TW202242259A - 液環泵之控制 - Google Patents

液環泵之控制 Download PDF

Info

Publication number
TW202242259A
TW202242259A TW111106287A TW111106287A TW202242259A TW 202242259 A TW202242259 A TW 202242259A TW 111106287 A TW111106287 A TW 111106287A TW 111106287 A TW111106287 A TW 111106287A TW 202242259 A TW202242259 A TW 202242259A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
motor
controller
liquid ring
function
control
Prior art date
Application number
TW111106287A
Other languages
English (en)
Inventor
戴鑫
劉希波
巴克 安德烈斯 丹尼爾 喬茲夫 迪
Original Assignee
中國大陸商埃地沃茲真空泵製造（青島）有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 中國大陸商埃地沃茲真空泵製造（青島）有限公司 filed Critical 中國大陸商埃地沃茲真空泵製造（青島）有限公司
Publication of TW202242259A publication Critical patent/TW202242259A/zh

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/06—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids specially adapted for stopping, starting, idling or no-load operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C19/00—Rotary-piston pumps with fluid ring or the like, specially adapted for elastic fluids
    • F04C19/001—General arrangements, plants, flowsheets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C19/00—Rotary-piston pumps with fluid ring or the like, specially adapted for elastic fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/02—Stopping, starting, unloading or idling control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/08—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by varying the rotational speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/28—Safety arrangements; Monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2203/00—Motor parameters
    • F04B2203/02—Motor parameters of rotating electric motors
    • F04B2203/0201—Current
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2203/00—Motor parameters
    • F04B2203/02—Motor parameters of rotating electric motors
    • F04B2203/0209—Rotational speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2207/00—External parameters
    • F04B2207/70—Warnings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06—Control using electricity
    • F04B49/065—Control using electricity and making use of computers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2210/00—Fluid
    • F04C2210/10—Fluid working
    • F04C2210/1005—Air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2210/00—Fluid
    • F04C2210/12—Fluid auxiliary
    • F04C2210/128—Water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2220/00—Application
    • F04C2220/10—Vacuum
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/40—Electric motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/40—Electric motor
    • F04C2240/403—Electric motor with inverter for speed control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/80—Other components
    • F04C2240/81—Sensor, e.g. electronic sensor for control or monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2270/00—Control; Monitoring or safety arrangements
    • F04C2270/05—Speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2270/00—Control; Monitoring or safety arrangements
    • F04C2270/05—Speed
    • F04C2270/051—Controlled or regulated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2270/00—Control; Monitoring or safety arrangements
    • F04C2270/07—Electric current
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2270/00—Control; Monitoring or safety arrangements
    • F04C2270/09—Electric current frequency
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2270/00—Control; Monitoring or safety arrangements
    • F04C2270/70—Safety, emergency conditions or requirements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2270/00—Control; Monitoring or safety arrangements
    • F04C2270/78—Warnings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2270/00—Control; Monitoring or safety arrangements
    • F04C2270/78—Warnings
    • F04C2270/782—Sound
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2270/00—Control; Monitoring or safety arrangements
    • F04C2270/78—Warnings
    • F04C2270/784—Light

Abstract

本發明揭示一種控制系統，其包括：一液環泵(10)；一馬達(12)，其經組態以驅動該液環泵(10)；及一控制器(20)，其經組態以：判定該馬達(12)內之一電流；判定該馬達(12)之一速度；計算一函數(F)之一值，該函數(F)係該馬達(12)內之該判定電流及該馬達(12)之該判定速度之一函數；及基於該函數(F)之該計算值輸出一個或多個控制信號。

Description

液環泵之控制
本發明係關於液環泵之控制。
液環泵係一種通常在商業上用作為真空泵及氣體壓縮器之已知類型之泵。液環泵通常包含其中具有一腔室之一外殼、延伸至該腔室中之一軸、安裝至該軸之一葉輪，及一驅動系統，諸如可操作地連接至該軸以驅動該軸之一馬達。該葉輪及軸偏心定位於該液環泵之該腔室中。
在操作中，該腔室部分填充一操作液體(亦稱為一服務液體)。當該驅動系統驅動該軸及該葉輪時，一液環形成於該腔室之該內壁上，藉此提供隔離相鄰動輪葉之間的個別體積之一密封件。該葉輪及軸偏心地定位至該液環，其導致該葉輪之相鄰葉片與該液環之間圍封之該等體積之一循環變動。
在其中該液環較遠離該軸之該腔室之一部分中，相鄰動輪葉之間存在一較大體積，其導致其中之一較小壓力。此允許其中該液環較遠離該軸之該部分可充當一進氣口區。在其中該液環較靠近該軸之該腔室之一部分中，相鄰動輪葉之間存在一較小體積，其導致其中之一較大壓力。此允許其中該液環更靠近該軸之該部分充當一氣體排放區。
液環泵之實例包含單級液環泵及多級液環泵。單級液環泵涉及僅使用一單一腔室及葉輪。多級液環泵(例如兩級液環泵)涉及使用多個腔室及葉輪，其等串聯連接。
本發明者已意識到在一些情况中(諸如在關閉一段時間之後)，液環泵可在一「乾燥」或「乾運行」狀態下開始操作。在此一乾燥狀態下，該液環泵中存在低於該操作液體被期望之一液位。因此，該液環泵內可產生顯著數量之熱，其可損壞該液環泵之組件。本發明者已意識到一液環泵之該等機械密封件趨向於易受在一乾燥狀態下運行一液環泵產生之熱引起之損壞影響。
本發明者已進一步意識到期望提供一種以防止、減少或限制一液環泵在其乾燥狀態下操作之一方式控制該液環泵之方法。
本發明者進一步意識到當該液環泵在其乾燥狀態下運行時，驅動該液環泵之該馬達內之電流(即，該馬達之該佈線中之電流，諸如該馬達之一定子繞組中之電流)低於正常操作條件下之電流。然而，僅使用此電流之量測來偵測一液環泵是否在其乾燥狀態下操作趨向於不可能，因為以一低速運行之一馬達中之電流亦將趨向於低，即使被驅動之液環泵未在其乾燥狀態下操作。本發明者進一步意識到一液環泵之乾燥狀態可基於驅動該液環泵之該馬達內之電流及該馬達之速度之一些函數(諸如一比率)來判定。
在一態樣中，提供一種控制系統，其包括：一液環泵；一馬達，其經組態以驅動該液環泵；及一控制器，其經組態以：判定該馬達內之一電流；判定該馬達之一速度；計算一函數之一值，該函數係該馬達內之該判定電流及該馬達之該判定速度之一函數；及基於該函數之該計算值輸出一個或多個控制信號。
該控制系統可進一步包括經組態以輸出一可聽及/或視覺警示之一警示模組。該一個或多個控制信號之一第一控制信號可用於控制該警示模組之操作。該一個或多個控制信號之一第二控制信號可用於控制該馬達之操作。
該函數可為該馬達內之該判定電流與該馬達之該判定速度之間的一比率。
該控制器可經進一步組態以將該函數之該計算值與一臨限值進行比較，且基於該比較輸出該一個或多個控制信號。該判定電流可為以安培為單位之該電流之一值。該馬達之該速度可為以每分鐘轉數為單位之一值。該臨限值可為大於或等於0.015之一值。該臨限值可等於約0.02。
該控制系統可進一步包括經組態以輸出一可聽及/或視覺警示之一警示模組。該控制器可經進一步組態以回應於判定該函數之該計算值小於或等於該臨限值而輸出一第一控制信號以控制該警示模組以輸出該可聽及/或視覺警示。
該控制器可經進一步組態以回應於判定該函數之該計算值小於或等於該臨限值，將一第二控制信號輸出至該馬達以停止該馬達驅動該液環泵。該控制器可經組態以回應於在一預定義時間週期內該函數之值小於或等於該臨限值而將該第二控制信號輸出至該馬達。該預定義時間週期可在2至5秒之範圍內，例如約3秒。
該控制器可經組態以回應於判定該函數之該計算值大於該臨限值，將一第三控制信號輸出至該馬達以控制該馬達以驅動(例如繼續驅動)該液環泵。
該控制系統可進一步包括經組態以將一操作液體泵送至該液環泵中之一泵，及經組態以驅動該泵之一進一步馬達。該一個或多個控制信號之一控制信號可用於控制該泵之操作。
該控制器可包括一變頻驅動器。
在一進一步態樣中，提供一種用於控制一系統之方法。該系統包括一液環泵，經組態以驅動該液環泵之一馬達及一控制器。該方法包括：由該控制器判定該馬達內之一電流；由該控制器判定該馬達之一速度；由該控制器計算一函數之一值，該函數係該馬達內之該判定電流及該馬達之該判定速度之一函數；及由該控制器基於該函數之該計算值而輸出一個或多個控制信號。
在一進一步態樣中，提供一種程式或複數個程式，其經配置使得當由一電腦系統或一個或多個處理器執行時，該程式或該複數個程式引起該電腦系統或該一個或多個處理器：判定耦合至該電腦系統或該一個或多個處理器之一馬達內之一電流，該馬達經組態以驅動一液環泵；判定該馬達之一速度；計算一函數之一值，該函數係該馬達內之該判定電流及該馬達之該判定速度之一函數；及基於該函數之該計算值而輸出一個或多個控制信號。
在一進一步態樣中，提供一種機器可讀儲存媒體，其儲存根據前述態樣之一程式或該複數個程式之至少一者。
圖1係展示一真空系統2之一示意圖(未按比例)。真空系統2耦合至一設施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處建立一真空或低壓環境。
在此實施例中，真空系統2包括一止回閥6、一液環泵10、一馬達12、一分離器14、一泵系統16、一控制器20及一警示模組22。
設施4經由一吸入或真空管路或管28連接至液環泵10之一入口。
止回閥6安置於吸入管路28上。止回閥6安置於設施4與液環泵10之間。
止回閥6經組態以允許流體(例如一氣體，諸如空氣)自設施4流動至液環泵10，且防止或阻止流體反向流動(即，自液環泵10流動至設施4)。
在此實施例中，液環泵10係一單級液環泵。
液環泵10之一進氣口連接至吸入管路28。液環泵10之一氣體出口連接至一排氣管路或管30。液環泵10經由一第一操作液體管32耦合至泵系統16。液環泵10經組態以經由第一操作液體管32自泵系統16接收操作液體。液環泵10由馬達12驅動。
圖2係一實例液環泵10之一橫截面之一示意圖(未按比例)。在圖2中所展示之液環泵10之一描述之後，下文稍後將更詳細地描述真空系統2之剩餘部分。
圖2中所繪示之液環泵10包括界定一實質上圓柱形之腔室102之一外殼100、延伸至腔室102中之一軸104，及固定地安裝至軸104之一葉輪106。液環泵10之進氣口108 (其耦合至吸入管路28)流體連接至腔室102之一進氣口。液環泵10之氣體出口(圖2中未展示)流體連接至腔室102之一氣體輸出。
在液環泵10之操作期間，操作液體經由第一操作液體管32接收於腔室102中。另外，軸104由馬達12旋轉，藉此在腔室102內旋轉葉輪106。當葉輪106旋轉時，腔室102 (圖中未展示)中之操作液體被迫抵靠腔室102之壁藉此形成密封且隔離相鄰動輪葉之間的個別體積之一液環。另外，氣體(諸如空氣)自吸入管路28經由進氣口108及腔室102之進氣口抽取至腔室102中。此氣體流動至形成於葉輪106之相鄰葉片之間的體積。葉輪106之旋轉引起該等體積之大小減小。當葉輪106自腔室102之進氣口移動至腔室102之氣體輸出時，葉輪106之旋轉壓縮含於體積內之氣體，其中壓縮氣體自腔室102流出。接著，自腔室102流出之壓縮氣體經由氣體出口及排氣管路30流出液環泵。
現返回圖1之描述，排氣管路30耦合在液環泵10之氣體出口與分離器14之一入口之間。分離器14經由排氣管路30連接至液環泵10使得分離器14接收排氣流體(即，壓縮氣體，其可伴隨或包含水滴及/或蒸氣)。
分離器14經組態以將自液環泵10接收之排氣流體分離為氣體(例如空氣)及操作液體。
自所接收之排氣流體分離之氣體經由一系統出口管34自分離器14及真空系統2排出。
分離器14包括一操作液體出口，經由其自所接收之排氣流體中分離之操作流體經由一排放或抽氣管36自分離器14及真空系統2輸出。
在此實施例中，泵系統16包括一泵(例如一離心泵)及經組態以驅動該泵之一馬達。泵系統16經組態以經由一第二操作液體管40自一操作液體源38泵送操作液體，且經由第一操作液體管32將該操作液體泵送至液環泵。
操作液體源38可為操作液體之任何適當源。例如，在其中操作液體係水之實施例中，操作液體源38可為一主供水、一河流、一湖泊、一儲水箱等。
控制器20可包括一個或多個處理器。在此實施例中，控制器20係一比例-積分(PI)控制器。在此實施例中，控制器20包括一變頻驅動器(VFD) 42。VFD 42經組態以控制馬達12之速度。VFD 42可經進一步組態以控制泵系統16之馬達之速度。
控制器20經由其VFD 42且經由一第一連接44連接至馬達12使得用於控制馬達12之一控制信號可自控制器20發送至馬達12。第一連接44可為任何適當類型之連接，包含(但不限於)一電線或一光纖，或一無線連接。馬達12經組態以根據由其自控制器20接收之控制信號操作。下文稍後將參考圖3更詳細地描述控制器20對馬達12之控制。
控制器20經由其VFD 42且經由一第二連接46進一步連接至泵系統16使得用於控制泵系統16之一控制信號可自控制器20發送至泵系統16之馬達。第二連接46可為任何適當類型之連接，包含(但不限於)一電線或一光纖，或一無線連接。泵系統16經組態以根據由其自控制器20接收之控制信號操作。
控制器20經由一第三連接48進一步連接至警示模組22使得用於控制警示模組22之一控制信號可自控制器20發送至警示模組22。第三連接48可為任何適當類型之連接，包含(但不限於)一電線或一光纖，或一無線連接。
警示模組22經組態以將一警示或通知提供或輸出至遠離真空系統2之一人類及/或其他系統(例如一電腦系統)。適當警示或通知之實例包含(但不限於)可聽警示(諸如一警報)及視覺警示(諸如一顯示器上之一訊息或一閃光燈)。
因此，提供真空系統2之一實施例。
可藉由組態或調適任何適合裝置(例如一個或多個電腦或其他處理裝置或處理器)及/或提供額外模組來提供用於實施以上配置及執行下文稍後描述之方法步驟之裝置(包含控制器20)。裝置可包括用於實施指令及使用資料(包含指令及呈儲存於一機器可讀儲存媒體(諸如電腦記憶體、一電腦磁碟、ROM、PROM等或此等或其他儲存媒體之任何組合)中或上之一電腦程式或複數個電腦程式之形式之資料之一電腦、電腦之一網路或一個或多個處理器。
圖3係展示用於控制液環泵10之操作之一控制程序之一實施例之某些步驟之一程序流程圖。
應注意圖3之流程圖中所描繪之及下文所描述之某些程序步驟可被省略或此等程序步驟可以不同於下文所呈現及圖3中所展示之順序執行。此外，儘管為了方便及易於理解，所有程序步驟被描繪為離散時間依序步驟，但一些程序步驟事實上可同時或至少在一定程度上在時間上重疊執行。
圖3之程序可被視為一「反乾運行」程序。
在步驟s2處，自「關」狀態之一斷電，控制器20控制馬達12以驅動液環泵10。換言之，起動液環泵之泵送操作。
在步驟s4處，控制器20判定或量測馬達12中(即，馬達12之佈線內)之電流，諸如馬達12之一定子繞組內之電流。特定言之，在此實施例中，VFD 42判定或量測馬達12中之電流。特定言之，在此實施例中，VFD 42將來自馬達12之輸入電力自AC轉換為DC且接著轉換回AC以達成一所要頻率。輸出電流在此轉換程序期間判定或量測。電流之量測值可儲存於VSD 42之積體電路板之一暫存器中。
可在液環泵10之泵送操作開始時或之後不久(例如在起動馬達12之一預定時間週期內)判定或量測馬達12中之電流。
在步驟s6處，控制器20判定或量測馬達12之速度。特定言之，在此實施例中，VFD 42判定或量測馬達12之速度。更具體而言，VFD判定供應至馬達12之輸出電力之一頻率。馬達12之速度係使用由VFD 42供應至馬達12之輸出電力之頻率來判定。特定言之，在此實施例中，馬達12之速度被判定為：
Figure 02_image001
其中：n N係馬達12之速度； f係輸出電力之頻率；及 P係馬達12之極對數目。
馬達12之速度可在液環泵10之泵送操作開始時或之後不久(例如在起動馬達12之一預定時間週期內)判定或量測。
較佳地，在與相同於步驟s4處判定或量測馬達12中之電流之時間點之時間點處判定或量測馬達12之速度。
在步驟s8處，控制器20計算馬達12中之電流(在步驟s4判定)及馬達之速度(在步驟s6判定)之一函數。
在此實施例中，控制器20計算馬達12之電流與速度之一比率。換言之，控制器20計算函數F，其中：
Figure 02_image003
其中： I係馬達12中之判定電流，其可以安培A為單位量測；及 s係馬達12之判定速度，其可以每分鐘轉數rpm為單位量測。
例如，馬達12內之電流可被判定為77A，且馬達12之速度可被判定為2100 rpm。因此，函數F之值可為77/2100 = 0.037。
在步驟s10處，控制器20比較判定函數值F相對於一臨限值。第一臨限值可為任何適當值。本發明者已意識到一液環泵之一乾運行條件可對應於F = 0.015之一函數值。因此，較佳地，臨限值大於0.015。例如，臨限值可在0.015至0.030之範圍內，或更佳地在0.015至0.025之範圍內，或更佳地約0.020。
若在步驟s10處，控制器20判定函數值F小於或等於臨限值，例如若F ≤ 0.02，則方法前進至s12。
然而，若在步驟s10處，控制器20判定函數值F大於臨限值，則方法前進至s18。下文稍後將更詳細地描述步驟s18。
在步驟s12處，回應於判定函數值F小於或等於臨限值，控制器20判定液環泵10在一乾運行條件下操作，即液環泵10中不存在足夠操作液體。因此，在步驟s12處，控制器20控制警示模組22以輸出一警示。
在步驟s14處，在控制器20之控制下，警示模組22為真空系統2之一人類操作者輸出一警示、警報或通知，諸如一可見及/或可聽警示。因此，通知人類操作著採取適當動作。此等動作之實例包含(但不限於)檢查或判定乾運行狀態之根本原因、採取動作以消除異常元素、重設控制器之一顯示器上之錯誤，及重新起動系統。
在步驟s16處，回應於判定液環泵10已在其乾運行條件下操作大於或等於一預定義時間週期，控制器20控制馬達12停止驅動液環泵10。因此，若液環泵10在一預定義時間週期內且一函數F值小於臨限值下操作，則液環泵10關閉。有利地，液環泵之此關閉趨向於減少或限制可歸因於液環泵10在其「乾燥」狀態下操作而產生之過量熱(即，其中操作液體不足)引起之對液環泵10之組件(諸如液環泵之機械密封件)之損壞。
預定義時間週期可(例如)由一人類操作者設定或調整。預定義時間週期可為任何適當時間週期。本發明者已意識到約2秒與5秒之間及更佳地約3秒的一時間週期趨向於提供對液環泵10之組件之損壞之改良減少。
在步驟s16之後，圖3之程序結束且液環泵10關閉。圖3中之程序隨後可隨著在步驟s2處啟動液環泵10而重新起動。
現返回其中在步驟s10處控制器20判定函數值F大於臨限值之情況，方法前進至s18。
在步驟s18處，控制器20判定液環泵10未在一乾運行條件下操作，即液環泵10中存在足夠操作液體。因此，在步驟s18處，控制器20控制馬達12以繼續驅動液環泵10。液環泵10可以此方式驅動直至其關閉且圖3之程序結束。
因此，提供由真空系統2實施之一控制程序之一實施例。
有利地，上述系統及方法允許以減少或限制一液環泵在一乾燥條件(即，其中操作液體不足)下操作之一方式來控制液環泵。因此，上述系統及方法趨向於減少或限制對液環泵之組件(諸如其機械密封件)之損壞。
有利地，控制器(例如VFD)經組態以使用操作參數或VFD本身之狀態來判定馬達內之電流及馬達之速度。VFD可主要經組態用於馬達速度控制。在VFD工作程序期間，由韌體/執行軟體量測馬達內之電流及由VFD輸出之電力之頻率兩者且將其等儲存於VFD之一暫存器中。藉由該等控制器處理器與VFD之間的既有通信，此等值有利地可供控制器之處理器使用。因此，趨向於減少、消除或避免需要額外感測器來量測此等參數之任一者或兩者。趨向於降低或消除此等感測器故障之一風險。此外，亦趨向於達成規格節約。此外，趨向於減少或消除對感測器維護之要求。然而，在一些實施例中，馬達內之電流及馬達之速度之一或兩者可由感測器量測。此等感測器可耦合至馬達且經組態以將量測發送至控制器。
在以上實施例中，真空系統包括上文參考圖1所描述之元件。特定言之，真空系統包括止回閥、液環泵、馬達、分離器、泵送系統、控制器、警示模組及其等之間的連接。然而，在其他實施例中，真空系統包括其他元件而非上述元件或除上述元件之外之元件。另外，在其他實施例中，真空系統之一些或所有元件可以不同於上述之一適當方式連接在一起。在一些實施例中，可實施多個液環泵。
在以上實施例中，一分離器經由各自輸出管自系統輸出分離操作液體及分離氣體。然而，在其他實施例中，分離操作液體及/或分離氣體不自系統輸出。例如，在一些實施例中，操作液體自分離器再循環回液環泵。操作液體之再循環有利於趨向於降低操作成本及水使用。在一些實施例中，可省略分離器。
在以上實施例中，液環泵係單一級液環泵。然而，在其他實施例中，液環泵係一不同類型之液環泵，例如一多級液環泵。
在以上實施例中，操作液體係水。然而，在其他實施例中，操作液體係一不同類型之操作液體。
在以上實施例中，控制器係一PI控制器。然而，在其他實施例中，控制器係一不同類型之控制器，諸如一比例(P)控制器、一積分(I)控制器、一微分(D)控制器、一比例-微分控制器(PD)控制器、一比例-積分-微分控制器(PID)控制器或一模糊邏輯控制器。
在以上實施例中，一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，各控制元件之群組之一各自子集。例如，在一些實施例中，各馬達可具有一各自專用控制器。
在以上實施例中，馬達之佈線內之電流及馬達速度之函數F係
Figure 02_image005
。然而，在其他實施例中，實施馬達之佈線內之電流及馬達速度之一不同函數。例如，可將權重施加於判定電流及/或馬達速度。
在以上實施例中，基於函數F之值與臨限值之比較來執行一警示及液環泵之可能關閉。然而，在其他實施例中，基於函數F之值與臨限值之比較而非警示及液環泵之關閉之一或兩者或除警示及液環泵之關閉之一或兩者之外來執行一個或多個不同動作。例如，在一些實施例中，若基於函數F之值與臨限值之比較，判定液環泵在其乾燥狀態下操作，則可控制泵送系統之馬達以調節或調變至液環泵中之操作液體之流量，例如增加至液環泵中之操作液體之流量。因此，液環泵可移出其乾燥狀態操作。
2:真空系統 4:設施 6:止回閥 10:液環泵 12:馬達 14:分離器 16:泵系統 20:控制器 22:警示模組 28:吸入管路 30:排氣管路 32:第一操作液體管 34:系統出口管 36:抽氣管 38:操作液體源 40:第二操作液體管 42:變頻驅動器 44:第一連接 46:第二連接 48:第三連接 100:外殼 102:腔室 104:軸 106:葉輪 108:進氣口 s2至s8:方法步驟
圖1係展示一真空系統之一示意圖(未按比例)； 圖2係一液環泵之一示意圖(未按比例)；及 圖3係展示由真空系統實施之一控制程序之某些步驟之一程序流程圖。
2:真空系統
4:設施
6:止回閥
10:液環泵
12:馬達
14:分離器
16:泵系統
20:控制器
22:警示模組
28:吸入管路
30:排氣管路
32:第一操作液體管
34:系統出口管
36:抽氣管
38:操作液體源
40:第二操作液體管
42:變頻驅動器
44:第一連接
46:第二連接
48:第三連接

Claims (17)

  1. 一種控制系統，其包括： 一液環泵； 一馬達，其經組態以驅動該液環泵；及 一控制器，其經組態以： 判定該馬達內之一電流； 判定該馬達之一速度； 計算一函數之一值，該函數係該馬達內之該判定電流及該馬達之該判定速度之一函數；及 基於該函數之該計算值輸出一個或多個控制信號。
  2. 如請求項1之控制系統，其進一步包括經組態以輸出一可聽及/或視覺警示之一警示模組，其中該一個或多個控制信號之一第一控制信號用於控制該警示模組之操作。
  3. 如請求項1或2之控制系統，其中該一個或多個控制信號之一第二控制信號用於控制該馬達之操作。
  4. 如請求項1至3中任一項之控制系統，其中該函數係該馬達內之該判定電流與該馬達之該判定速度之間的一比率。
  5. 如請求項1至4中任一項之控制系統，其中該控制器經進一步組態以： 將該函數之該計算值與一臨限值進行比較；且 基於該比較輸出該一個或多個控制信號。
  6. 如請求項5之控制系統，其中： 該判定電流係該電流之以安培為單位之一值； 該馬達之該速度係以每分鐘轉數為單位之一值；且 該臨限值係大於或等於0.015之一值。
  7. 如請求項6之控制系統，其中該臨限值等於約0.02。
  8. 如請求項5至7中任一項之控制系統，其中： 該控制系統進一步包括經組態以輸出一可聽及/或視覺警示之一警示模組； 該控制器經進一步組態以回應於判定該函數之該計算值小於或等於該臨限值而輸出一第一控制信號以控制該警示模組以輸出該可聽及/或視覺警示。
  9. 如請求項5至8中任一項之控制系統，其中： 該控制器經進一步組態以回應於判定該函數之該計算值小於或等於該臨限值，將一第二控制信號輸出至該馬達以停止該馬達驅動該液環泵。
  10. 如請求項9之控制系統，其中： 該控制器經組態以回應於在一預定義時間週期內該函數之該值小於或等於該臨限值而將該第二控制信號輸出至該馬達。
  11. 如請求項10之控制系統，其中該預定義時間週期在2至5秒之範圍內。
  12. 如請求項5至11中任一項之控制系統，其中： 該控制器經組態以回應於判定該函數之該計算值大於該臨限值，將一第三控制信號輸出至該馬達以控制該馬達以驅動該液環泵。
  13. 如請求項1至12中任一項之控制系統，其中： 該控制系統進一步包括： 一泵，其經組態以將一操作液體泵送至該液環泵中；及 一進一步馬達，其經組態以驅動該泵；且 該一個或多個控制信號之一控制信號用於控制該泵之操作。
  14. 如請求項1至13中任一項之控制系統，其中該控制器包括一變頻驅動器。
  15. 一種用於控制一系統之方法，該系統包括一液環泵，經組態以驅動該液環泵之一馬達及一控制器，該方法包括： 由該控制器判定該馬達內之一電流； 由該控制器判定該馬達之一速度； 由該控制器計算一函數之一值，該函數係該馬達內之該判定電流及該馬達之該判定速度之一函數；及 由該控制器基於該函數之該計算值而輸出一個或多個控制信號。
  16. 一種程式或複數個程式，其經配置使得當由一電腦系統或一個或多個處理器執行時，該程式或該複數個程式引起該電腦系統或該一個或多個處理器： 判定耦合至該電腦系統或該一個或多個處理器之一馬達內之一電流，該馬達經組態以驅動一液環泵； 判定該馬達之一速度； 計算一函數之一值，該函數係該馬達內之該判定電流及該馬達之該判定速度之一函數；及 基於該函數之該計算值而輸出一個或多個控制信號。
  17. 一種機器可讀儲存媒體，其儲存如請求項16之一程式或該複數個程式之至少一者。
TW111106287A 2021-02-22 2022-02-22 液環泵之控制 TW202242259A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
WOPCT/CN2021/077155 2021-02-22
CN2021077155 2021-02-22
GB2104118.1A GB2604188A (en) 2021-02-22 2021-03-24 Control of liquid ring pump

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202242259A true TW202242259A (zh) 2022-11-01

Family

ID=75690050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW111106287A TW202242259A (zh) 2021-02-22 2022-02-22 液環泵之控制

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP2024507235A (zh)
CN (1) CN116981847A (zh)
GB (1) GB2604188A (zh)
TW (1) TW202242259A (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114352533B (zh) * 2022-01-24 2023-11-21 南通市红星空压机配件制造有限公司 一种移动空压机电动进气阀控制方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4699570A (en) * 1986-03-07 1987-10-13 Itt Industries, Inc Vacuum pump system
JPH0613868A (ja) * 1992-06-25 1994-01-21 Toshiba Corp バイ−ｃｍｏｓ出力回路
JP5850116B1 (ja) * 2014-09-26 2016-02-03 ダイキン工業株式会社 電力変換装置
ITUB20152949A1 (it) * 2015-08-06 2017-02-06 Sms Meer Spa Impianto e metodo di degasaggio sottovuoto dell?acciaio liquido
JP6394741B1 (ja) * 2017-05-30 2018-09-26 ダイキン工業株式会社 電力変換装置、冷凍装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024507235A (ja) 2024-02-16
GB202104118D0 (en) 2021-05-05
CN116981847A (zh) 2023-10-31
GB2604188A (en) 2022-08-31
GB2604188A8 (en) 2022-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI225908B (en) Method for controlling a pump system
CN112005015B (zh) 液环泵控制
TW201930835A (zh) 泵浦裝置、泵浦裝置之測試運轉方法、電動機組合體、及電動機組合體之異常振動的特定方法
US11619232B2 (en) Liquid ring pump control
TW202242259A (zh) 液環泵之控制
US20240133380A1 (en) Control of liquid ring pump
US11828285B2 (en) Liquid ring pump control
JP2019122065A (ja) 電動機組立体およびポンプ装置
EP4295048A1 (en) Control of liquid ring pump
US20230243353A1 (en) Liquid ring pump control
WO2022041106A1 (en) Control of operating liquid flow into a liquid ring pump
US20220018353A1 (en) Liquid ring pump control
GB2615836A (en) System and method for cleaning a liquid ring pump system
GB2598418A (en) Control of operating liquid flow into liquid ring pump