JPH03279694A - Vacuum unit - Google Patents
Vacuum unitInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はメカニカルブースターが組み込まれた真空ユニ
ットに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a vacuum unit incorporating a mechanical booster.
（従来の技術）
液封ポンプ、アトモスタ（大気駆動エアエジェクタ）等
からなる真空排気系と直列にメカニカルブースターを組
み込んだ真空ユニットは従来から知られている。このた
めのメカニカルブースターとしては、ハウジング内に非
接触同期回転可能に支持された一対のロータをモータ等
の動力源により駆動する形式のものが普通であるが、従
来はメカニカルブースターの吐出側圧力が１００ｔｏｒ
ｒ以下になってからモータ等を起動する必要があった。(Prior Art) Vacuum units in which a mechanical booster is installed in series with a vacuum evacuation system consisting of a liquid ring pump, an atmosta (atmosphere-driven air ejector), etc. have been known in the past. Mechanical boosters for this purpose are usually of the type in which a pair of rotors supported in a housing for non-contact synchronous rotation are driven by a power source such as a motor, but conventionally the discharge side pressure of mechanical boosters is 100tor
It was necessary to start the motor etc. after the temperature was below r.
しかし近年においてはメカニカルブースターの動力源と
ロータとの間に流体継手、ヒステリシスマグネットカッ
プリング等のすべり回転継手を介在させることにより、
メカニカルブースターを他の液封ポンプ等と同時に起動
し、大気圧下より排気できるようにしたものが開発され
ている。However, in recent years, by interposing sliding rotary joints such as fluid couplings and hysteresis magnetic couplings between the power source of mechanical boosters and the rotor,
A mechanical booster has been developed that can be started at the same time as other liquid ring pumps and exhaust air from atmospheric pressure.
このようなすべり回転継手を備えたメカニカルブースタ
ーは、■起動時からの排気時間が短いこと、■ガス負荷
が大きくなるとすべりを発生して過負荷から機器を保護
できること、■過負荷回転時のバイパスが不要であるこ
と、■異物片のかみこみ時に自然に停止し、損傷が最小
限となること等の多くの利点を持つものである。しかし
このすべり回転継手はロータ側回転数が駆動側回転数の
５０％以下の状態で連続運転を行うと大きな動力ロスを
生ずるのみならず、すべり回転継手が過熱され動力伝達
能力の低下や焼付き等の問題がある。A mechanical booster equipped with such a sliding rotation joint has the following features: ■ Short exhaust time from startup, ■ Protects equipment from overload by generating slip when the gas load becomes large, and ■ Bypass during overload rotation. It has many advantages such as: (1) it stops naturally when a foreign object gets bitten, and damage is minimized. However, if this sliding rotary joint is operated continuously when the rotor side rotation speed is less than 50% of the drive side rotation speed, not only will it cause a large power loss, but the sliding rotary joint will overheat, resulting in a decrease in power transmission capacity and seizure. There are other problems.
このためこれらのトラブルを防止するための手段として
、圧力モニターを行ないポンプを制御するか、または冷
却設備を必要としていた。Therefore, as a means to prevent these troubles, it is necessary to monitor the pressure and control the pump, or to install cooling equipment.
一方真空ユニットとしては、液封ポンプ、アトモスタ、
メカニカルブースターを組合せた場合、メカニカルブー
スターの吐出圧力によってアトモスタの大気導入バルブ
、バイパスバルブ等を操作する必要があるため、メカニ
カルブースターの吐出圧力を検出するための圧力センサ
や圧力スイッチ等を取り付ける必要があった。しかし酸
性ガスや有機溶剤を含有するガスに対して使用可能な圧
力センサ等は非常に高価なものとなるため、これらのガ
スの減圧を行う場合には上記のバルブ類のシーケンス制
御に圧力センサ等を使用できず、止むを得ず起動時から
の経過時間を目安としてタイマーによりバルブ類の制御
を行っており、運転効率の低下を避けることができなか
った。On the other hand, vacuum units include liquid ring pumps, Atmosta,
When a mechanical booster is used in combination, it is necessary to operate the atmosphere intake valve, bypass valve, etc. of the Atmosta based on the discharge pressure of the mechanical booster, so it is necessary to install a pressure sensor, pressure switch, etc. to detect the discharge pressure of the mechanical booster. there were. However, pressure sensors etc. that can be used for gases containing acidic gases and organic solvents are extremely expensive, so when reducing the pressure of these gases, pressure sensors etc. are required for sequence control of the valves mentioned above. The valves were unavoidably controlled by a timer based on the elapsed time since startup, and a drop in operating efficiency could not be avoided.
（発明が解決しようとする課題）
本発明は上記した従来の問題点を解決して、ずベリ回転
継手を有するメカニカルブースターが組み込まれた真空
ユニットにおいて、すべり回転継手のスリップ量の大き
い状態での運転時間を低減して動力ロス及び過熱の問題
をなくするとともに、酸性ガスや有機溶剤を含有するガ
スを減圧する場合にも高い運転効率を維持することがで
きる真空ユニットを提供するために完成されたものであ
る。(Problems to be Solved by the Invention) The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and provides a vacuum unit in which a mechanical booster having a sliding rotary joint is incorporated, in a state where the sliding rotary joint has a large amount of slip. It was completed in order to provide a vacuum unit that can reduce operating time and eliminate problems of power loss and overheating, and maintain high operating efficiency even when reducing the pressure of gases containing acid gases and organic solvents. It is something that
（課題を解決するための手段）
上記の課題を解決するためになされた本発明は、ハウジ
ング内に非接触同期回転可能に支持された一対のロータ
をすべり回転継手を介して動力源により駆動する構造の
メカニカルブースターが組み込まれた真空ユニットにお
いて、上記ロータに回転数検出装置を取り付けるととも
に、その出力によりメカニカルブースターの動力源の回
転数を制御するコントローラを設けたことを特徴とする
ものである。(Means for Solving the Problems) The present invention, which has been made to solve the above problems, drives a pair of rotors rotatably supported in a housing in a non-contact synchronous manner by a power source via a sliding rotary joint. A vacuum unit incorporating a mechanical booster of this structure is characterized in that a rotation speed detection device is attached to the rotor, and a controller is provided for controlling the rotation speed of a power source of the mechanical booster based on the output of the rotation speed detection device.
また、コントローラがロータの回転数検出装置の出力に
応じて真空ユニット内のバルブを開閉制御することもで
きる。更にコントローラがロータの回転数検出装置の出
力により真空ユニットの運転停止を行うようにすること
もできる。Further, the controller can also control the opening and closing of the valves in the vacuum unit according to the output of the rotor rotation speed detection device. Furthermore, the controller can also stop the operation of the vacuum unit based on the output of the rotor rotation speed detection device.
（実施例） 以下に本発明を図面を参照しつつ更に詳細に説明する。(Example) The present invention will be explained in more detail below with reference to the drawings.
図中、（１）は液封ポンプ、（２）はバイパス弁（３）
を備えたアトモスタ、（４）はこれらの真空系に直列に
接続されたメカニカルブースターである。前述したよう
に、メカニカルブースター（４）はハウジング（５）内
に非接触同期回転可能に支持された一対のロータ（６）
、（６）をすべり回転継手（７）を介して動力源（８）
！こより駆動する構造のものである。すべり回転継手（
７）としては機械摩擦力を利用した摩擦継手、流体力を
利用した流体継手、磁力を利用したヒステリシスマグネ
ツクカップリングまたはエデイカレントマグネットカッ
プリング等があり、どの形式のものでも使用することが
できる。In the diagram, (1) is a liquid ring pump, (2) is a bypass valve (3)
(4) is a mechanical booster connected in series to these vacuum systems. As mentioned above, the mechanical booster (4) includes a pair of rotors (6) supported in a housing (5) for non-contact synchronous rotation.
, (6) to the power source (8) through the rotating joint (7)
! This structure is driven by this. Slip rotary joint (
Examples of 7) include friction couplings that utilize mechanical friction force, fluid couplings that utilize fluid force, hysteresis magnetic couplings or eductile current magnetic couplings that utilize magnetic force, and any type can be used. .
本発明においては、このメカニカルブースター（４）の
ロータ（６）に回転数検出袋Ｎ（９）が取付けられてい
る。この回転数検出装置（９）としては、接触式センサ
ー、マグネチックセンサー、近接センサー光電センサー
等を選択して使用することができ、メカニカルブースタ
ー（４）の接ガス部以外の部分にシャフトの回転数を測
定できるように取付ければよいので、ガスによる腐食を
心配する必要がなく、安価な材質のものを使用すること
ができる。In the present invention, a rotation speed detection bag N (9) is attached to the rotor (6) of this mechanical booster (4). As this rotation speed detection device (9), a contact sensor, a magnetic sensor, a proximity sensor, a photoelectric sensor, etc. can be selected and used. Since it is only necessary to mount it so that the number can be measured, there is no need to worry about corrosion due to gas, and inexpensive materials can be used.
この回転数検出装置（９）により検出されたロータ（６
）の回転数はコントローラ００）に入力され、第１の発
明においてはメカニカルブースター（４）の動力源（８
）の回転数の制御に利用される。ここで回転数の切り換
え方法としては、インバータ形式、無段階変速機等があ
るが、最低２点以上の回転数の切り換えが可能なもので
あれば形式は任意に選択することができる。The rotor (6) detected by this rotation speed detection device (9)
) is input to the controller 00), and in the first invention, the rotation speed of the mechanical booster (4) is inputted to the power source (8) of the mechanical booster (4).
) is used to control the rotation speed. Here, as a method for switching the rotation speed, there are an inverter type, a continuously variable transmission, etc., but any type can be selected as long as it is possible to switch the rotation speed at at least two points or more.
動力源（８）の回転数切り換えの低速側は、メカニカル
ブースター（４）の排気速度が低速時にも液封ポンプ（
１）等の補助ポンプの排気速度以上になるように設定す
ることにより、メカニカルブースター（４）が排気抵抗
となることを防止する。しかし低速側の回転数を上げ過
ぎるとすべり回転継手（７）のスリップ量の増大を招く
ため、メカニカルブースター（４）の排気速度が補助ポ
ンプの排気速度の１．２倍程度となるように低速側の回
転数を設定することが好ましい。When switching the rotation speed of the power source (8) to the low speed side, the liquid ring pump (
By setting the evacuation speed to be higher than the evacuation speed of the auxiliary pump such as 1), the mechanical booster (4) is prevented from becoming an evacuation resistance. However, if the rotation speed on the low speed side is increased too much, the slip amount of the sliding joint (7) will increase. It is preferable to set the rotation speed on the side.
実施例のようにアトモスタ（２）を含む真空系において
は、動力源（８）の回転数制御のみならず、バイパス弁
（３）と大気弁（１１）とのバルブ開閉制御を併せて行
うことが有効である。一般に、アトモスタ（２）は１０
０ｔｏｒｒ以下で作動するように設計されているので、
効率的な運転にはアトモスタ（２）の吸込圧力が１００
ｔｏｒｒ以下となったときにアトモスタ（２）を作動さ
せるようにバイパス弁（３）を閉とし、大気弁（１１）
を開とするバルブ制御を行う必要がある。このためには
、メカニカルブースター（４）のすべり回転継手（７）
を１ｏｏｔｏｒｒ以上ではすべり、これより低圧ではす
べらないようにトルク設定することが好ましくこのよう
にトルク設定を行えば、アトモスタ（２）の吸込圧力を
メカニカルブースター（４）のローター回転数より推定
することも可能となる。In the vacuum system including the atmosphere star (2) as in the embodiment, not only the rotation speed control of the power source (8) but also the valve opening/closing control of the bypass valve (3) and the atmosphere valve (11) should be performed. is valid. Generally, atmosta (2) is 10
Designed to operate below 0 torr,
For efficient operation, the suction pressure of Atmosta (2) should be 100
The bypass valve (3) is closed so that the atmosphere valve (2) is activated when the temperature is below torr, and the atmospheric valve (11) is closed.
It is necessary to control the valve to open. For this purpose, the sliding rotary joint (7) of the mechanical booster (4)
It is preferable to set the torque so that it slips at 1 ootorr or more and does not slip at lower pressures.If the torque is set in this way, the suction pressure of the atmosta (2) can be estimated from the rotor rotation speed of the mechanical booster (4). is also possible.
次に図示の実施例について、更に具体的に説明する。Next, the illustrated embodiment will be described in more detail.
この実施例のメカニカルブースター（４）は排気速度が
０．２〜３０ｔｏｒｒで１００ ｒｄ／Ｈｒ 、アトモ
スタ（２）は排気速度が４０ボ／Ｈｒ（但し、吸入圧力
ＩＱＱｔｏｒｒ以下で作動）、液封ポンプ（１）は排気
速度が６０ｒｒ？１０ｒのものであり、メカニカルブー
スター（４）のすべり回転継手（７）はヒステリシスマ
グネットカップリングを使用して吐出圧力が８０ｔｏｒ
ｒですべり出すように伝達トルクを設定した。また動力
源（８）の回転数制御にはインバータを使用し、高周波
数を６０ヘルツ、低周波数を液封ポンプ（１）とのマツ
チングより４５ヘルツとした。更に回転数検出装置（９
）として近接センサーを使用し、測定値を３０００ｒｐ
ｍ以上の高速回転、２９９９〜２２００ｒｐｍの中速回
転、２１９９ｒｐｍ以下の低速回転の３段に分類してコ
ントローラ（１０）に出力することによって動力源（８
）の回転数を前記２段階に切り換えるように設定した。The mechanical booster (4) of this example has an exhaust speed of 0.2 to 30 torr and 100 rd/Hr, and the atmosta (2) has an exhaust speed of 40 volts/Hr (however, it operates at a suction pressure of IQQ torr or less) and a liquid ring pump. In (1), the exhaust speed is 60rr? 10r, and the sliding rotary joint (7) of the mechanical booster (4) uses a hysteresis magnetic coupling to achieve a discharge pressure of 80 torr.
The transmission torque was set so that it would start sliding at r. An inverter was used to control the rotational speed of the power source (8), with a high frequency of 60 hertz and a low frequency of 45 hertz by matching with the liquid ring pump (1). Furthermore, a rotation speed detection device (9
) using a proximity sensor and measuring the value at 3000 rpm.
The power source (8
) was set so that the rotation speed of the motor was switched between the two stages described above.
なお、メカニカルブースター（４）のローター（６）の
回転数が低中速のときにはバイパス弁（３）を開、大気
弁（１１）を閉とし、ローター回転数が高速のときには
１２時間後にバイパス弁（３）を閉、大気弁（１１）を
開とし、アトモスタ（２）を作動させるようにした。In addition, when the rotational speed of the rotor (6) of the mechanical booster (4) is low to medium speed, the bypass valve (3) is opened and the atmospheric valve (11) is closed, and when the rotor rotational speed is high, the bypass valve is closed after 12 hours. (3) was closed, the atmospheric valve (11) was opened, and the atmosphere valve (2) was operated.
（作用）
以下に第２図を参照しつつ上記の装置の作動を説明する
。(Operation) The operation of the above device will be explained below with reference to FIG.
まず起動スイッチを入れローター回転数が上昇して中速
域になると、Ｔ１時間後にコントローラ００）により動
力源（８）の回転数が高速に設定される。これによりロ
ーター回転数が高速域まで上昇し、１２時間を経過する
とバイパス弁（３）が閉、大気弁（ＩＩ）が開となる。First, when the start switch is turned on and the rotor rotational speed increases to a medium speed range, the rotational speed of the power source (8) is set to a high speed by the controller 00) after T1 time. As a result, the rotor rotational speed increases to a high speed range, and after 12 hours have passed, the bypass valve (3) is closed and the atmospheric valve (II) is opened.
これとともにアトモスタ（２）が作動し、メカニカルブ
ースター（４）の吸引側の真空度は第２図の上段に示す
ように低下する。At the same time, the atmosta (2) operates, and the degree of vacuum on the suction side of the mechanical booster (4) decreases as shown in the upper part of FIG. 2.
この状態において運転が継続されるが、もしガス負荷が
何らかの原因で上昇すると、上記の真空度が上昇すると
ともに、メカニカルブースター（４）のローター回転数
は次第に低下し、すべり回転継手（７）のすべり量が大
きい状態となる。しかし本発明においてはローター回転
数が中速域まで落ちると回転数検出装置（９）がこれを
検出し、コントローラ００）によりバイパス弁（３）が
開、大気弁（１１）が閉となりアトモスタ（２）が停止
するとともに、１４時間後にコントローラ００）が動力
源（８）の回転数を低速に落とす。これによりメカニカ
ルブースター（４）のすべり回転継手（７）のすべり量
は小さい状態となり、すべり回転継手（７）の過熱等が
防止される。このようにローター回転数が中速域まで落
ちてから１３時間が経過するとコントローラ００）が動
力源（８）の回転数を高速に設定するが、１４時間を経
過してもローター回転数が中速域のままであると再びコ
ントローラ（１０）が動力源（８）の回転数を低速に設
定し、すべり回転継手（７）を保護する。The operation continues in this state, but if the gas load increases for some reason, the degree of vacuum increases and the rotor rotation speed of the mechanical booster (4) gradually decreases, causing the sliding rotation joint (7) to gradually decrease. The amount of slip becomes large. However, in the present invention, when the rotor rotational speed drops to a medium speed range, the rotational speed detection device (9) detects this, and the controller 00) opens the bypass valve (3) and closes the atmospheric valve (11). 2) stops, and after 14 hours, the controller 00) reduces the rotational speed of the power source (8) to a low speed. As a result, the slip amount of the sliding rotary joint (7) of the mechanical booster (4) becomes small, and overheating of the sliding rotary joint (7) is prevented. In this way, when 13 hours have passed since the rotor rotation speed has fallen to the medium speed range, the controller 00) sets the rotation speed of the power source (8) to a high speed, but even after 14 hours have passed, the rotor rotation speed remains in the medium speed range. If the speed remains within the speed range, the controller (10) again sets the rotation speed of the power source (8) to a low speed to protect the slip rotation joint (7).
０
以上のように本発明ではローター回転数を検出して動力
源（８）の回転数を制御するので、すべり回転継手（７
）のスリップ量の大きい状態での運転時間を低減して動
力ロス及び過熱の問題をなくすることができる。なお、
実施例ではタイマーを組み込んでいるが、タイマーは本
発明の必須要件ではなく、省略することも可能である。0 As described above, in the present invention, the rotation speed of the power source (8) is controlled by detecting the rotor rotation speed.
) can reduce the operating time in a state with a large amount of slip, thereby eliminating problems of power loss and overheating. In addition,
Although a timer is incorporated in the embodiment, the timer is not an essential requirement of the present invention and may be omitted.
しかし制御系のチャタリングの防止のためにはこれらの
タイマーを使用することが好ましい。However, it is preferable to use these timers in order to prevent chattering in the control system.
またローター回転数を検出し、１４時間を経過しても低
速のままである場合には異常事態が発生したことを示す
ために動力源（８）、０２）を停止させることもできる
。It is also possible to detect the rotor rotational speed and to stop the power source (8), 02) if the rotor rotational speed remains low even after 14 hours, indicating that an abnormal situation has occurred.
（発明の効果）
以上に説明したように、本発明ではメカニカルブースタ
ーを含む真空ユニットにおいて、従来の圧力センサー又
は圧力スイッチに代えてローター回転数検出装置を組み
込むことにより、メカニカルブースターのすべり回転継
手のスリップ量の大きい状態での運転時間を低減して動
力ロス及び過１
熱の問題をなくすることができる。またこのような回転
数検出装置はガスに接触しない部分＆こ取付けが可能で
あるから、腐食性のガスの減圧にも使用することができ
る。さらにまた、本発明の真空ユニットはポンプの自己
診断にも利用することができる。よって本発明は従来の
問題点を解消した真空ユニットとして、産業の発展に寄
与するところは極めて大きいものがある。(Effects of the Invention) As explained above, in the present invention, in a vacuum unit including a mechanical booster, a rotor rotation speed detection device is incorporated in place of a conventional pressure sensor or pressure switch. It is possible to reduce the operating time in a state where the amount of slip is large and eliminate the problems of power loss and overheating. Further, since such a rotation speed detection device can be mounted on a part that does not come into contact with gas, it can also be used to reduce the pressure of corrosive gas. Furthermore, the vacuum unit of the present invention can be used for pump self-diagnosis. Therefore, the present invention greatly contributes to the development of industry as a vacuum unit that solves the problems of the conventional vacuum unit.
第１図は本発明の実施例を示す配管系統図、第２図はそ
の作動状況を説明するタイムチャー１・である。
（４）：メカニカルブースター、（５）：ハウジング、
（６）：ロータ、（７）：回転継手、（９）：回転数検
出装置、００）：コントローラ。FIG. 1 is a piping system diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a time chart 1 explaining its operating situation. (4): Mechanical booster, (5): Housing,
(6): Rotor, (7): Rotating joint, (9): Rotation speed detection device, 00): Controller.
Claims (1)
れた一対のロータ（６）、（６）をすべり回転継手（７
）を介して動力源（８）により駆動する構造のメカニカ
ルブースター（４）が組み込まれた真空ユニットにおい
て、上記ロータ（６）に回転数検出装置（９）を取り付
けるとともに、その出力によりメカニカルブースター（
４）の動力源（８）の回転数を制御するコントローラ（
１０）を設けたことを特徴とする真空ユニット。 ２、コントローラ（１０）が回転数検出装置（９）の出
力により真空ユニット内のバルブの開閉制御を行う請求
項１記載の真空ユニット。 ３、コントローラ（１０）が回転数検出装置（９）の出
力により真空ユニットの運転停止を行う請求項１記載の
真空ユニット。[Claims] 1. A pair of rotors (6), (6) supported in a housing (5) for non-contact synchronous rotation is connected to a sliding rotary joint (7).
) In a vacuum unit incorporating a mechanical booster (4) that is driven by a power source (8) via a power source (8), a rotation speed detection device (9) is attached to the rotor (6), and its output drives the mechanical booster (
controller (4) that controls the rotation speed of the power source (8);
10) A vacuum unit characterized by being provided with. 2. The vacuum unit according to claim 1, wherein the controller (10) controls opening and closing of valves within the vacuum unit based on the output of the rotation speed detection device (9). 3. The vacuum unit according to claim 1, wherein the controller (10) stops the operation of the vacuum unit based on the output of the rotation speed detection device (9).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7954290A JPH0726623B2 (en) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | Vacuum unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7954290A JPH0726623B2 (en) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | Vacuum unit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03279694A true JPH03279694A (en) | 1991-12-10 |
| JPH0726623B2 JPH0726623B2 (en) | 1995-03-29 |
Family
ID=13692886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7954290A Expired - Lifetime JPH0726623B2 (en) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | Vacuum unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0726623B2 (en) |
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