TW202202732A - 液環泵控制 - Google Patents

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TW202202732A
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巴克 安德烈斯 丹尼爾 喬茲夫 迪
戴鑫
劉希波
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中國大陸商埃地沃茲真空泵製造（青島）有限公司
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Abstract

一種系統，其包括：液環泵(10)，其包括：腔室(102)；吸入口；排氣口；及操作液入口；氣體管線(36)，其耦合至該液環泵(10)；閥(8)，其安置於該氣體管線(36)上；第一感測器(81)，其經組態以量測該入口流體之第一參數；第二感測器(82)，其經組態以量測該操作液、該排出流體或該腔室內之流體之第二參數；及控制器(20)，其經組態以：使用該第二參數判定該操作液之蒸氣壓力，且基於該第一參數及該蒸氣壓力控制該閥(8)之操作。

Description

液環泵控制
本發明係關於液環泵之控制。
液環泵係已知類型之泵，其通常在商業上用作真空泵及氣體壓縮機。液環泵通常包含其中具有腔室之外殼、延伸至腔室中之軸件、安裝至軸件之葉輪、及驅動系統(諸如可操作地連接至軸件以驅動軸件之馬達)。葉輪及軸件偏心地定位於液環泵之腔室內。
在操作中，腔室部分填充有操作液(亦稱為服務液體)。當驅動系統驅動軸件及葉輪時，在腔室之內壁上形成液環，藉此提供密封，其將相鄰葉輪葉片之間的個別體積隔離開。葉輪及軸件與液環離心定位，其導致葉輪及液環之相鄰葉片之間封閉之體積之循環變化。
在其中液環離軸件較遠之腔室之部分中，在相鄰葉輪葉片之間存在較大容積，其導致其中之較小壓力。此允許其中液環遠離軸件之部分充當氣體吸入區。在其中液環靠近軸件之腔室之部分中，在相鄰葉輪葉片之間存在較小容積，其導致其中之較大壓力。此允許其中液環更靠近軸件之部分充當氣體排放區。
液環泵之實例包含單段液環泵及多段液環泵。單段液環泵僅涉及使用單一腔室及葉輪。多段液環泵(例如二段)涉及使用多個串聯連接之腔室及葉輪。
氣穴趨於特定液環泵磨損及故障之顯著原因，尤其係在低壓/高真空條件下操作之泵。此外，氣穴會導致令人不安之雜訊。因此，趨於期望在液環真空泵中防止或阻止啟動氣穴。
本發明人已意識到可藉由將空氣流引入至液環泵之入口歧管中來減少或消除氣穴。
在態樣中，提供一種系統，其包括：液環泵，其包括：腔室；吸入口；排氣口；及操作液入口，其中該液環泵經構形以：經由該吸入口將入口流體泵入至該腔室；經由該排氣口將排出流體泵出該腔室；且經由該操作液入口將操作液接收至該腔室中；氣體管線，其耦合至該液環泵，使得氣體可經由該氣體管線流入至該液環泵之該腔室中；閥，其安置於該氣體管線上；第一感測器，其經組態以量測該入口流體之第一參數；第二感測器，其經組態以量測選自由該操作液、該排出流體及該腔室內之流體組成之流體群組之流體之第二參數；及控制器，其經組態以：使用該第二參數之該量測判定該操作液之蒸氣壓力；且基於該第一參數之該量測及該所判定蒸氣壓力來控制該閥之操作。
該第一參數可為壓力。該第二參數可為溫度。
該控制器可經組態以使用該Antoine公式判定該操作液之該蒸氣壓力。該控制器可經組態以將該第一參數之該量測與該所判定蒸氣壓力進行比較，且基於該比較來控制該閥之操作。該控制器可經組態以判定該第一參數之該量測與該所判定蒸氣壓力之間的差，且基於該所判定差來控制該閥之操作。該控制器可經組態以將該所判定差與臨限值進行比較，且基於該比較控制該閥之操作。該控制器可經組態以：若該所判定差大於該臨限值，則控制該閥關閉或保持關閉；且若該所判定差小於或等於該臨限值，則控制該閥打開或保持打開。該控制器可經組態以控制該閥之操作，使得該閥之打開程度取決於該第一參數之該量測與該所判定蒸氣壓力之間的該所判定差。
該系統可進一步包括：吸入管線，其耦合至該吸入口；及止回閥，其安置於該吸入管線上。該止回閥可配置成容許流體經由該吸入管線流入至該腔室中且防止或阻止流體自該腔室流出至該吸入管線。該氣體管線可耦合至該止回閥與該液環泵之該吸入口之間的該吸入管線。該第一感測器可耦合至該止回閥與該液環泵之該吸入口之間的該吸入管線。
該液環泵可包括入口歧管。該閥可整合於該入口歧管中。
該氣體可為空氣或惰性氣體。
該系統可進一步包括：排氣管線，其耦合至該排氣口；及/或操作液管線，其耦合至該排氣操作液入口。該第二感測器可耦合至該排氣管線或該操作液管線。
在進一步態樣中，提供一種用於控制系統之控制方法，該系統包括液環泵、氣體管線及安置於該氣體管線上之閥，其中該液環泵包括腔室、吸入口、排氣口及操作液入口，該液環泵經構形以經由該吸入口將入口流體泵入至該腔室中，經由該排氣口將排出流體泵出該腔室，且經由該操作液入口將操作液接收至該腔室中，且該氣體管線耦合至該液環泵，使得氣體可經由該氣體管線流入至該液環泵之該腔室中，該方法包括：量測該入口流體之第一參數；量測選自由該操作液、該排出流體及該腔室內之流體組成之流體群組之流體之第二參數；使用該第二參數之該量測判定該操作液之蒸氣壓力；及基於該第一參數之該量測及該所判定蒸氣壓力來控制該閥之操作。
圖1係展示真空系統2之示意圖(未按比例)。真空系統2耦合至設施4，使得，在操作中，真空系統2藉由自設施4抽取氣體(例如空氣)在設施4處建立真空或低壓環境。
在此實施例中，真空系統2包括止回閥6、第一閥8、消音器9、液環泵10、馬達12、分離器14、泵系統16、熱交換器18、控制器20、第一感測器81及第二感測器82。
設施4經由吸入或真空管線或管道34連接至液環泵10之氣體入口。
在此實施例中，止回閥6安置於吸入管線34上。另外，第一感測器81安置於吸入管線34上。止回閥6安置於設施4與第一感測器81之間。第一感測器81安置於止回閥6與液環泵10之間。
止回閥6經構形以容許流體(例如氣體，諸如空氣)自設施4流動至液環泵10，且防止或阻止流體在相反方向上流動，即自液環泵10至設施4。
在此實施例中，第一感測器81係壓力感測器。第一感測器81經組態以量測在吸入管線34中流動之氣體之壓力，即藉由液環泵10之作用自設施4泵出之氣體之壓力。第一感測器81可為任何適當類型之壓力感測器。第一感測器81經由第一感測器連接83連接至控制器20，使得由第一感測器81進行之量測自第一感測器81發送至控制器20。第一感測器連接83可為任何適當類型之連接，包含(但不限於)電線或光纖，或無線連接。
液環泵10之氣體入口進一步連接至經由其可將空氣饋入液環泵10之氣體入口中之空氣(或氣體)管道36 (其亦可指稱空氣(或氣體)管線)。在此實施例中，空氣管道36耦合至第一感測器81與液環泵10之氣體入口之間的吸入管線34。
在此實施例中，止回閥6不防止或阻止空氣經由空氣管道36流動至液環泵10。氣體管道36可被認為旁通止回閥6。
第一閥8安置於氣體管道36上。消音器9安置於氣體管道36上。第一閥8安置於吸入管線34與消音器9之間。消音器9安置於第一閥8與吸入管線34之入口之間。
第一閥8可為電磁閥。
消音器9亦可指稱消音器。消音器9係聲學裝置，其經組態以降低由液環泵10透過氣體管道36吸入空氣而在氣體管道36內產生之聲壓之響度。
在此實施例中，液環泵10係單段液環泵。
液環泵10之氣體入口連接至吸入管線34。液環泵10之氣體出口連接至排氣管線或管道38。液環泵10經由第一操作液管道40耦合至熱交換器18。液環泵10經構形以經由第一操作液管道40接收來自熱交換器18之操作液。液環泵10由馬達12驅動。因此，馬達12係液環泵10之驅動器。
圖2係實例液環泵10之橫截面之示意圖(未按比例)。真空系統2之剩餘者將在下文描述圖2中所展示之液環泵10之後更詳細地描述。
在此實施例中，液環泵10包括外殼100，其界定實質上圓柱形腔室102、延伸至腔室102中之軸件104、及固定地安裝至軸件104之葉輪106。液環泵10之氣體入口108 (其耦合至吸入管線34)流體連接至腔室102之氣體輸入。液環泵10之氣體出口(未展示於圖2中)流體連接至腔室102之氣體輸出。
在液環泵10之操作期間，操作液經由第一操作液管道40接收於腔室102中。在一些實施例中，操作液可另外經由噴嘴經由吸入管線34接收。此外，軸件104由馬達12旋轉，藉此使腔室102內之葉輪106旋轉。隨著葉輪106旋轉，腔室102中之操作液(未展示於圖中)被迫抵靠腔室102之壁102藉此形成液環，該液環密封及隔離相鄰葉輪葉片之間的個別體積。此外，氣體(諸如空氣)經由氣體入口108及腔室102之氣體輸入自吸入管線34吸入至腔室102中。此氣體流入形成於葉輪106之相鄰葉片之間的容積中。當其自腔室102之氣體輸入移動至腔室102之氣體輸出時，葉輪106之旋轉壓縮包含於容積內之氣體，其中經壓縮氣體離開腔室102。離開腔室102之經壓縮氣體接著經由氣體出口及排氣管線38離開液環泵。
現返回至對圖1之描述，排氣管線38耦合於液環泵10之氣體出口與分離器14之入口之間。分離器14經由排氣管線38連接至液環泵10，使得排出流體(即壓縮氣體，其可含水滴及/或蒸汽)由分離器14接收。
分離器14經構形以將自液環泵10接收之排出流體分離成氣體(例如空氣)及操作液。因此，分離器14提供操作液之再循環。
自所接收之排出流體分離之氣體經由系統出口管道42自分離器14及真空系統2排出。
在此實施例中，分離器14包括分離器14可經由其接收來自操作液源(未展示於圖中)之額外或「補充」操作液之供應的進一步入口44。第二閥46沿進一步入口44安置。第二閥46經構形以控制額外操作液經由進一步入口44至分離器14之流動。第二閥46可為電磁閥。
分離器14包括三個操作液出口。分離器14之第一操作液出口經由第二操作液管道48耦合至泵系統16，使得操作液可自分離器14流動至泵系統16。分離器14之第二操作液出口耦合至溢流管道50，該溢流管道提供用於過量操作液之出口。分離器14之第三操作液出口耦合至排放管道或排氣管道52，其提供分離器可經由其排出操作液之管線。第三閥54沿排氣管道52安置。第三閥54經構形以處於打開或關閉狀態，藉此分別允許或防止操作液經由排氣管道52流出分離器14。第三閥54可為電磁閥。
分離器14進一步包括液位指示器56，該液位指示器經組態以，例如，向真空系統2之人類使用者提供分離器14中之操作液量之指示。液位指示器56可包含(例如)使用者可透過其觀察分離器14之液體儲存罐內之液位的透明窗口。
在此實施例中，泵系統16除了經由第二操作液管道48耦合至分離器14之外，亦經由第三操作液管道58耦合至熱交換器18。泵系統16包括泵(例如離心泵)及經組態以驅動該泵之馬達。泵系統16經組態以經由第二操作液管道48將操作液泵出分離器14且經由第三操作液管道58將該操作液泵送至熱交換器18。
熱交換器18經組態以自泵系統16接收相對熱之操作液，冷卻該相對熱操作液以提供相對冷操作液，且輸出該相對冷操作液。
在此實施例中，熱交換器18經組態以藉由將熱自該相對熱操作液傳遞至同樣流動通過熱交換器18之流體冷卻劑來冷卻流動通過熱交換器18之相對熱操作液。操作液及冷卻劑在熱交換器18中由熱經由其傳遞之固體壁分離，藉此防止操作液與冷卻劑混合。熱交換器18經由冷卻劑入口60自冷卻劑源(未展示於圖中)接收冷卻劑。熱交換器18經由冷卻劑出口62排出冷卻劑(熱已經傳遞至該冷卻劑)。
熱交換器18包括經冷卻操作液自其流出(即由泵系統16泵送)之操作液出口。操作液出口耦合至第一操作液管道40。因此，熱交換器18經由第一操作液管道40連接至液環泵10，使得在操作中，經冷卻操作液由泵系統16自熱交換器18泵送至液環泵10。
第二感測器82耦合至熱交換器18與液環泵10之間的第一操作液管道40。第二感測器82係溫度感測器。第二感測器82經組態以量測經由第一操作液管道40流入(即由泵系統16泵送)至液環泵10之操作液之溫度。第二感測器82可為任何適當類型之溫度感測器。第二感測器82經由第二感測器連接84連接至控制器20，使得由第二感測器82進行之量測自第二感測器82發送至控制器20。第二感測器連接84可為任何適當類型之連接，包含(但不限於)電線或光纖，或無線連接。
控制器20可包括一或多個處理器。在此實施例中，控制器20包括兩個變頻驅動器(VFD)，即第一VFD 201及第二VFD 202。第一VFD 201經組態以控制馬達12之速度。第一VFD 201可包括用於控制馬達12之變頻器。第二VFD 202經組態以控制泵系統16之馬達之速度。第二VFD 202可包括用於控制泵系統16之馬達之變頻器。
控制器20經由第一VFD 201及經由第一連接66連接至馬達12，使得用於控制馬達12之控制信號可自控制器20發送至馬達12。第一連接66可為任何適當類型之連接，包含(但不限於)電線或光纖，或無線連接。馬達12經組態以根據藉由其自控制器20接收之控制信號操作。
控制器20經由第二VFD 202及經由第二連接68連接至泵系統16，使得用於控制泵系統16之控制信號可自控制器20發送至泵系統16之馬達。第二連接68可為任何適當類型之連接，包含(但不限於)電線或光纖，或無線連接。泵系統16經組態以根據藉由其自控制器20接收之控制信號操作。
控制器20進一步經由第三連接70連接至第一閥8，使得用於控制第一閥8之控制信號可自控制器20發送至第一閥8。第三連接70可係任何適當類型之連接，包含(但不限於)電線或光纖，或無線連接。第一閥8經組態以根據藉由其自控制器20接收之控制信號操作。由控制器20對第一閥8之控制在下文參考圖3更詳細描述。在此實施例中，由控制器20對第一閥8之控制係基於自第一感測器81及第二感測器82接收之感測器量測。
控制器20亦可經由各自連接(未展示於圖中)連接至第二閥46及第三閥54，使得用於控制第二閥46及第三閥54之控制信號可自控制器20發送至第二閥46及第三閥54。
因此，提供真空系統2之實施例。
可藉由組態或調適任何合適設備(例如一或多個電腦或其他處理設備或處理器)及/或提供額外模組來提供包含控制器20之用於實施上述配置並執行將在下文描述之方法步驟之設備。該裝置可包括電腦、電腦之網路或一或多個處理器，用於執行指令及使用資料，包含儲存於機器可讀儲存媒體(諸如電腦記憶體、電腦磁碟、ROM、PROM等等，或此等或其他儲存媒體之任何組合)中或機器可讀儲存媒體上之電腦程式或複數個電腦程式形式之指令及資料。
現將參考圖3描述可由真空系統2執行之控制程序之實施例。應注意，可省略圖3之流程圖中所描繪及下文描述之特定程序步驟或此等程序步驟可依不同於下文呈現及圖3中所展示之順序之順序執行。此外，儘管為了方便及易於理解，所有程序步驟經描述為離散時間順序步驟，但一些程序步驟實際上可同時或至少在一定程度上在時間上重疊執行。
圖3係展示由真空系統2實施之控制程序之實施例之特定步驟之程序流程圖。
在此實施例中，在圖3之程序期間，液環泵10係「開」，即液環泵10經啟動以自設施4泵送氣體。
在步驟s2處，第一感測器81量測第一壓力P1 ，第一壓力P1 係在吸入管線34中流動之氣體之壓力，即藉由液環泵10之作用自設施4泵出之氣體之壓力P1 。
在步驟s4處，第一感測器81通過第一感測器連接83將第一壓力量測P1 發送至控制器20。
在步驟s6處，第二感測器82量測第一溫度T1 。第一溫度T1 係由液環泵10經由第一操作液管道40接收之操作液之溫度。
在步驟s8處，第二感測器82經由第二感測器連接84發送第一溫度量測T1 至控制器20。
在步驟s10處，控制器20使用經量測第一溫度T1 計算、判定或估計液環泵10中之操作液之蒸氣壓力(其亦稱為飽和壓力)。在此實施例中，操作液係水，且因此控制器20判定第一溫度T1 下水之蒸氣壓力，其在下文指稱「水蒸氣力壓Pwv 」。在此實施例中，使用近似公式，特別係Antoine方程式來判定水蒸氣壓力Pwv 。水蒸氣壓力Pwv 判定為：
Figure 02_image001
其中：A係由控制器20已知之常數值。例如，A可為7.07406； B係由控制器20已知之常數值。例如，B可為1657.46； C係由控制器20已知之常數值。例如，C可為227.02；且 T1 係經量測第一溫度。
在一些實施例中，參數A、B及C之一或多者可具有不同於上文給出之值之值。
在一些實施例中，可選地，控制器20可將所謂偏移值添加至所判定之水蒸氣壓力Pwv ，且此值可在隨後步驟中使用。換言之，控制器20可計算並使用經更新壓力值
Figure 02_image003
，其中係
Figure 02_image005
係偏移值。偏移值
Figure 02_image005
可被認為係安全邊際。偏移值
Figure 02_image005
可為任何適當值，包含(但不限於)介於1 mbar與10 mbar之間的值，例如 1 mbar、2 mbar、3 mbar、4 mbar、5 mbar、6 mbar、7 mbar、8 mbar、9 mbar或10 mbar。在一些實施例中，省略偏移值
Figure 02_image005
之使用。
在步驟s12處，控制器20將經計算水蒸氣壓力Pwv 與第一壓力量測P1 進行比較。例如，控制器20可判定經計算水蒸氣壓力Pwv 與第一壓力量測P1 之間的差ΔP，即
Figure 02_image009
在此實施例中，若ΔP之量值小於或等於預定壓力臨限值Pthres ，(即若|ΔP|≤Pthres )，則方法進行至步驟s14。換言之，若控制器20判定液環泵10之入口壓力P1 靠近(即在臨限值距離Pthres 內)水蒸氣壓力Pwv ，則方法進行至步驟s14。
另一方面，若ΔP之量值大於預定壓力臨限值Pthres (即，若|ΔP|＞Pthres )，則方法進行至步驟s18。換言之，若控制器20判定液環泵10之入口壓力P1 不靠近水蒸氣壓力Pwv ，則方法進行至步驟s18。下文將在步驟s14至s16之描述之後更詳細描述步驟s18。
預定壓力臨限值，Pthres ，可為任何合適值，例如20 mbar。預定壓力臨限值，Pthres ，可為可調整的或可變的。
在步驟s14處，回應於判定ΔP之量值小於或等於預定壓力臨限值Pthres ，控制器20經由第三連接70控制第一閥8打開(或若已打開則保持打開)。
在步驟s16處，液環泵10經由其氣體入口108將空氣吸入至腔室102中。空氣透過空氣管道36、經由打開第一閥8及消音器9吸入至液環泵10中。空氣趨於由於由液環泵10之操作導致腔室102內之氣壓降低，因此透過空氣管道36吸入至液環泵10中。消音器9趨於降低與液環泵10透過空氣管道36吸入空氣相關聯之雜訊。
在步驟s16處將空氣引入液環泵10有利地趨於引起液環泵10內之流體壓力之一增加。因此，由第一感測器81量測之第一壓力P1 趨於增加。因此，誤差值ΔP趨於增加。
增加誤差值ΔP意謂第一壓力P1 與水蒸氣壓力Pwv 之間的差增加。換言之，由液環泵接收之氣體之壓力移動遠離水蒸氣壓力Pwv 。此有利地趨於降低入口氣體在液環泵10中引起氣穴之可能性。
在步驟s16之後，重複圖3之程序，例如直至真空系統2關閉。圖3之程序可連續地執行，或更較佳地在真空系統2之操作期間連續執行。
現返回至其中在步驟s12處控制器20判定ΔP之量值大於預定壓力臨限值Pthres 之情況，在步驟s18處，控制器20經由第三連接70控制第一閥8關閉(若已關閉，則保持關閉)。
因此，空氣不經由空氣管道36吸入至液環泵10之腔室102中。因此，液環泵中之流體之壓力不因空氣引入至腔室102中而增加。
因此，提供由真空系統2實施之抗氣穴程序之實施例。
上述方法可在控制器之控制下自動執行。
有利地，上述系統及第二控制程序趨於允許控制液環泵內之流體溫度及壓力。
上述系統及第二控制程序有利地趨於提供液環泵之經改良可靠性。
上述系統及第二控制程序有利地趨於降低在液環泵中發生氣穴之可能性及/或嚴重性。例如，由於入口壓力(即來自吸入管線之氣體之壓力)等於或低於液環泵中操作液之蒸氣壓力，可在液環泵中引起氣穴。上述第二控制程序有利地趨於調整入口壓力以使其移動遠離操作液之蒸氣壓力，藉此降低氣穴之可能性。因此，氣穴引起之對液環泵之損壞趨於減少或消除。
止回閥有利地趨於防止或阻止氣體及操作液之不期望回流，且趨於特別有利於使用VFD操作之液環泵。
在上述實施例中，真空系統包括上文參考圖1描述之元件。然而，在其他實施例中，真空系統包括替代或除上述元件之外之其他元件。此外，在其他實施例中，真空系統之一些或所有元件可依不同於上述之適當方式連接在一起。例如，在一些實施例中，可實施多個液環泵。
在上述實施例中，止回閥6、第一閥8及液環泵10係獨立的個別裝置。然而，在一些實施例中，液環泵可具有整合止回閥，例如，在液環泵之入口歧管中。在一些實施例中，液環泵可具有整合第一閥，例如，在液環泵之入口歧管中。在一些實施例中，液環泵可具有整合止回閥及整合第一閥兩者，例如，在液環泵之入口歧管中。
具有一體式或整合止回閥及/或第一閥之液環泵之入口歧管有利地趨於減少或消除含有止回閥及/或第一閥之單獨管段之使用。此避免單獨止回閥管段及/或第一閥管段趨於意謂形成更少連接(例如接頭)，例如，在液環泵與由液環泵泵送之氣體源之間。此繼而趨於減少整體安裝大小，例如高度。此外，歸因於上述較少連接數目，洩漏之風險趨於降低。因此，液環泵之效率趨於提高。此外，與液環泵相關聯之材料成本趨於降低，例如因為減少或消除使用含有閥之單獨管段。此外，止回閥及/或第一閥之整合亦趨於在將液環泵安裝於位置處期間防止人為錯誤。
另外，整合於入口歧管中之止回閥及/或第一閥有利地趨於比包含於單獨管段中之止回閥更小程度地限制氣體之流動。
在上述實施例中，系統包括消音器。然而，在其他實施例中，消音器經省略。
在上述實施例中，空氣經由氣管及第一閥進入液環泵。然而，在其他實施例中，不同氣體經引入至液環泵中。例如，可使用惰性氣體，諸如氮氣。在一些實施例中，流體(例如空氣)可在不同於上述位置之位置處經引入至液環泵中。
在上述實施例中，止回閥不防止或阻止空氣經由空氣管道流動至液環泵。在一些實施例中，止回閥不顯著影響經由空氣管道至液環泵之氣流，且此氣流僅經由第一閥控制。然而，在其他實施例中，止回閥可經組態使得當止回閥處於其關閉位置時，空氣管道打開，使得空氣可經由空氣管道流入至液環泵中，且使得當止回閥處於打開位置時，空氣管道由止回閥關閉，使得防止空氣經由空氣管道流入至液環泵中。
在上述實施例中，熱交換器冷卻流動通過其中之操作液。然而，在其他實施例中，替代熱交換器或除了熱交換器之外，其他冷卻構件經實施以在其由液環泵接收之前冷卻操作液。
在上述實施例中，實施分離器以將操作液再循環返回至液環泵中。然而，在其他實施例中，實施不同類型之再循環技術。操作液之再循環有利地趨於降低操作成本及用水量。然而，在一些實施例中，不執行操作液之再循環。例如，真空系統可包含開迴路操作液循環系統，其中新鮮操作液供應至液環泵，且排出操作液可被丟棄。因此，可省略分離器。
在上述實施例中，液環泵係單段液環泵。然而，在其他實施例中，液環泵係不同類型之液環泵，例如多段液環泵。
在上述實施例中，操作液係水。然而，在其他實施例中，操作液係不同類型之操作液，例如，油。
控制器可為比例積分(PI)控制器、比例(P)控制器、積分(I)控制器、微分(D)控制器、比例-微分(PD)控制器、比例-積分-微分控制器(PID)控制器、模糊邏輯控制器或任何其他類型之控制器。
在上述實施例中，單一控制器控制多個系統元件(例如馬達)之操作。然而，在其他實施例中，可使用多個控制器，各者控制元件群組之各自子集。
在上述實施例中，泵經控制以調節或調變進入液環泵之操作液之流量。然而，在其他實施例中，替代泵或除了泵之外，亦實施一或多種不同類型之調節裝置，例如用於控制操作流體之流動之一或多個閥。控制器可經組態以控制一或多個調節裝置之操作。在一些實施例中，操作液流不經調變或調節，且由泵之真空入口壓力抽吸。
在上述實施例中，Antoine方程式用於估計水蒸氣壓力Pwv 。然而，在其他實施例中，依不同適當方式計算、判定、估計或確定水蒸氣壓力，例如，使用不同近似值，諸如August-Roche-Magnus(或Magnus-Tetens或 Magnus)方程式、Tetens方程式、Buck方程或Goff-Gratch方程式。
在上述實施例中，水蒸氣壓力Pwv 基於由第二感測器量測之第一溫度T1 判定。第二感測器耦合至熱交換器與液環泵之間的第一操作液管道。在其他實施例中，第二感測器具有不同位置。例如，第二感測器可在液環泵內部或與液環泵一體且經配置成量測液環泵內之操作液之溫度。在一些實施例中，水蒸氣壓力Pwv 基於不同溫度判定，即不同於由液環泵接收之操作液之溫度T1 。例如，在一些實施例中，控制器20使用在排氣管線38中流動之液環泵10之排出流體之經量測溫度(即由液環泵10泵送至分離器14之空氣及水混合物之溫度)判定或估計液環泵10中之操作液之蒸氣壓力。在排氣管線38中流動之液環泵10之排出流體之此溫度可由耦合至液環泵10與分離器14之間的排氣管線38之溫度感測器來量測。此溫度感測器可為任何適當類型之溫度感測器且可藉由任何合適類型之連接連接至控制器20，包含(但不限於)電線或光纖，或無線連接。
在上述實施例中，誤差值ΔP經判定為
Figure 02_image011
。然而，在其他實施例中，依不同方式判定誤差值，例如使用不同適當公式。例如，誤差值可為第一壓力P1 及/或水蒸氣壓力Pwv 及/或第一溫度T1 之不同函數。在一些實施例中，權重可施加至所量測壓力P1 及/或水蒸氣壓力Pwv 。
2:真空系統 4:設施 6:止回閥 8:第一閥 9:消音器 10:液環泵 12:馬達 14:分離器 16:泵系統 18:熱交換器 20:控制器 34:吸入管線 36:空氣管道 38:排氣管線 40:第一操作液管道 42:系統出口管道 44:進一步入口 46:第二閥 48:第二操作液管道 50:溢流管道 52:抽氣管道 54:第三閥 56:液位指示器 58:第三操作液管道 60:冷卻劑入口 62:冷卻劑出口 66:第一連接 68:第二連接 70:第三連接 81:第一感測器 82:第二感測器 83:第一感測器連接 84:第二感測器連接 100:外殼 102:腔室 104:軸件 106:葉輪 108:氣體入口 201:第一變頻驅動器 202:第二變頻驅動器
圖1係展示真空系統之示意圖(未按比例)；
圖2係液環泵之示意圖(未按比例)；及
圖3係展示可由真空系統執行之程序之特定步驟之程序流程圖。
2:真空系統設施
4:設施
6:止回閥
8:第一閥
9:消音器
10:液環泵
12:馬達
14:分離器
16:泵系統
18:熱交換器
20:控制器
34:吸入管線
36:空氣管道
38:排氣管線
40:第一操作液管道
42:系統出口管道
44:進一步入口
46:第二閥
50:溢流管道
52:抽氣管道
54:第三閥
56:液位指示器
58:第三操作液管道
60:冷卻劑入口
62:冷卻劑出口
66:第一連接
68:第二連接
70:第三連接
81:第一感測器
82:第二感測器
83:第一感測器連接
84:第二感測器連接
201:第一變頻驅動器
202:第二變頻驅動器

Claims (15)

  1. 一種系統，其包括： 液環泵，其包括： 腔室； 吸入口； 排氣口；及 操作液入口；其中 該液環泵經構形以： 經由該吸入口將入口流體泵入至該腔室； 經由該排氣口將排出流體泵出該腔室；且 經由該操作液入口將操作液接收至該腔室中； 氣體管線，其耦合至該液環泵，使得氣體可經由該氣體管線流入至該液環泵之該腔室中； 閥，其安置於該氣體管線上； 第一感測器，其經組態以量測該入口流體之第一參數； 第二感測器，其經組態以量測選自由該操作液、該排出流體及該腔室內之流體組成之流體群組之流體之第二參數；及 控制器，其經組態以： 使用該第二參數之該量測判定該操作液之蒸氣壓力；且 基於該第一參數之該量測及該所判定蒸氣壓力來控制該閥之操作。
  2. 如請求項1之系統，其中該第一參數係壓力。
  3. 如請求項1或2之系統，其中該第二參數係溫度。
  4. 如請求項1至3中任一項之系統，其中該控制器經組態以使用Antoine公式判定該操作液之該蒸氣壓力。
  5. 如請求項1至4中任一項之系統，其中該控制器經組態以將該第一參數之該量測與該所判定蒸氣壓力進行比較，且基於該比較來控制該閥之操作。
  6. 如請求項1至5中任一項之系統，其中該控制器經組態以判定該第一參數之該量測與該所判定蒸氣壓力之間的差，且基於該所判定差來控制該閥之操作。
  7. 如請求項6之系統，其中該控制器經組態以將該所判定差與臨限值進行比較，且基於該比較控制該閥之操作。
  8. 如請求項7之系統，其中該控制器經組態以： 若該所判定差大於該臨限值，則控制該閥以關閉或保持關閉；且 若該所判定差小於或等於該臨限值，則控制該閥以打開或保持打開。
  9. 如請求項6至8中任一項之系統，其中該控制器經組態以控制該閥之操作，使得該閥之打開程度取決於該第一參數之該量測與該所判定蒸氣壓力之間的該所判定差。
  10. 如請求項1至9中任一項之系統，其進一步包括： 吸入管線，其耦合至該吸入口；及 止回閥，其安置於該吸入管線上；其中 該止回閥經配置成容許流體經由該吸入管線流入至該腔室中且防止或阻止流體自該腔室流出至該吸入管線；且 該氣體管線係耦合至該止回閥與該液環泵之該吸入口之間的該吸入管線。
  11. 如請求項10之系統，其中該第一感測器係耦合至該止回閥與該液環泵之該吸入口之間的該吸入管線。
  12. 如請求項1至11中任一項之系統，其中： 該液環泵包括入口歧管；且 該閥係整合於該入口歧管中。
  13. 如請求項1至12中任一項之方法，其中該氣體係空氣或惰性氣體。
  14. 如請求項1至13中任一項之系統，其進一步包括： 排氣管線，其耦合至該排氣口；及/或 操作液管線，其耦合至該排氣操作液入口；其中 該第二感測器係耦合至該排氣管線或該操作液管線。
  15. 一種用於控制系統之控制方法，該系統包括液環泵、氣體管線及安置於該氣體管線上之閥，其中該液環泵包括腔室、吸入口、排氣口及操作液入口，該液環泵經構形以經由該吸入口將入口流體泵入至該腔室中，經由該排氣口將排出流體泵出該腔室，且經由該操作液入口將操作液接收至該腔室中，且該氣體管線係耦合至該液環泵，使得氣體可經由該氣體管線流入至該液環泵之該腔室中，該方法包括： 量測該入口流體之第一參數； 量測選自由該操作液、該排出流體及該腔室內之流體組成之流體群組之流體之第二參數； 使用該第二參數之該量測判定該操作液之蒸氣壓力；及 基於該第一參數之該量測及該所判定蒸氣壓力來控制該閥之操作。
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