JPH0726623B2 - Vacuum unit - Google Patents
Vacuum unitInfo
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- JPH0726623B2 JPH0726623B2 JP7954290A JP7954290A JPH0726623B2 JP H0726623 B2 JPH0726623 B2 JP H0726623B2 JP 7954290 A JP7954290 A JP 7954290A JP 7954290 A JP7954290 A JP 7954290A JP H0726623 B2 JPH0726623 B2 JP H0726623B2
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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。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a vacuum unit having a mechanical booster incorporated therein.
（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100torr以下
になってからモータ等を起動する必要があった。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。(Prior Art) A vacuum unit in which a mechanical booster is incorporated in series with a vacuum exhaust system including a liquid ring pump, an atmoster (atmosphere driven air ejector), etc. has been conventionally known. As a mechanical booster for this purpose, a type in which a pair of rotors supported in a non-contact synchronous rotation in a housing is driven by a power source such as a motor is common, but conventionally, the discharge side pressure of the mechanical booster is It was necessary to start the motors, etc., after it became 100 torr or less. However, in recent years, the mechanical booster is started at the same time as other liquid ring pumps by interposing a sliding joint such as a fluid coupling and a hysteresis magnet coupling between the power source of the mechanical booster and the rotor, and the mechanical booster is activated under atmospheric pressure. Some have been developed that allow more exhaust.
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。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。A mechanical booster equipped with such a sliding rotary joint has a short exhaust time from startup, protects the equipment from overload due to slipping when the gas load increases, and does not require bypass during overload rotation. However, it has many advantages such as a spontaneous stop when a foreign matter piece is bitten, and damage is minimized. However, in this sliding rotary joint, the rotor side speed is the drive side speed.
If continuous operation is carried out in a state of 50% or less, not only a large power loss occurs, but also the sliding rotary joint is overheated, which causes problems such as deterioration of power transmission capacity and seizure. Therefore, as a means for preventing these troubles, pressure monitoring is performed to control the pump or cooling equipment is required.
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, as a vacuum unit, a liquid ring pump, an atomizer,
When a mechanical booster is combined, it is necessary to operate the atmosphere introduction valve, bypass valve, etc. of the atomizer by the discharge pressure of the mechanical booster, so it is necessary to install a pressure sensor or pressure switch for detecting the discharge pressure of the mechanical booster. there were. However, pressure sensors that can be used for gases containing acidic gases and organic solvents are very expensive, so when performing decompression of these gases, pressure sensors etc. must be used for sequence control of the above valves. Since it was not possible to use it, the valves were controlled by a timer based on the elapsed time from the start as a guide, and it was impossible to avoid a decrease in operating efficiency.
（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、すべり回転
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 conventional problems described above, and in a vacuum unit incorporating a mechanical booster having a sliding rotary joint, operation in a state in which the slip amount of the sliding rotary joint is large. It was completed to provide a vacuum unit that can reduce the time to eliminate the problems of power loss and overheating, and can maintain high operation efficiency even when decompressing a gas containing an acidic gas or an organic solvent. It is a thing.
（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 made to solve the above problems drives a pair of rotors supported in a housing so as to be non-contact synchronously rotatable by a power source via a sliding rotary joint. In a vacuum unit in which a mechanical booster having a structure is incorporated, a rotation speed detection device is attached to the rotor, and a controller for controlling the rotation speed of a power source of the mechanical booster by its output is provided.
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 valve in the vacuum unit according to the output of the rotor rotation speed detection device. Further, the controller may stop the operation of the vacuum unit by 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) Hereinafter, the present invention will be described in more detail 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）に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
グネックカップリングまたはエディ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 figure, (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 described above, the mechanical booster (4) includes a pair of rotors (6), (6) supported in the housing (5) for non-contact synchronous rotation so that the mechanical booster (4) can drive the power source (8) via the sliding rotary joint (7). ) Driven by. As the sliding rotary joint (7), there are friction joints using mechanical friction force, fluid joints using fluid force, hysteresis magneck coupling or eddy current magnet coupling using magnetic force, and any type can be used. can do.
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）に回転数検出装置（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, the rotation speed detection device (9) is attached to the rotor (6) of the mechanical booster (4). A contact sensor, a magnetic sensor, a proximity sensor, a photoelectric sensor, or the like can be selected and used as the rotation speed detection device (9), and the shaft of the mechanical booster (4) other than the gas contact part can be selected. Since it suffices to mount it so that the number of rotations can be measured, there is no need to worry about corrosion by gas, and an inexpensive material 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（10）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 rotation speed of the rotor (6) detected by the rotation speed detection device (9) is input to the controller (10) and
In the invention of (1), it is used for controlling the rotational speed of the power source (8) of the mechanical booster (4). Here, there are an inverter type, a continuously variable transmission, etc. as a method of switching the number of revolutions, but the type can be arbitrarily selected as long as the number of revolutions of at least two points can be switched.
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。The low speed side of the rotation speed switching of the power source (8) is set so that even if the exhaust speed of the mechanical booster (4) is low, it is higher than the exhaust speed of the auxiliary pump such as the liquid ring pump (1). Prevent the booster (4) from becoming an exhaust resistance. However, if the rotation speed on the low speed side is increased too much, the slip amount of the sliding rotary joint (7) will increase, so that the exhaust speed of the mechanical booster (4) will be about 1.2 times the exhaust speed of the auxiliary pump. It is preferable to set the rotation speed.
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100tor
r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100torr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100torr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 atomizer (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 atmospheric valve (11) are performed together. Is effective. Generally, Atmosta (2) is 100tor
Since it is designed to operate below r, the bypass valve (3) is closed so that the atomizer (2) operates when the suction pressure of the atomoster (2) becomes below 100 torr for efficient operation. Therefore, it is necessary to perform valve control to open the atmosphere valve (11). For this purpose, it is preferable to set the torque so that the sliding rotary joint (7) of the mechanical booster (4) slips at 100 torr or more and does not slip at a pressure lower than 100 torr. It is also possible to estimate the suction pressure of () from the rotor speed of the mechanical booster (4).
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 more specifically.
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100m3/Hr、アトモスタ（２）は排気速度
が40m3/Hr（但し、吸入圧力100torr以下で作動）、液封
ポンプ（１）は排気速度が60m3/Hr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
80torr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
ッチングより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3000rpm
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。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T2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。The mechanical booster (4) of this embodiment has a pumping speed of
100 m 3 / Hr at 0.2 to 30 torr, Atmostar (2) has an exhaust speed of 40 m 3 / Hr (however, it operates at a suction pressure of 100 torr or less), Liquid ring pump (1) has an exhaust speed of 60 m 3 / Hr , The sliding rotary joint (7) of the mechanical booster (4) uses a hysteresis magnet coupling to improve the discharge pressure.
The transmission torque was set so that it would slip out at 80 torr. An inverter was used to control the rotation speed of the power source (8), and the high frequency was set to 60 hertz and the low frequency was set to 45 hertz by matching with the liquid ring pump (1). Furthermore, a proximity sensor is used as the rotation speed detection device (9), and the measured value is 3000 rpm.
The rotation speed of the power source (8) can be switched between the above two speeds by classifying into three stages of the above high speed rotation, medium speed rotation of 2999 to 2200 rpm, and low speed rotation of 2199 rpm or less and outputting to the controller (10). Set. When the rotation speed of the mechanical booster (4) rotor (6) is low and medium speed, the bypass valve (3) is opened and the atmospheric valve (11) is closed. When the rotation speed is high, the bypass valve is bypassed after 2 hours. The valve (3) is closed and the atmospheric valve (11) is opened, and the atomosta (2)
I made it work.
（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 apparatus will be described 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（10）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、T2時間を経過するとバ
イパス弁（３）が閉、大気弁（11）が開となる。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。First, when the start-up switch is turned on and the rotor speed increases to the medium speed range, the controller (10) sets the speed of the power source (8) to high speed after 1 hour from T. As a result, the rotation speed of the rotor rises to the high speed range, and when T 2 time elapses, the bypass valve (3) is closed and the atmosphere valve (11) is opened. At the same time, the atomizer (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.
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（10）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、T4時間後にコントローラ（10）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T3時間が経過するとコントローラ（10）が動力源
（８）の回転数を高速に設定するが、T4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 is continued in this state, but if the gas load rises for some reason, the above-mentioned degree of vacuum rises and the rotor speed of the mechanical booster (4) gradually decreases, and the sliding rotary joint (7) The amount of slip is large. However, in the present invention, when the rotor rotation speed falls to the medium speed range, the rotation speed detection device (9) detects this, and the controller (10) opens the bypass valve (3) and closes the atmosphere valve (11), thereby closing the atomizer. When (2) stops, the controller (10) reduces the rotation speed of the power source (8) to a low speed after T 4 hours. 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. Thus if 3 hours T from falling to the rotor speed is medium speed range has elapsed the controller (10) sets the rotational speed of the power source (8) to fast, rotor speed even after the lapse of T 4 hours If the number remains in the medium speed range, the controller (10) again sets the rotation speed of the power source (8) to a low speed to protect the sliding rotary joint (7).
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。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。As described above, in the present invention, the rotation speed of the power source (8) is controlled by detecting the rotation speed of the rotor, so that the operating time in the state where the slip amount of the sliding rotary joint (7) is large can be reduced to reduce power loss and The problem of overheating can be eliminated. Although a timer is incorporated in the embodiment, the timer is not an essential requirement of the present invention and can be omitted. However, it is preferable to use these timers in order to prevent chattering of the control system.
またローター回転数を検出し、T4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）、（12）を停止させることもできる。Alternatively, the power sources (8) and (12) can be stopped to detect that an abnormal situation has occurred when the rotor speed is detected and the speed remains low even after a lapse of T 4 hours.
（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に取付
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 described above, in the present invention, in the vacuum unit including the mechanical booster, by incorporating the rotor rotation speed detection device in place of the conventional pressure sensor or pressure switch, the sliding rotary joint of the mechanical booster It is possible to eliminate the problems of power loss and overheating by reducing the operating time when the slip amount is large. Further, since such a rotation speed detecting device can be attached to a portion that does not come into contact with gas, it can also be used for reducing the pressure of corrosive gas. Furthermore, the vacuum unit of the present invention can be used for self-diagnosis of a pump. Therefore, the present invention has an extremely large contribution to industrial development as a vacuum unit that solves the conventional problems.
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トである。 （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、（10）：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 for explaining its operating condition. (4): Mechanical booster, (5): Housing,
(6): rotor, (7): rotary joint, (9): rotational speed detection device, (10): controller.
Claims (3)
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）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。1. A structure in which a pair of rotors (6), (6) rotatably supported in a housing (5) in a non-contact synchronous manner are driven by a power source (8) through a sliding rotary joint (7). In a vacuum unit incorporating a mechanical booster (4), a rotation speed detection device (9) is attached to the rotor (6).
And a controller (10) for controlling the rotation speed of the power source (8) of the mechanical booster (4) according to the output of the vacuum unit.
（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。2. The vacuum unit according to claim 1, wherein the controller (10) controls the opening and closing of the valve in the vacuum unit by the output of the rotation speed detecting device (9).
（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。3. The vacuum unit according to claim 1, wherein the controller (10) stops the operation of the vacuum unit by 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 JPH03279694A (en) | 1991-12-10 |
| JPH0726623B2 true 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) |
Cited By (1)
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1990
- 1990-03-28 JP JP7954290A patent/JPH0726623B2/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
| JPH03279694A (en) | 1991-12-10 |
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