[发明专利]用于产生真空的泵送系统及利用此泵送系统的泵送方法

说明书

技术领域

本发明涉及真空技术领域。更精确地，本发明关于包含干式螺杆型泵的泵送系统以及利用此泵送系统的泵送方法。

现有技术

在诸如化学工业、制药工业、真空沉积工业、半导体工业等的工业中，提高真空泵的性能、降低安装成本及能量消耗的一般目的在性能、能量节约、体积、驱动器等方面已导致显著的发展。

现有技术示出，为了改善最终真空，必须在多级罗茨泵或多级爪式泵的真空泵中添加补充级。对于螺杆型的干式真空泵，已知的是，必须提供螺杆的额外转动和/或增加内部压缩率。

泵的旋转速度通过在真空室的排空过程中的不同相继阶段期间限定泵的操作而起非常重要的作用。利用市场上可得的泵的内部压缩率(例如，其数量级介于2与20之间)，当抽吸端处的压力介于大气压力与大约100毫巴之间时(换言之，在强质量流率操作期间)，如果泵的旋转速度不能够被降低，第一泵送阶段中所需的电力将非常高。通常的解决方案是使用可变速度驱动器，其可以根据不同的类型压力、最大电流、极限扭矩、温度等标准降低速度或增大速度，从而降低功率或增大功率。但是，在降低旋转速度的操作周期期间，在高压力下存在流率的减少，流率与旋转速度成比例。通过可变速度驱动器的速度变化导致额外的成本及更大的体积。另一个通常的解决方案是在罗茨式或爪式的多级真空泵中在某些级中、或在螺杆型的干式真空泵中在沿着螺杆的某些良好限定的位置处使用旁通式的阀。此解决方案需要许多部件且具有可靠性问题。

关于旨在改善最终真空及增加流率的泵送系统的现有技术还包含被布置在主要干式泵的上游的罗茨式的增压泵。此类型的系统是庞大的，且利用具有可靠性问题的旁通阀，或通过采用测量、控制、调整或伺服控制的手段来操作。然而，控制、调整或伺服控制的这些手段必须以主动方式来被控制，这必然导致该系统的部件的数目、其复杂度及其成本的增加。

发明内容

本发明的目的在于，与单个螺杆型的干式真空泵能够在真空室中产生的真空相比，允许获得更好的真空(0.0001毫巴的数量级)。

本发明的目的还在于，与在泵送期间借助于单个螺杆型的干式真空泵以实现真空室的真空所能够获得的排光或排空率相比，获得在低压力下更大的排光或排空率。

本发明的目的同样地在于，允许排空真空室及维持真空所需的电能的降低，及实现排出气体的温度的降低。

本发明的这些目的是借助于用于产生真空的泵送系统实现的，所述泵送系统包含主要真空泵，该主要真空泵是具有气体抽吸入口及气体排放出口的干式螺杆型泵，该气体抽吸入口被连接至真空室，该气体排放出口在泵送系统的外部的气体排气出口的方向上通向气体排空管道中。泵送系统还包含：

-止回阀，被定位在该气体排放出口与该气体排气出口之间，及

-辅助真空泵，被并联连接至该止回阀。

该辅助真空泵能够为干式螺杆型泵类型、爪式泵类型、多级罗茨泵类型、隔膜泵类型、干式旋转叶片泵类型或润滑旋转叶片泵类型。

本发明同样地具有利用诸如先前所限定的泵送系统的泵送方法作为主题。此方法包含以下步骤：

-主要真空泵被启动，以便泵送真空室中所含有的气体，及将这些气体排放通过它的气体排放出口；

-同时，辅助真空泵被启动；及

-辅助真空泵在主要真空泵泵送真空室中所含有的气体的整个时间期间持续泵送，和/或在主要真空泵将真空室中维持在一个限定的压力的整个时间期间持续泵送。

在根据本发明的方法中，辅助泵不仅在干式螺杆型的主要真空泵排空真空室的整个时间期间被连续地操作，而且在干式螺杆型的主要真空泵经由通过它的排放端排空气体来将真空室中维持在一个限定的压力(例如，最终真空)的整个时间期间被连续地操作。

由于根据本发明的方法，能够在不需要特定的措施或设备(例如，压力、温度、电流等的传感器)、伺服控制、或数据管理且不需要计算的情况下执行干式螺杆型的主要真空泵与辅助泵的联接。因此，适合于实施根据本发明的泵送方法的泵送系统相较于现有系统能够仅包含最小数目的部件、能够具有大简单性、且能够花费相当地少。

由于根据本发明的方法，干式螺杆型的主要真空泵能够根据其自身的操作模式以单一恒定速度、电力网来操作、或以可变速度转动。因此，适合于实施根据本发明的泵送方法的泵送系统的复杂度及成本能够降低更多。