用いて該密閉容器を真空状態にする真空排気装置に本発明を適用した実施形態である。図3は本実施形態を示す全体構成図であり、図4は本実施形態の運転状態を時系列で示す線図である。
(Embodiment 1 )
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the present invention is applied to a vacuum exhaust apparatus in which a plurality of vacuum pumps are connected to a sealed container via a suction flow path, and the sealed container is evacuated using the plurality of vacuum pumps. It is a form. FIG. 3 is an overall configuration diagram showing the present embodiment, and FIG. 4 is a diagram showing operation states of the embodiment in time series.
図3において、本実施形態は、密閉容器1に接続された吸込み流路3を2系統の分岐流路(吸込み流路)3a及び3bに分岐させている。分岐流路3aはバルブ機構4aを介して真空ポンプAに接続され、分岐流路3bはバルブ機構4bを介して真空ポンプBに接続されている。なお、本実施形態では、真空ポンプAの装置系と真空ポンプBの装置系で同一部位又は機器には同一番号を付すとともに、真空ポンプAの装置系では番号の後にaを付し、真空ポンプBの装置系では番号の後にbを付して区別している。ただし、真空ポンプA及びBの2系統の装置の同一の部位又は機器に共通する記述を行なうときは、a又はbを省いて番号のみで表示することとする。
3, in this embodiment, the
本実施形態のバルブ機構4は、ポンプ吸込部24と第2空間15とを連通する連通管31を設けている。また第2空間15に設けられた大気導入管18に2方電磁弁32を設けている。その他の構成は前記基本構成と同一であり、前記基本構成と同一の部位又は機器には前記基本構成と同一の番号を付している。そして、同一の部位又は機器の説明を省略する。
The valve mechanism 4 of the present embodiment is provided with a communication pipe 31 that communicates the pump suction portion 24 and the
本実施形態において、真空ポンプA又はBの作動又は停止、及びバルブ機構4の作動は、前記基本構成と同様に行なう。即ち、オンオフスイッチ26で真空ポンプA又はBを起動させる。このとき2方電磁弁32は、真空ポンプ2の入力電源と同期通電されるが、真空ポンプ2の作動中は大気導入管18を閉鎖し、連通管31と第2空間15とを連通している。また、真空ポンプ2の作動前はバルブ機構4により吸込み流路3は閉鎖されている。
In this embodiment, the operation or stop of the vacuum pump A or B and the operation of the valve mechanism 4 are performed in the same manner as in the basic configuration . That is, the vacuum pump A or B is activated by the on / off
真空ポンプA又はBの運転時において大気導入管18は閉鎖されているので、第2空間15の圧力P4は連通管31で連通しているポンプ吸込部24の圧力P1と同一の負圧状態をなす。一方、第1空間14の圧力P3は大気圧であるので、ピストン11の両側空間で差圧を形成する。これによって、ピストン11及び弁体10は矢印a方向の力を受け、バルブ機構4は吸込み流路3を開放する。密閉容器1が設定された真空到達圧力に達した時は、それを圧力計22で検出し、該検出信号をコントローラ23に送る。コントローラ23では該検出信号を受信して、真空ポンプA又はBを停止させるとともに、2方電磁弁32を操作して、大気導入管18を開放する。なお、真空ポンプA又はBの停止は手動でオンオフスイッチ26を操作してもよい。
Since the
大気導入管18が開放されることにより、第2空間15が大気圧となるので、ピストン11の両側空間で等圧となり、ピストン11はコイルバネ(弾性体)13の弾性力により真空ポンプ側に、矢印b方向に移動し、吸込み流路3を閉鎖する。このようにして、図4に示すように真空ポンプA又はB及びバルブ機構4a及び4bを操作して、排気運転を行なう。
When the
本実施形態によれば、真空ポンプA又はBの吸込み流路3a又は3bにバルブ機構4a又は4bを介設したことにより、前記基本構成と同様の作用効果を得ることができる。また、前記基本構成と同様の手段で、停電時など異常事態が発生した場合でも、バルブ機構4により吸込み流路3を閉鎖することができる。
According to the present embodiment, by providing the
また吸込み流路3に2台の真空ポンプA及びBを接続し、これら真空ポンプの運転を制御しながら密閉室1の排気を行なう場合、各真空ポンプの停止に連動して該真空ポンプに接続された分岐流路を閉鎖できるので、一方の真空ポンプが停止し、他方の真空ポンプが運転している時に、運転中の真空ポンプの分岐流路に停止中の真空ポンプ内の気体が逆流することがない。従って、2台の真空ポンプの作動を制御することによって、密閉室1の排気を迅速に行なうことができる。また、真空ポンプA又はBのうち片側のみの運転が可能になり、省エネを図ることができる。
When two vacuum pumps A and B are connected to the
(実施形態2)
次に本発明の第2実施形態を図5及び図6に基づいて説明する。本実施形態は、前記第1実施形態と同様に、複数台の真空ポンプを用いて真空容器の排気運転を行なう場合の実施形態である。図5は本実施形態を示す全体構成図であり、図6は本実施形態の運転状態を時系列で示す線図である。
(Embodiment 2 )
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As in the first embodiment, the present embodiment is an embodiment where a vacuum vessel is evacuated using a plurality of vacuum pumps. FIG. 5 is an overall configuration diagram showing the present embodiment, and FIG. 6 is a diagram showing operation states of the embodiment in time series.
図5及び図6において、本実施形態は、前記第1実施形態と比べて、連通管31を設ける代わりに、大気導通管18に3方電磁弁41を設け、真空ポンプAの吸込部24aと別な真空ポンプBの装置系の3方電磁弁41bとを接続する連通管42aを設けるとともに、真空ポンプBの吸込部24bと3方電磁弁41aとを接続する連通管42bを設けた点が異なる。その他の構成は同一であるため、同一の部位又は機器には第1実施形態と同一の符号を付し、それらの説明を省略する。
5 and 6, the present embodiment is different from the first embodiment in that a three-way electromagnetic valve 41 is provided in the
本実施形態において、真空ポンプA若しくはBの起動若しくは停止、又はバルブ機構4の開閉操作は、前記基本構成又は第1実施形態と同一である。そして、図6に示すように、真空ポンプA又はB及びバルブ機構4a及び4bを操作して、排気運転を行なう。
In this embodiment, the starting or stopping of the vacuum pump A or B, or the opening / closing operation of the valve mechanism 4 is the same as that of the basic configuration or the first embodiment. Then, as shown in FIG. 6, the vacuum pump A or B and the
本実施形態においては、前記第1実施形態と共通の作用効果を得ることができるほか、大気導入管18に他の装置系の真空ポンプの吸込部24と連通させることにより、他の装置系の真空ポンプの負圧を利用して、バルブ機構4の開閉動作を行うことができる。従って、自前の装置系の真空ポンプの運転状況の制約を受けずに、バルブ機構4の開閉操作を行なうことができるという長所がある。
In the present embodiment, the same operational effects as those of the first embodiment can be obtained, and by connecting the
本発明によれば、真空ポンプの吸込部に真空ポンプの吸込み圧を利用して開閉可能なバルブ機構を設けることにより、真空ポンプの停止時に真空容器への気体の逆流を防止することができる。そして特に複数台の真空ポンプを用いた密閉室の排気運転に好適である。 According to the present invention, by providing a valve mechanism that can be opened and closed using the suction pressure of the vacuum pump in the suction portion of the vacuum pump, it is possible to prevent the backflow of gas to the vacuum vessel when the vacuum pump is stopped. It is particularly suitable for the exhaust operation of the sealed chamber using a plurality of vacuum pumps.
1 密閉容器(密閉室)
2、A、B 真空ポンプ
3、3a、3b 吸込み流路
4、4a、4b バルブ機構
5、5a、5b ケーシング
6、6a、6b 仕切り壁
7、7a、7b 第1室
8、8a、8b 第2室
9、9a、9b ピストンロッド
10、10a、10b 弁体
11、11a、11b ピストン
12、12a、12b 摺動体
13、13a、13b 弾性体
14、14a、14b 第1空間
15、15a、15b 第2空間
16、16a、16b 開口
17、17a、17b、31a、31b、42a、42b 連通管(連通路)
18、18a、18b 大気導入管
19、41a、41b 3方電磁弁
32a、32b 2方電磁弁
22 圧力計
23 コントローラ
1 Airtight container (sealed room)
2, A,
18, 18a, 18b
Claims (2)
該吸込み流路に介設されたケーシングと、
該ケーシング内の空間を該吸込み流路に連通した第1室と該吸込み流路と隔離された第2室とに仕切る仕切り壁と、
該仕切り壁を貫通するピストンロッド、該ピストンロッドの一端に取り付けられ該第1室に収容された弁体、及び該ピストンロッドの他端に設けられ該第2室に収容されたピストンからなる摺動体と、
該仕切り壁と該弁体との間に挿入され該弁体を真空ポンプの吸込み口を閉鎖する方向に付勢する弾性体と、
該弾性体によって付勢された弁体に対向して前記第1室の内面に形成されるとともに前記真空ポンプの吸込み口に接続する開口に形成された弁座と、からなり、
該ピストンによって分離された該第2室の2つの空間のうち該仕切り壁と該ピストンと
に囲まれた第1空間を大気と連通した大気圧空間とし、
該真空ポンプの作動時には該第2室の他方の第2空間を該真空ポンプの吸込部と連通させることにより該吸込み流路を開放し、該真空ポンプの停止時には該第2空間を大気と連通させることにより、該吸込み流路を閉鎖するように構成したバルブ機構を備え、
前記第2空間に大気導入管を設けるとともに、該大気導入管に、3方電磁弁を介して前記真空ポンプの吸込部とを連通する連通路を設け、
該真空ポンプの作動時に前記大気導入管を遮蔽し、該真空ポンプの停止時に該大気導入管を開放するように構成し、
さらに、前記バルブ機構を備えた真空ポンプを複数台設け、前記密閉室に接続された吸込み流路は複数の分岐流路に分岐されるとともに、各分岐流路はそれぞれ真空ポンプに接続され、各真空ポンプの停止に連動して該分岐流路を閉鎖して各真空ポンプの作動、停止を個別に制御可能に構成したことを特徴とする真空ポンプ装置。 In the vacuum pump device that places the sealed chamber in a vacuum state via the suction flow path,
A casing interposed in the suction flow path;
A partition wall that partitions the space in the casing into a first chamber communicating with the suction flow path and a second chamber isolated from the suction flow path;
A sliding rod comprising a piston rod penetrating the partition wall, a valve body attached to one end of the piston rod and housed in the first chamber, and a piston provided at the other end of the piston rod and housed in the second chamber. Moving body,
An elastic body inserted between the partition wall and the valve body and biasing the valve body in a direction to close a suction port of a vacuum pump;
A valve seat formed on the inner surface of the first chamber facing the valve body biased by the elastic body and connected to the suction port of the vacuum pump, and
Of the two spaces of the second chamber separated by the piston, the first space surrounded by the partition wall and the piston is an atmospheric pressure space communicating with the atmosphere,
When the vacuum pump is operated, the other second space of the second chamber is communicated with the suction part of the vacuum pump to open the suction passage, and when the vacuum pump is stopped, the second space is communicated with the atmosphere . A valve mechanism configured to close the suction flow path,
An atmosphere introduction pipe is provided in the second space, and a communication passage is provided in the atmosphere introduction pipe to communicate with the suction part of the vacuum pump via a three-way solenoid valve.
The atmosphere introduction pipe is shielded when the vacuum pump is operated, and the atmosphere introduction pipe is opened when the vacuum pump is stopped.
Furthermore, a plurality of vacuum pumps provided with the valve mechanism are provided, the suction flow path connected to the sealed chamber is branched into a plurality of branch flow paths, and each branch flow path is connected to a vacuum pump, A vacuum pump device characterized in that the branch flow path is closed in conjunction with the stop of the vacuum pump so that the operation and stop of each vacuum pump can be individually controlled.
A sensor for detecting the pressure in the sealed chamber is provided, and when the pressure reaches a vacuum ultimate pressure, the sensor receives a detection signal to stop the vacuum pump, and the electromagnetic valve is synchronized with the stop of the vacuum pump. The vacuum pump device according to claim 1, further comprising a controller that is operated to open the atmosphere introduction pipe.
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