[发明专利]一种用于容积式泵的粗抽方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于容积式泵的粗抽方法以及一种用于建立粗压差的容积式泵装置。

背景技术

在目前情况下，粗压差被理解为在粗真空意义下的负压差或在粗压力应用意义下的正压差。典型的粗真空具有大小高达500毫巴的压差，并且典型地在100至300毫巴的压差的范围内变化。对于种类繁多的应用，非常需要一种通常被设计为单轴离心压缩机或侧通道鼓风机的粗真空泵。侧通道鼓风机具有限定的体积流量并且必须以持续较高的转速连续地工作。它们基于根据用于可压缩流体的欧拉能量方程的扭矩传递原理工作。由于产生相对较低的体积流量，侧通道鼓风机必须在它们的全体积流量下工作，即使在压缩机或鼓风机的入口与出口之间存在较大压差也是这样。压缩机所需的功率与体积流量成正比，理论上所需的用于压缩及运输较小气体流的最小功率与实际体积流量成正比。由于实际功率输出与物理上用于压缩气体所需的功率之间的差异，导致使用这种传统的粗真空压缩机是效率低下的。

例如，在没有传输大体积流量的情况下保持低压方面，或在产生较小压差方面，诸如罗茨泵之类的容积式泵特别有效。目前还没有利用诸如罗茨泵之类容积式泵以产生带有较大压差的粗真空。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单且节能的粗抽方法以及一种相应的粗抽装置。

本发明的粗抽方法由权利要求1的特征限定。本发明的容积式泵由权利要求9的特征限定。

权利要求1限定了用于容积式泵的粗抽方法，其用于在该容积式泵的入口与出口之间产生压差。该容积式泵的转速被调整为适于要产生的最大压差以使容积式泵的功率输入接近物理上用于压缩气体以及用于产生压差所需的最小功率。与诸如侧通道鼓风机之类的传统的粗真空泵相比，容积式泵的有利之处在于，例如，能够分别通过改变转速或活塞行程而改变泵送功率。降低转速使得能够降低容积式泵的功率输入以及产生的压力。该容积式泵设计为：在最大转速下，其最大功率输入高于理论上所需的用于压缩气体以便建立所需压差的最小功率。换句话说，该泵本质上能够产生较大压力差。在这里，由该泵产生的压差能够通过降低容积式泵的转速而降低，从而使泵的功率输入接近用于压缩气体的最小功率。将功率输入调节至用于压缩气体所需的功率仅在使用电子控制的容积式泵时是可能的，然而，在使用传统的侧通道鼓风机时不可能。容积式泵使得能够在可变的转速下将所容纳的气体容积从泵入口传输至泵出口。

优选地，利用在无流量条件下的关系式设定该转速，其中，

V_S是容积式泵的压缩机排量，

C_I是泵内的回漏体积流量，

P_out是容积式泵的出口压力，

P_in，min是要产生的容积式泵的最小入口压力，ΔP_max＝P_out-P_in，min，以及

Ω_max是容积式泵的最大转速，Ω＜Ω_max。

要被设定的粗压差能够在高达-500毫巴或高达+500毫巴的范围中。具体地，典型的粗压差在±200至±400毫巴的范围中。

优选地，随着出口压力P_out与入口压力P_in之间的压差ΔP升高以及泵转速增加，泵驱动器的扭矩T减少。在高于转速阈值Ω_v/f时，该扭矩减小，优选地，在低于该阈值时，存在不变的扭矩。该转速阈值Ω_v/f应当≥0，并且优选地应当低于30Hz。优选地，在高于转速阈值Ω_v/f时，在所有压差处该扭矩线性地减小。在电动机中，使用电子换流器能够实现这种扭矩的减小，其中，应当选择尽可能小的转速阈值Ω_v/f。使用电子换流器时，可能达到10Hz的转速阈值Ω_v/f。压差增加时减小扭矩是有利的，因为，根据该公式，