TW202348901A - 用於清潔液環泵系統的系統及方法 - Google Patents

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巴克 安德烈斯 丹尼爾 喬茲夫 迪
奧登羅德 巴特 凡
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劉希波
周鯤
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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

本發明揭示一種系統(2)，其包括：一液環泵(10)；一分離器(14)，其耦合至該液環泵(10)之一排出出口；一閥模組(19)，該閥模組(19)經由一第一排水管線(52)耦合至該分離器(14)且經由一第二排水管線(53)耦合至該液環泵(10)，該閥模組(19)包括沿著該第一排水管線(52)配置之一第一閥(191)及沿著該第二排水管線(53)配置之一第二閥(192)；及一控制器(20)，其經組態以控制該等閥(191、192)。

Description

用於清潔液環泵系統的系統及方法
本發明係關於包括液環泵及分離器之泵送系統之清潔。
液環泵係通常商業地用作真空泵及氣體壓縮機之一已知類型之泵。液環泵通常包含在其中具有一室之一殼體、延伸至室中之一軸件、安裝至該軸件之一葉輪、及可操作地連接至軸件以驅動軸件之一驅動系統(諸如，一馬達)。葉輪及軸件偏心地定位於液環泵之室內。
在操作中，用一操作液(亦稱為一服務液)部分地填充該室。當驅動系統驅動軸件及葉輪時，在室之內壁上形成一液環，藉此提供隔離毗鄰葉輪葉片之間的個別體積之一密封。葉輪及軸件偏心於液環而定位，此導致圍封在葉輪之毗鄰葉片與液環之間的體積發生一週期變化。
在其中液環進一步遠離軸件之室之一部分中，在毗鄰葉輪葉片之間存在一較大體積，此導致在其中存在一較小壓力。此允許其中液環進一步遠離軸件之部分充當一氣體入口區。在其中液環更靠近軸件之室之一部分中，在毗鄰葉輪葉片之間存在一較小體積，此導致在其中存在一較大壓力。此允許其中液環更靠近軸件之部分充當一氣體排出區。
在液環泵之操作期間，操作液可隨著時間受到污染。舉例而言，顆粒物質可變得懸浮或攜帶在操作液中，及/或物質可溶解至操作液中，此可使操作液具有腐蝕性。此污染可降低其中實施液環泵之泵送系統之液環泵及/或其他組件之效率、可靠性及壽命。
在一態樣中，提供一種系統，其包括：一液環泵，其包括一室、一抽吸進口及一排出出口，其中該液環泵經組態以經由該抽吸進口將一進口流體泵送至該室中，且經由該排出出口將一排出流體泵送出該室；一分離器，其耦合至該液環泵之該排出出口且經組態以將自該液環泵接收之該排出流體分離成氣體及液體；一閥模組，其中該閥模組經由一第一排水管線耦合至該分離器，該閥模組經由一第二排水管線耦合至該液環泵，且該閥模組包括沿著該第一排水管線配置之一第一閥及沿著該第二排水管線配置之一第二閥；及一控制器，其經組態以：在該液環泵將該排出流體泵送至該分離器之一段時間內，控制該第一閥使得該分離器內之一液體經準許經由該第一排水管線流出該分離器；及在該液環泵不將該排出流體泵送至該分離器之一段時間內，進行以下一者或兩者：控制該第一閥使得該分離器內之一液體經準許經由該第一排水管線流出該分離器，或控制該第二閥使得該液環泵內之一液體經準許經由該第二排水管線流出該液環泵。
該系統可進一步包括一定時器，該定時器經組態以在一第一預定時間間隔輸出一定時器信號。該控制器可進一步經組態以在該液環泵將該排出流體泵送至該分離器時，回應於該定時器輸出該定時器信號控制該第一閥使得該分離器內之一液體經準許在一第二預定時間間隔內經由該第一排水管線流出該分離器，該第二預定時間間隔比該第一預定時間間隔短。
該系統可進一步包括：一液體進口管線，其耦合至該分離器，一液體可經由該液體進口管線引入至該分離器中；及一第三閥，其沿著該液體進口管線配置。該控制器可進一步經組態以在該液環泵將該排出流體泵送至該分離器且該第一閥經控制使得該分離器內之該液體經準許經由該第一排水管線流出該分離器之一段時間內，控制該第三閥使得液體經準許經由該液體進口管線流入至該分離器中。該控制器可進一步經組態以在該液環泵不將該排出流體泵送至該分離器之一段時間內，控制該第三閥使得液體經準許經由該液體進口管線流入至該分離器中。
該系統可進一步包括另一泵，其耦合在該分離器與該液環泵之間且經組態以將液體自該分離器泵送至該液環泵。該控制器可進一步經組態以控制該另一泵。
該第一閥或該第二閥中之一者或兩者可係一電磁閥。
與該第二閥相比，該第一閥可具有一較大閥流量係數。
在另一態樣中，提供一種用於一系統之控制方法。該系統包括：一液環泵，其包括一室、一抽吸進口及一排出出口，該液環泵經組態以將一進口流體經由該抽吸進口泵送至該室中且將一排出流體經由該排出出口泵送出該室；一分離器，其耦合至該液環泵之該排出出口且經組態以將自該液環泵接收之該排出流體分離成氣體及液體；及一閥模組，該閥模組經由一第一排水管線耦合至該分離器且經由一第二排水管線耦合至該液環泵，該閥模組包括沿著該第一排水管線配置之一第一閥及沿著該第二排水管線配置之一第二閥。該方法包括在該液環泵將該排出流體泵送至該分離器之一段時間內，由一控制器控制該第一閥，藉此致使該分離器內之一液體經由該第一排水管線流出該分離器。
該方法可進一步包括：在該液環泵將該排出流體泵送至該分離器時，將步驟(i)至(iii)按順序執行一或多次，其中：步驟(i)包括由一定時器回應於一第一預定時間間隔經過而輸出一定時器信號；步驟(ii)包括回應於該定時器輸出該定時器信號，由該控制器控制該第一閥，藉此致使該分離器內之該液體在一第二預定時間間隔內經由該第一排水管線流出該分離器，該第二預定時間間隔比該第一預定時間間隔短；且步驟(iii)包括回應於該第二預定時間間隔經過，由該控制器控制該第一閥，藉此防止該分離器內之該液體經由該第一排水管線流出該分離器。
該系統可進一步包括：一液體進口管線，其耦合至該分離器，一液體可經由該液體進口管線引入至該分離器中；及一第三閥，其沿著該液體進口管線配置。該方法可進一步包括在該液環泵將該排出流體泵送至該分離器且該第一閥經控制使得該分離器內之該液體經準許經由該第一排水管線流出該分離器之一段時間內，由該控制器控制該第三閥，藉此致使液體經由該液體進口管線流入至該分離器中。
在另一態樣中，提供一種用於一系統之控制方法。該系統包括：一液環泵，其包括一室、一抽吸進口及一排出出口，該液環泵經組態以將一進口流體經由該抽吸進口泵送至該室中且將一排出流體經由該排出出口泵送出該室；一分離器，其耦合至該液環泵之該排出出口且經組態以將自該液環泵接收之該排出流體分離成氣體及液體；及一閥模組，該閥模組經由一第一排水管線耦合至該分離器且經由一第二排水管線耦合至該液環泵，該閥模組包括沿著該第一排水管線配置之一第一閥及沿著該第二排水管線配置之一第二閥。該控制方法包括在該液環泵不將該排出流體泵送至該分離器之一段時間內，執行選自由以下各項組成之動作群組之一或多個動作：由一控制器控制該第一閥，藉此致使該分離器內之一液體經由該第一排水管線流出該分離器；由一控制器控制該第二閥，藉此致使該液環泵內之一液體經由該第二排水管線流出該液環泵。
該系統可進一步包括：一液體進口管線，其耦合至該分離器，一液體可經由該液體進口管線引入至該分離器中，一第三閥，其沿著該液體進口管線配置；及另一泵，其耦合在該分離器與該液環泵之間。該方法可進一步包括在該液環泵不將該排出流體泵送至該分離器之一段時間內，在執行該一或多個動作之後：回應於滿足一或多個準則，由該控制器控制該第一閥以防止該分離器內之液體經由該第一排水管線流出該分離器且由該控制器控制該第二閥以防止該液環泵內之一液體經由該第二排水管線流出該液環泵；由該控制器控制該第三閥，藉此致使液體經由該液體進口管線流入至該分離器中；且由該控制器控制該另一泵以將該液體自該分離器泵送至該液環泵。該一或多個準則可選自由以下各項組成之準則群組：一第一預定體積之水已經由該第一排水管線流出該分離器；一第二預定體積之水已經由該第二排水管線流出該液環泵；一第三預定體積之水已經由該第一排水管線流出該分離器且經由該第二排水管線流出該液環泵；該第一閥已打開一第一預定時間段；該第二閥已打開一第二預定時間段；該第一閥及該第二閥已同時打開一第三預定時間段。
在另一態樣中，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控制器之一或多個處理器執行時，其致使該控制器根據任何前述態樣之方法操作。
在另一態樣中，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中之至少一者。
圖1係展示一真空系統2之一示意性圖解說明(未按比例)。
圖2係展示真空系統2之某些組件之一透視圖之一示意性圖解說明(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吸取氣體(舉例而言，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、一熱交換器18、包括一第一閥191及一第二閥192之一閥模組19、及一控制器20。
設施4經由一抽吸管線或真空管線或管道34連接至液環泵10之一進口。
止回閥6安置在抽吸管線34上。止回閥6安置在設施4與液環泵10之間。
止回閥6經組態以準許流體(例如，諸如空氣之一氣體)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(亦即，自液環泵10至設施4)流動。
在此實施例中，液環泵10係一單級液環泵。
液環泵10之一氣體進口連接至抽吸管線34。液環泵10之一氣體出口連接至一排出管線或管道38。液環泵10經由一第一操作液管道40耦合至熱交換器18。液環泵10經組態以經由第一操作液管道40自熱交換器18接收操作液。液環泵10由馬達12驅動。因此，馬達12係液環泵10之一驅動器。
圖3係一實例液環泵10之一剖面之一示意性圖解說明(未按比例)。在對圖2中所展示之液環泵10進行一闡述之後，稍後將在下文更詳細地闡述真空系統2之剩餘部分。
在此實施例中，液環泵10包括界定一實質上圓柱形之室102之一殼體100、延伸至室102中之一軸件104、及固定地安裝至軸件104之一葉輪106。液環泵10之氣體進口108(其耦合至抽吸管線34)流體連接至室102之一氣體入口。液環泵10之氣體出口(未在圖2中展示)流體連接至室102之一氣體輸出口。
在液環泵10之操作期間，操作液經由第一操作液管道40接收於室102中。在某些實施例中，可經由抽吸管線34經由一噴嘴額外地接收操作液。此外，藉由馬達12使軸件104旋轉，藉此使葉輪106在室102內旋轉。當葉輪106旋轉時，室102中之操作液(未在各圖中展示)被迫抵靠室102之壁，藉此以形成密封且隔離毗鄰葉輪葉片之間的個別體積之一液環。此外，氣體(諸如空氣)經由氣體進口108及室102之氣體入口自抽吸管線34吸取至室102中。此氣體流入至在葉輪106之毗鄰葉片之間形成之體積中。當氣體自室102之氣體入口移動至室102之氣體輸出口時，葉輪106之旋轉壓縮該體積內含有之氣體，經壓縮氣體在該氣體輸出口處離開室102。離開室102之經壓縮氣體然後經由氣體出口及排出管線38離開液環泵。
現在返回至圖1之闡述，排出管線38耦合在液環泵10之氣體出口與分離器14之一進口之間。
分離器14經由排出管線38連接至液環泵10，使得排出流體(亦即，經壓縮氣體，經壓縮氣體可包含水滴及/或蒸汽)由分離器14接收。分離器14經組態以將自液環泵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。
自所接收排出流體分離之氣體經由一系統出口管道42自分離器14及真空系統2排放。
在此實施例中，分離器14包括另一進口44，分離器14可經由該另一進口自一操作液源接收一額外或「補充」操作液供應(未在各圖中展示)。一第三閥46沿著另一進口44安置。第三閥46經組態以控制額外操作液經由另一進口44流入分離器14中。第三閥46可係一電磁閥。
分離器14包括三個操作液出口。分離器14之一第一操作液出口經由一第二操作液管道56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之一第二操作液出口耦合至一溢流管道50，該溢流管道為過量操作液提供一出口。分離器14之一第三操作液出口耦合至一第一排水或疏散管線52，此提供分離器14可經由其排出操作液之一管線。在此實施例中，分離器14與第一排水管線52之間的連接位於或接近分離器14之底部。因此，操作流體可在重力作用下經由第一排水管線52排出分離器14。
閥模組19耦合至第一排水管線52。更具體而言，閥模組19之第一閥191沿著第一排水管線52安置。第一閥191經組態以處於一打開或關閉狀態，藉此分別允許或防止操作液經由第一排水管線52流出分離器14。第一閥191可係一電磁閥。
閥模組19經由一第二排水管線53進一步耦合至液環泵10。第二排水管線53係液環泵10之室102可經由其排出操作液之一管線。在此實施例中，液環泵10之室102與第二排水管線53之間的連接位於或接近室102之底部。因此，操作流體可在重力作用下經由第二排水管線53排出室102。
閥模組19耦合至第二排水管線53。更具體而言，閥模組19之第二閥192沿著第二排水管線53安置。第二閥192經組態以處於一打開或關閉狀態，藉此分別允許或防止操作液經由第二排水管線53流出液環泵10之室102。第二閥192可係一電磁閥。
與第二閥192相比，第一閥191可具有一較大閥流量係數(VFC)。第一閥191可具有任何適當管道直徑，例如，12.7 mm (1/2英吋)至50.8 mm (2英吋)。較佳地，第一閥191具有約25.4 mm (1英吋)之一管道直徑。第二閥192可具有任何適當管道直徑，例如，6.35mm (1/4英吋)至25.4 mm (1英吋)。較佳地，第二閥192具有約12.7 mm (1/2英吋)之一管道直徑。
與第二排水管線53相比，第一排水管線52可具有一較大管道直徑。第一排水管線52可具有任何適當管道直徑，例如，12.7 mm (1/2英吋)至50.8 mm (2英吋)。較佳地，第一排水管線52具有約25.4 mm (1英吋)之一管道直徑。第二排水管線53可具有任何適當管道直徑，例如，6.35 mm (1/4英吋)至25.4 mm (1英吋)。較佳地，第二排水管線53具有約12.7 mm (1/2英吋)之一管道直徑。
在此實施例中，除了經由第二操作液管道56耦合至分離器14之外，泵系統16亦經由一第三操作液管道58耦合至熱交換器18。泵系統16包括一泵(例如，一離心泵)及經組態以驅動彼泵之一馬達。泵系統16經組態以經由第二操作液管道56將操作液泵送出分離器14，且經由第三操作液管道58將彼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，以冷卻彼相對熱之操作液來提供相對冷之操作液且輸出彼相對冷之操作液。
在此實施例中，熱交換器18經組態以藉由以下操作來冷卻流動穿過熱交換器18之相對熱之操作液：將熱量自彼相對熱之操作液轉移至亦流動穿過熱交換器18之一流體冷卻劑。操作液及冷卻劑在熱交換器18中由一實心壁分離，熱量經由該實心壁傳送，藉此防止操作液與冷卻劑之混合。熱交換器18經由一冷卻劑進口60自一冷卻劑源接收冷卻劑(未在各圖中展示)。熱交換器18經由一冷卻劑出口62排出冷卻劑(熱量已轉移至該冷卻劑)。
熱交換器18包括一操作液出口，經冷卻操作液自該操作液出口流動(亦即，由泵系統16泵送)。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。
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，一第一VFD 201及一第二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之一反相器。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之馬達之一反相器。
控制器20經由其VFD中之一第一VFD及經由一第一連接66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66可係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。
控制器20經由其VFD中之一第二VFD及經由一第二連接68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68可係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69連接至閥模組19，使得用於控制閥模組19之第一閥191及第二閥192之一或多個控制信號可自控制器20發送至閥模組19。第三連接69可係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。第一閥191經組態以根據由閥模組19自控制器20接收之一或多個控制信號在其打開及關閉狀態之間切換(藉此以分別允許或防止操作液經由第一排水管線52自分離器14排泄)。第二閥192經組態以根據由閥模組19自控制器20接收之一或多個控制信號在其打開及關閉狀態之間切換(藉此以分別允許或防止操作液經由第二排水管線53自液環泵10排泄)。稍後在下文參考圖4至圖6更詳細地闡述由控制器20對第一閥191及第二閥192之控制。
在此實施例中，控制器20進一步包括一定時器204。定時器204經組態以在一第一預定時間間隔輸出一定時器信號。舉例而言，每當第一預定時間間隔經過，定時器204即重複輸出定時器信號。換言之，在此實施例中，定時器204自一零點量測所經過時間；一旦第一預定時間間隔已經過，定時器204即輸出定時器信號且重設為零。在重設為零之後，定時器204再次開始自彼零點量測所經過時間。第一預定時間間隔可由系統2之一使用者或操作者設定。定時器204可由系統2之一使用者或操作者手動地設定為零、啟動、停止或暫停。
第一預定時間間隔可係任何適當間隔或時段。舉例而言，第一預定時間間隔可係1小時、2小時、3小時、4小時、5小時、6小時、7小時、8小時、9小時、10小時、11小時、12小時、或大於12小時之一間隔或時段。
在某些實施例中，控制器20經組態以取決於定時器信號(舉例而言，回應於定時器輸出定時器信號)來控制第一閥191及/或第二閥192。
控制器20經由一第四連接70連接至第三閥46，使得用於控制第三閥46之一控制信號可自控制器20發送至第三閥46。第四連接70可係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。第三閥46經組態以根據由該第三閥自控制器20接收之控制信號在其打開及關閉狀態之間切換(藉此以分別允許或防止額外操作液流入至分離器14中)。稍後在下文參考圖4至圖6更詳細地闡述由控制器20對第三閥46進行之控制。
控制器20可經組態以取決於任何適當輸入來操作閥46、191、192中之一或多者。舉例而言，可基於由安裝在分離器14上之一液位感測器之量測控制第三閥46。當液位感測器量測到分離器中之液位低於一低液位臨限值時，第三閥46可經控制以打開以允許水流入至分離器14中。第一閥191及/或第二閥192可基於軟體中之一定時器控制。定時器之第一預定時間間隔可由系統之一使用者調整，且可取決於程序之清潔而調整。舉例而言，若正在泵送之程序氣體含有更多顆粒物質，則可將第一預定時間間隔調整為相對短，而一相對較長週期可用於更清潔之程序。可基於一元件出口溫度(例如，若元件出口溫度超過一臨限溫度，則藉由關閉閥46、191、192中之一或多者)控制一或多個閥。
因此，提供真空系統2之一實施例。
可藉由組態或調適任何合適裝置(舉例而言，一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上述配置且執行稍後將在下文闡述之方法步驟之包含控制器20之裝置。該裝置可包括一電腦、一電腦網路或者一或多個處理器，以實施指令且使用資料，包含呈儲存於一機器可讀儲存媒體(諸如，電腦記憶體、一電腦磁片、ROM、PROM等或此等儲存媒體之任何組合、或其他儲存媒體)中或上之一電腦程式或複數個電腦程式之形式之指令及資料。
現在將參考圖4闡述可由真空系統2執行之一第一控制程序之一實施例。
圖4係展示可由真空系統2實施之一第一控制程序之一實施例之某些步驟之一程序流程圖。
在步驟s2處，控制器20控制馬達12以致使液環泵10自設施4泵送氣體。換言之，控制器20控制馬達12使得液環泵10「打開」或起作用。
在步驟s4處，定時器204量測第一預定時間間隔。可自任何適當時間「零點」(諸如，將液環泵10或馬達12切換為「打開」之一點)量測第一預定時間間隔。
在步驟s6處，回應於第一預定時間間隔經過，定時器204輸出一定時器信號。在輸出定時器信號之後，定時器204重設為零，且開始自彼零點量測第一預定時間間隔。
在步驟s8處，在液環泵10「打開」或起作用時，回應於定時器204輸出定時器信號，控制器20控制第一閥191打開。
在步驟s10處，由於第一閥191經打開，因此分離器14內之操作液經由第一排水管線52流出分離器14。分離器14內之操作液可在重力作用下流出分離器14。因此，舉例而言，可自系統2移除因顆粒物質污染之操作流體。
在步驟s12處，回應於第一閥191已打開一第二預定時間間隔，控制器20控制第一閥191關閉。因此，防止了分離器14內之操作液經由第一排水管線52流出分離器14。
第二預定時間間隔較佳地比第一預定時間間隔短。舉例而言，第二預定時間間隔可介於約10秒與約300秒之間、或更佳地介於約100秒與約200秒之間、或更佳地約140秒。此確保第一閥191在回應於一後續第一預定時間間隔經過而再次打開之前係關閉的。
在某些實施例中，第二預定時間間隔由定時器204量測。定時器204可經組態以回應於第二預定時間間隔經過而輸出一第二定時器信號。控制器20可經組態以回應於由定時器204輸出之第二定時器信號控制(例如，關閉)第一閥191。另一選擇係，該系統可包括用於量測第二預定時間間隔之一第二定時器。
第二預定時間間隔可由系統2之一使用者或操作者設定。
在某些實施例中，若分離器中之操作液液位變得太低，亦即，達到一較低臨限液位或降低至該較低臨限液位以下，則控制器20可控制第一閥191關閉。
在步驟s14處，在液環泵10「打開」或起作用時，控制器20控制第三閥46打開。
第三閥46可取決於或回應於定時器204輸出定時器信號打開。第三閥46可取決於或回應於第一閥191被打開而打開。舉例而言，控制器20可在其打開第一閥191之同時打開第三閥46。另一選擇係，控制器20可在其打開第一閥191之後的某個預定量之時間打開第三閥46。
在步驟s16處，由於第三閥46經打開，因此額外或「補充」之操作液經由另一進口44自操作液源流入至分離器14中。
可基於第一閥191之狀態控制第三閥46。舉例而言，可在將第一閥191打開時、或在將第一閥191打開之一預定時間段打開第三閥46。類似地，可在將第一閥191關閉時、或在將第一閥191關閉之一預定時間段關閉第三閥46。
可基於操作液在分離器14中之液位控制第三閥46。舉例而言，第三閥46可經控制以將操作液在分離器14中之液位維持在一預定液位。
在步驟s16之後，程序返回至步驟s4，其中定時器204自一「零點」量測第一預定時間間隔，該零點可對應於將定時器204重設為零之時間。
可在該程序期間之任何點處停止或暫停圖4之程序。此可由使用者執行，例如將一「停止」命令輸入至控制器20中。停止圖4之程序可舉例而言致使閥46、191、192關閉及/或致使液環泵10去啟動或停止。
因此，提供一第一控制程序之一實施例。
現在將參考圖5闡述可由真空系統2執行之一第二控制程序之一實施例。
圖5係展示可由真空系統2實施之一第二控制程序之一實施例之某些步驟之一程序流程圖。
在步驟s22處，控制器20控制馬達12以致使液環泵10不自設施4泵送氣體。換言之，控制器20控制馬達12，使得液環泵10「關閉」或不起作用。液環泵10可視為處於待命模式。
在步驟s24處，定時器204量測第一預定時間間隔。可自任何適當時間「零點」(諸如，將液環泵10或馬達12切換為「關閉」之一點)量測第一預定時間間隔。
在步驟s26處，回應於第一預定時間間隔經過，定時器204輸出一定時器信號。在輸出定時器信號之後，定時器204重設為零，且開始自彼零點量測第一預定時間間隔。
在步驟s28處，在液環泵10「關閉」或不起作用時，回應於定時器204輸出定時器信號，控制器20控制第一閥191打開。
在步驟s29處，在液環泵10「關閉」或不起作用時，回應於定時器204輸出定時器信號，控制器20控制第二閥192打開。
在步驟s30處，由於第一閥191經打開，因此分離器14內之操作液經由第一排水管線52流出分離器14。分離器14內之操作液可在重力作用下流出分離器14。因此，舉例而言，可自系統2移除因顆粒物質污染之操作流體。
在步驟s31處，由於第二閥192經打開，因此液環泵10內之操作液經由第二排水管線53流出液環泵10。液環泵10內之操作液可在重力作用下流出液環泵10。因此，舉例而言，可自系統2移除因顆粒物質污染之操作流體。
在步驟s32處，回應於第一閥191已打開一第二預定時間間隔，控制器20控制第一閥191關閉。因此，防止了分離器14內之操作液經由第一排水管線52流出分離器14。
第二預定時間間隔較佳地比第一預定時間間隔短。舉例而言，第二預定時間間隔可介於約10秒與約300秒之間、或更佳地介於約100秒與約200秒之間、或更佳地約140秒。此確保第一閥191在回應於一後續第一預定時間間隔經過而再次打開之前係關閉的。
在某些實施例中，第二預定時間間隔由定時器204量測。定時器204可經組態以回應於第二預定時間間隔經過而輸出另一定時器信號。控制器20可經組態以回應於由定時器204輸出之第二定時器信號控制(例如，關閉)第一閥191。另一選擇係，該系統可包括用於量測第二預定時間間隔之另一定時器。
在某些實施例中，若分離器14中之操作液液位變得太低，亦即，達到一較低臨限液位或降低至該較低臨限液位以下，則控制器20可控制第一閥191關閉。
在步驟s33處，回應於第二閥192已打開一第三預定時間間隔，控制器20控制第二閥192關閉。因此，防止了液環泵10內之操作液經由第二排水管線53流出液環泵10。
第三預定時間間隔較佳地比第一預定時間間隔短。舉例而言，第三預定時間間隔可介於約10秒與約500秒之間、或更佳地介於約100秒與約400秒之間、或更佳地介於約200秒與約300秒之間、或更佳地約240秒。此確保第二閥192在回應於一後續第一預定時間間隔經過而再次打開之前係關閉的。
在某些實施例中，第三預定時間間隔由定時器204量測。定時器204可經組態以回應於第三預定時間間隔經過而輸出另一第二定時器信號。控制器20可經組態以回應於由定時器204輸出之另一第二定時器信號控制(例如，關閉)第二閥192。另一選擇係，該系統可包括用於量測第二預定時間間隔之另一第二定時器。
第二預定時間間隔可由系統2之一使用者或操作者設定。第三預定時間間隔可由系統2之一使用者或操作者設定。
在某些實施例中，若液環泵10中之操作液液位變得太低，亦即，達到一較低臨限液位或降低至該較低臨限液位以下，則控制器20可控制第二閥192關閉。
在此實施例中，若液環泵10之狀態自「關閉」或「不起作用」改變為「準備啟動」，則控制器20控制第一閥191及第二閥192關閉(例如，立即)。
在此實施例中，在步驟s28至s33處，打開且隨後關閉第一閥191及第二閥192兩者。閥191、192可至少在某種程度上在時間上重疊地或按時間順序打開。較佳地，同時打開第一閥191及第二閥192兩者，藉此提供系統2之更快排出。然而，在其他實施例中，僅打開且隨後關閉第一閥191或第二閥192中之一者。
在步驟s34處，控制器20控制第三閥46打開。可在液環泵10「關閉」或「準備開啟」時打開第三閥46。可在第一閥191及/或第二閥192打開時，或當第一閥191或第二閥192中之一者或兩者已關閉時打開第三閥46。
第三閥46可取決於或回應於定時器204輸出定時器信號打開。第三閥46可取決於或回應於第一閥191及/或第二閥192被打開而打開。舉例而言，控制器20可在其打開第一閥191及/或第二閥192之同時打開第三閥46。控制器20可在其打開第一閥191之後的某個預定量之時間打開第三閥46。控制器20可在其打開第二閥192之後的某個預定量之時間打開第三閥46。
在步驟s36處，由於第三閥46經打開，因此額外或「補充」之操作液經由另一進口44自操作液源流入至分離器14中。
可基於第一閥191之狀態控制第三閥46。舉例而言，可在將第一閥191打開時、或在將第一閥191打開之一預定時間段打開第三閥46。類似地，可在將第一閥191關閉時、或在將第一閥191關閉之一預定時間段關閉第三閥46。
可基於第二閥192之狀態控制第三閥46。舉例而言，可在將第二閥192打開時、或在將第二閥192打開之一預定時間段打開第三閥46。類似地，可在將第二閥192關閉時、或在將第二閥192關閉之一預定時間段關閉第三閥46。
可基於操作液在分離器14中之液位控制第三閥46。舉例而言，第三閥46可經控制以將操作液在分離器14中之液位維持在一預定液位。
在步驟s36之後，程序返回至步驟s24，其中定時器204自一「零點」量測第一預定時間間隔，該零點可對應於將定時器204重設為零之時間。另一選擇係，在步驟s36之後，該程序可結束。
可在該程序期間之任何點處停止或暫停圖5之程序。此可由使用者執行，例如將一「停止」命令輸入至控制器20中。停止圖5之程序可舉例而言致使閥46、191、192關閉及/或致使液環泵10去啟動或停止。
因此，提供一第二控制程序之一實施例。
現在將參考圖6闡述可由真空系統2執行之一第三控制程序之一實施例。
圖6係展示可由真空系統2實施之一第一控制程序之一實施例之某些步驟之一程序流程圖。
在步驟s42處，控制器20控制馬達12以致使液環泵10不自設施4泵送氣體。換言之，控制器20控制馬達12，使得液環泵10「關閉」或不起作用。液環泵10可視為處於待命模式。
在步驟s44處，控制器20控制第一閥191打開。
在步驟s46處，由於第一閥191經打開，因此分離器14內之操作液經由第一排水管線52流出分離器14。分離器14內之操作液可在重力作用下流出分離器14。因此，舉例而言，可自系統2移除因顆粒物質污染之操作流體。
在步驟s48處，控制器20控制第二閥192打開。
在步驟s50處，由於第二閥192經打開，因此液環泵10內之操作液經由第二排水管線53流出液環泵10。液環泵10內之操作液可在重力作用下流出液環泵10。因此，舉例而言，可自系統2移除因顆粒物質污染之操作流體。
在步驟s52處，回應於預定量之操作液(舉例而言，實質上所有操作液)自系統2排出，控制器20控制第一閥191及第二閥192關閉。
在此實施例中，在步驟s44至s52處，打開且隨後關閉第一閥191及第二閥192兩者。閥191、192之打開可至少在某種程度上在時間上重疊，或可按時間順序發生。較佳地，同時打開第一閥191及第二閥192兩者，藉此提供系統2之更快排出。然而，在其他實施例中，僅打開且隨後關閉第一閥191或第二閥192中之一者。
在步驟s54處，控制器20控制第三閥46打開。
在步驟s56處，由於第三閥46經打開，因此額外或「補充」之操作液經由另一進口44自操作液源流入至分離器14中。
可基於操作液在分離器14中之液位控制第三閥46。舉例而言，第三閥46可經控制以用操作液重新填充系統2，舉例而言，直至操作液在分離器14中之液位達到一預定液位為止。
在用操作液重新填充系統2期間，泵送系統16可經控制以圍繞系統2泵送操作液。泵送系統16之離心泵可以其最大速度操作。
在用操作液重新填充系統2期間或之後，可「打開」液環泵。液環泵10可經控制以依一相對低速度操作。在此期間，關閉止回閥6。此外，打開液環泵10之一放氣閥。此避免一真空產生。
在步驟s58處，回應於用操作液將系統2重新填充至一預定期望液位，控制器20控制第三閥46關閉。
在步驟s60處，回應於用操作液重新填充系統2，將上文所闡述之步驟s42至s58執行一或多次。較佳地，將步驟s42至s58之程序執行總共至少兩次。
在步驟s62處，系統2以其常規操作模式操作，且控制器20控制馬達12以致使液環泵10自設施4泵送氣體。換言之，控制器20控制馬達12，使得液環泵10「打開」或起作用。
可在該程序期間之任何點處停止或暫停圖6之程序。此可由使用者執行，例如將一「停止」命令輸入至控制器20中。停止圖6之程序可舉例而言致使閥46、191、192關閉及/或致使液環泵10去啟動或停止。
因此，提供一第三控制程序之一實施例。
有利地，上文闡述之系統及方法提供包含液環泵之系統之清潔。該系統係藉由用操作液沖洗以移除累積之顆粒物質及受污染操作液來清潔的。
上文闡述之系統及方法提供操作液之更新及更換。預防性更新該系統中之服務液及移除或沖洗污染物往往有利地改良系統之所有污染敏感部件(諸如，液環泵、熱交換器、機械密封件、離心泵、噴嘴等)之可靠性及期望壽命。
上文闡述之方法可在控制器之控制下自動地執行。
應注意，可省略在圖4至圖6之流程圖中繪示且在上文闡述之程序步驟中之某些程序步驟，或此類程序步驟可依與在上文呈現且在圖4至圖6中展示之次序不同之次序執行。此外，雖然為了方便及易於理解，已將所有程序步驟繪示為按時間順序之離散步驟，但實際上可同時或至少在某種程度上在時間上重疊地執行該等程序步驟中之某些程序步驟。
在以上實施例中，真空系統包括上文參考圖1闡述之元件。然而，在其他實施例中，真空系統包括代替或除了上文所闡述之彼等元件之外的其他元件。此外，在其他實施例中，真空系統之某些或所有元件可以一不同適當方式一起連接至上文所闡述之元件。舉例而言，在某些實施例中，可實施多個液環泵。
在以上實施例中，止回閥及液環泵係分離之個別器件。然而，在某些實施例中，液環泵可例如在液環泵之進口歧管中具有一整合止回閥。
在以上實施例中，熱交換器冷卻從中流動之操作液。然而，在其他實施例中，代替或除了熱交換器之外的其他冷卻構件經實施以在由液環泵接收操作液之前冷卻操作液。
在以上實施例中，液環泵係一單級液環泵。然而，在其他實施例中，液環泵係一不同類型之液環泵，舉例而言，一多級液環泵。
在以上實施例中，操作液係水。然而，在其他實施例中，操作液係一不同類型之操作液，例如，一油。
控制器可係一比例積分(PI)控制器、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(PD)控制器、一比例積分微分(PID)控制器、一模糊邏輯控制器、或任何其他類型之控制器。
在以上實施例中，一單個控制器控制多個系統元件(例如，馬達及閥)之操作。然而，在其他實施例中，可使用各自控制元件群組之一各別子集之多個控制器。
在以上實施例中，泵經控制以調節或調變操作液進入液環泵中之流動。然而，在其他實施例中，實施代替或除了泵之外的一或多種不同類型之調節器件，舉例而言，用於控制操作流體之一流動之一或多個閥。控制器可經組態以控制一或多個調節器件之操作。在某些實施例中，操作液流動不經調變或調節，而由泵之真空進口壓力吸取。
2:真空系統、系統 4:設施 6:止回閥 10:液環泵 12:馬達 14:分離器 16:泵系統 18:熱交換器 19:閥模組 20:控制器 34:抽吸管線、管道、真空管線 38:排出管線、管道 40:第一操作液管道 42:系統出口管道 44:另一進口 46:第三閥、閥 50:溢流管道 52:第一排水管線、疏散管線 53:第二排水管線 56:第二操作液管道 58:第三操作液管道 60:冷卻劑進口 62:冷卻劑出口 66:第一連接 68:第二連接 69:第三連接 70:第四連接 100:殼體 102:室 104:軸件 106:葉輪 108:氣體進口 191:第一閥、閥 192:第二閥、閥 201:第一變頻驅動器 202:第二變頻驅動器 204:定時器 s2-s16:程序步驟 s22-s36:程序步驟 s42-s62:程序步驟
圖1係展示一真空系統之一示意性圖解說明(未按比例)； 圖2係展示真空系統之某些組件之一透視圖之一示意性圖解說明(未按比例)； 圖3係一液環泵之一示意性圖解說明(未按比例)； 圖4係展示可由真空系統執行之一第一程序之某些步驟之一程序流程圖； 圖5係展示可由真空系統執行之一第二程序之某些步驟之一程序流程圖；及 圖6係展示可由真空系統執行之一第三程序之某些步驟之一程序流程圖。
2:真空系統、系統
4:設施
6:止回閥
10:液環泵
12:馬達
14:分離器
16:泵系統
18:熱交換器
19:閥模組
20:控制器
34:抽吸管線、管道、真空管線
38:排出管線、管道
40:第一操作液管道
42:系統出口管道
44:另一進口
46:第三閥、閥
50:溢流管道
52:第一排水管線、疏散管線
53:第二排水管線
56:第二操作液管道
58:第三操作液管道
60:冷卻劑進口
62:冷卻劑出口
66:第一連接
68:第二連接
69:第三連接
70:第四連接
191:第一閥、閥
192:第二閥、閥
201:第一變頻驅動器
202:第二變頻驅動器
204:定時器

Claims (16)

  1. 一種系統，其包括： 一液環泵，其包括： 一室； 一抽吸進口；及 一排出出口；其中 該液環泵經組態以： 經由該抽吸進口將一進口流體泵送至該室中；且 經由該排出出口將一排出流體泵送出該室； 一分離器，該分離器耦合至該液環泵之該排出出口且經組態以將自該液環泵接收之該排出流體分離成氣體及液體； 一閥模組，其中： 該閥模組經由一第一排水管線耦合至該分離器； 該閥模組經由一第二排水管線耦合至該液環泵；且 該閥模組包括： 沿著該第一排水管線配置之一第一閥；及 沿著該第二排水管線配置之一第二閥；及 一控制器，其經組態以： 在該液環泵將該排出流體泵送至該分離器之一段時間內，控制該第一閥使得該分離器內之一液體經準許經由該第一排水管線流出該分離器；及 在該液環泵不將該排出流體泵送至該分離器之一段時間內，進行以下一者或兩者： 控制該第一閥使得該分離器內之一液體經準許經由該第一排水管線流出該分離器；或 控制該第二閥使得該液環泵內之一液體經準許經由該第二排水管線流出該液環泵。
  2. 如請求項1之系統，其進一步包括： 一定時器，其經組態以在一第一預定時間間隔輸出一定時器信號；其中 該控制器進一步經組態以在該液環泵將該排出流體泵送至該分離器時，回應於該定時器輸出該定時器信號控制該第一閥使得該分離器內之一液體經準許在一第二預定時間間隔內經由該第一排水管線流出該分離器，該第二預定時間間隔比該第一預定時間間隔短。
  3. 如請求項1或2中任一項之系統，其進一步包括： 一液體進口管線，其耦合至該分離器，一液體可經由該液體進口管線引入至該分離器中；及 一第三閥，其沿著該液體進口管線配置。
  4. 如請求項3之系統，其中該控制器進一步經組態以在該液環泵將該排出流體泵送至該分離器且該第一閥經控制使得該分離器內之該液體經準許經由該第一排水管線流出該分離器之一段時間內，控制該第三閥使得液體經準許經由該液體進口管線流入至該分離器中。
  5. 如請求項3或4之系統，其中該控制器進一步經組態以在該液環泵不將該排出流體泵送至該分離器之一段時間內，控制該第三閥使得液體經準許經由該液體進口管線流入至該分離器中。
  6. 如請求項1至5中任一項之系統，其進一步包括： 另一泵，其耦合在該分離器與該液環泵之間且經組態以將液體自該分離器泵送至該液環泵；其中 該控制器進一步經組態以控制該另一泵。
  7. 如請求項1至6中任一項之系統，其中該第一閥或該第二閥中之一者或兩者係一電磁閥。
  8. 如請求項1至7中任一項之系統，其中與該第二閥相比，該第一閥具有一較大閥流量係數。
  9. 一種用於一系統之控制方法，該系統包括：一液環泵，其包括一室、一抽吸進口及一排出出口，該液環泵經組態以經由該抽吸進口將一進口流體泵送至該室中且經由該排出出口將一排出流體泵送出該室；一分離器，其耦合至該液環泵之該排出出口且經組態以將自該液環泵接收之該排出流體分離成氣體及液體；及一閥模組，該閥模組經由一第一排水管線耦合至該分離器且經由一第二排水管線耦合至該液環泵，該閥模組包括沿著該第一排水管線配置之一第一閥及沿著該第二排水管線配置之一第二閥；該方法包括： 在該液環泵將該排出流體泵送至該分離器之一段時間內，由一控制器控制該第一閥，藉此致使該分離器內之一液體經由該第一排水管線流出該分離器。
  10. 如請求項9之方法，其進一步包括：在該液環泵將該排出流體泵送至該分離器時，將步驟(i)至(iii)按順序執行一或多次，其中： 步驟(i)包括由一定時器回應於一第一預定時間間隔經過而輸出一定時器信號； 步驟(ii)包括回應於該定時器輸出該定時器信號，由該控制器控制該第一閥，藉此致使該分離器內之該液體在一第二預定時間間隔內經由該第一排水管線流出該分離器，該第二預定時間間隔比該第一預定時間間隔短；及 步驟(iii)包括回應於該第二預定時間間隔經過，由該控制器控制該第一閥，藉此防止該分離器內之該液體經由該第一排水管線流出該分離器。
  11. 如請求項9或10之方法，其中： 該系統進一步包括：一液體進口管線，其耦合至該分離器，一液體可經由該液體進口管線引入至該分離器中；及一第三閥，其沿著該液體進口管線配置；且 該方法進一步包括在該液環泵將該排出流體泵送至該分離器且該第一閥經控制使得該分離器內之該液體經準許經由該第一排水管線流出該分離器之一段時間內，由該控制器控制該第三閥，藉此致使液體經由該液體進口管線流入至該分離器中。
  12. 一種用於一系統之控制方法，該系統包括：一液環泵，其包括一室、一抽吸進口及一排出出口，該液環泵經組態以經由該抽吸進口將一進口流體泵送至該室中且經由該排出出口將一排出流體泵送出該室；一分離器，其耦合至該液環泵之該排出出口且經組態以將自該液環泵接收之該排出流體分離成氣體及液體；及一閥模組，該閥模組經由一第一排水管線耦合至該分離器且經由一第二排水管線耦合至該液環泵，該閥模組包括沿著該第一排水管線配置之一第一閥及沿著該第二排水管線配置之一第二閥；該方法包括： 在該液環泵不將該排出流體泵送至該分離器之一段時間內，執行選自由以下各項組成之動作群組之一或多個動作： 由一控制器控制該第一閥，藉此致使該分離器內之一液體經由該第一排水管線流出該分離器；及 由一控制器控制該第二閥，藉此致使該液環泵內之一液體經由該第二排水管線流出該液環泵。
  13. 如請求項12之方法，其中： 該系統進一步包括：一液體進口管線，其耦合至該分離器、一液體可經由該液體進口管線引入至該分離器中；一第三閥，其沿著該液體進口管線配置；及另一泵，其耦合在該分離器與該液環泵之間；且 該方法進一步包括：在該液環泵不將該排出流體泵送至該分離器之一段時間內，在該執行該一或多個動作之後： 回應於滿足一或多個準則，由該控制器控制該第一閥以防止該分離器內之液體經由該第一排水管線流出該分離器且由該控制器控制該第二閥以防止該液環泵內之一液體經由該第二排水管線流出該液環泵； 由該控制器控制該第三閥，藉此致使液體經由該液體進口管線流入至該分離器中；及 由該控制器控制該另一泵以將該液體自該分離器泵送至該液環泵。
  14. 如請求項13之方法，其中該一或多個準則選自由以下各項組成之準則群組： 一第一預定體積之水已經由該第一排水管線流出該分離器； 一第二預定體積之水已經由該第二排水管線流出該液環泵； 一第三預定體積之水已經由該第一排水管線流出該分離器且經由該第二排水管線流出該液環泵； 該第一閥已打開一第一預定時間段； 該第二閥已打開一第二預定時間段； 該第一閥及該第二閥已同時打開一第三預定時間段。
  15. 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控制器之一或多個處理器執行時，其致使該控制器根據如請求項9至14中任一項之方法操作。
  16. 一種機器可讀儲存媒體，其儲存如請求項15之一程式或該複數個程式中之至少一者。
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