專利名稱：高轉(zhuǎn)速真空泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高轉(zhuǎn)速真空泵，例如渦輪分子泵。
背景技術(shù)：
在當(dāng)前情況下，術(shù)語高轉(zhuǎn)速真空泵涉及額定轉(zhuǎn)速從每分鐘10,000轉(zhuǎn)起的真空泵。例如渦輪分子泵的高轉(zhuǎn)速真空泵通常在恒定的額定轉(zhuǎn)速或額定轉(zhuǎn)動頻率下工作。額定轉(zhuǎn)動頻率確定為使得真空泵的共振頻率不會引發(fā)。雖然馬達控制單元操作驅(qū)動馬達的額定轉(zhuǎn)動頻率實際上保持不變和恒定，但是真空泵的共振頻率會根據(jù)多種基本條件改變。真空泵的共振頻率特別受到真空泵質(zhì)量、懸掛狀況和阻尼的影響。在包括多個安裝在單一框架上并由此機械互連的高轉(zhuǎn)速真空泵的設(shè)備中，具有相同頻率的真空泵的振動會疊加成具有大振幅的振動，并且/或者一個或多個真空泵的共振頻率會改變而使得相應(yīng)的真空泵由在額定轉(zhuǎn)動頻率下工作的真空泵激勵。研究表明，在這種類型的設(shè)備中使用的真空泵軸承的磨損在很大程度上由上述效應(yīng)所導(dǎo)致。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供減少由高轉(zhuǎn)速真空泵的固有振動導(dǎo)致的磨損的可能性。
該目的通過產(chǎn)品權(quán)利要求1和方法權(quán)利要求8的特征部分所引用的特征而達到。
根據(jù)產(chǎn)品權(quán)利要求1，可啟動的轉(zhuǎn)動頻率校正裝置與馬達控制單元相關(guān)聯(lián)，當(dāng)轉(zhuǎn)動頻率校正裝置啟動時，所述校正裝置以最大為額定轉(zhuǎn)動頻率的10％的轉(zhuǎn)動頻率校正值來不斷地校正額定轉(zhuǎn)動頻率。提供轉(zhuǎn)動頻率校正裝置允許原有的固有的轉(zhuǎn)動頻率輕微改變。以此方式，驅(qū)動馬達的轉(zhuǎn)動頻率可預(yù)先或根據(jù)要求輕微調(diào)節(jié)，這通常是在額定轉(zhuǎn)動頻率下消除真空泵的共振行為的合適措施，或者當(dāng)多個真空泵安裝在共同的框架上時防止產(chǎn)生的振動疊加或積累。為此目的，最大為額定轉(zhuǎn)動頻率的10％的轉(zhuǎn)動頻率校正值是完全足夠的。通常，甚至額定轉(zhuǎn)動頻率的0.5-2％的轉(zhuǎn)動頻率校正值也足以防止共振的發(fā)生和/或振動的積累。以此方式，特定地減少了軸承的磨損。
優(yōu)選地，設(shè)置轉(zhuǎn)動頻率校正啟動器，該轉(zhuǎn)動頻率校正啟動器可連接到轉(zhuǎn)動頻率校正裝置以啟動后者。轉(zhuǎn)動頻率校正啟動器可以例如是外部電子存儲元件，其適于電連接到轉(zhuǎn)速校正裝置。一旦轉(zhuǎn)動頻率校正啟動器連接到轉(zhuǎn)速校正裝置，那么額定轉(zhuǎn)動頻率減少了存儲在轉(zhuǎn)速校正裝置或者轉(zhuǎn)動頻率校正啟動器中的值。
外部電子存儲元件例如可構(gòu)造為軟件狗，該軟件狗可連接到馬達控制單元和/或轉(zhuǎn)動頻率校正裝置。將軟件狗連接到接口使得轉(zhuǎn)速以簡單方式校正。具有不同的轉(zhuǎn)速校正值的存儲元件和/或軟件狗可這樣設(shè)置，使得能夠選擇額定轉(zhuǎn)動頻率調(diào)節(jié)的值和符號。
根據(jù)優(yōu)選方面，連接到轉(zhuǎn)動頻率校正裝置的振動傳感器與壓縮機相關(guān)聯(lián)，其中當(dāng)振動傳感器檢測到超過壓縮機的預(yù)定振幅時啟動轉(zhuǎn)動頻率校正裝置。提供振動傳感器以及評價由所述振動傳感器提供的振動信號允許真空泵永久地受到監(jiān)控。由此在強的固有振動的防止方面真空泵事實上無需維護。此外，由此保證僅在真空泵啟動后當(dāng)真空泵的共振頻率以臨界方式改變時才執(zhí)行轉(zhuǎn)動頻率校正。
優(yōu)選地，至少兩種不同的轉(zhuǎn)動頻率校正值存儲在轉(zhuǎn)動頻率校正裝置中。以此方式，如果第一轉(zhuǎn)動頻率校正變得不適當(dāng)時，可執(zhí)行第二轉(zhuǎn)動頻率校正，特別是在包括多個安裝在共同的框架上的真空泵的設(shè)備中。
根據(jù)優(yōu)選方面，控制裝置與轉(zhuǎn)動頻率校正裝置相關(guān)聯(lián)，所述控制裝置從振動傳感器接收受控變量。轉(zhuǎn)動頻率是可操縱的變量。特別是在包括多個真空泵的復(fù)雜系統(tǒng)中，控制裝置保證了即使在臨時改變基本條件時也執(zhí)行轉(zhuǎn)動頻率校正，所述轉(zhuǎn)動頻率校正保證了真空泵和/或壓縮機的最小可能的振動。
通常，控制裝置可以設(shè)置在真空泵本身中以及設(shè)置在所有真空泵共用的控制單元的中央-特別是在包括多個真空泵的設(shè)備中。
一種根據(jù)本發(fā)明用于操作高轉(zhuǎn)速真空泵的方法，其中該真空泵具有壓縮機、用于驅(qū)動壓縮機的驅(qū)動馬達以及用于在恒定的額定轉(zhuǎn)動頻率下操作驅(qū)動馬達的馬達控制單元，該方法包括如下方法步驟確定壓縮機的固有振動，當(dāng)壓縮機的固有振動超過預(yù)定的極限值時改變轉(zhuǎn)動頻率，所改變的值小于驅(qū)動馬達的額定轉(zhuǎn)動頻率的10％，在改變的轉(zhuǎn)動頻率下操作驅(qū)動馬達。
根據(jù)本發(fā)明的方法允許壓縮機的固有振動受到自動監(jiān)控以及由驅(qū)動馬達產(chǎn)生的振動頻率在需要時能被校正。


現(xiàn)在將參照附圖更詳細描述本發(fā)明的兩個實施例，其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明的真空泵的第一實施例，其中轉(zhuǎn)動頻率校正通過軟件狗來啟動；以及圖2示出根據(jù)本發(fā)明的壓縮機的第二實施例，其中振動行為通過振動傳感器監(jiān)控。
具體實施例方式
圖1和圖2分別示出了構(gòu)造為渦輪分子泵的高轉(zhuǎn)速真空泵10、30。高轉(zhuǎn)速真空泵還可構(gòu)造為離心式壓縮機。真空泵10、30具有30000轉(zhuǎn)/分的額定轉(zhuǎn)速，例如，該轉(zhuǎn)速對應(yīng)于500赫茲的轉(zhuǎn)動頻率。真空泵10、30可用作獨立單元，但是也可形成具有100至120個安裝在共同框架上的相同類型的真空泵的設(shè)備的一部分。這種設(shè)備例如用于玻璃涂敷目的。
真空泵10、30包括由驅(qū)動馬達14驅(qū)動的渦輪分子壓縮機12。驅(qū)動馬達14可以是直流或交流馬達。
驅(qū)動馬達14由向馬達繞組供電的馬達控制單元16驅(qū)動。馬達控制單元16在恒定的轉(zhuǎn)動頻率下操作驅(qū)動馬達14。
圖1示出的真空泵10還包括適于由轉(zhuǎn)動頻率校正啟動器20啟動的轉(zhuǎn)動頻率校正裝置18。被啟動的轉(zhuǎn)動頻率校正裝置18導(dǎo)致馬達控制單元16調(diào)節(jié)額定轉(zhuǎn)動頻率，例如，通過10赫茲的轉(zhuǎn)動頻率校正值來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動頻率。
轉(zhuǎn)動頻率校正啟動器20是構(gòu)造為所謂的軟件狗的電子存儲元件。需要時軟件狗連接到并行或串行接口22，所述接口22連接到轉(zhuǎn)動頻率校正裝置18。轉(zhuǎn)動頻率校正值電子地存儲在轉(zhuǎn)動頻率校正啟動器20中。
當(dāng)轉(zhuǎn)動頻率校正啟動器20沒有連接到接口22時，轉(zhuǎn)動頻率校正裝置18沒有啟動，使得馬達控制單元16在額定轉(zhuǎn)動頻率下操作驅(qū)動馬達14。一旦轉(zhuǎn)動頻率校正啟動器20連接到轉(zhuǎn)動頻率校正裝置18的接口22，那么轉(zhuǎn)動頻率減少了存儲的值。
在圖2中示出的真空泵30的實施例中，真空泵30的振動行為通過控制驅(qū)動馬達14的轉(zhuǎn)動頻率來控制。為此目的，振動傳感器36固定到壓縮機12，所述傳感器36檢測壓縮機12的固有振動的頻率和振幅。振動傳感器還可設(shè)置在真空泵30的殼體部。
振動傳感器36連接到轉(zhuǎn)動頻率校正裝置34，該轉(zhuǎn)動頻率校正裝置34評估由振動傳感器36提供的振動信息并且當(dāng)振動傳感器36檢測到已經(jīng)超過壓縮機12的預(yù)定振幅時校正轉(zhuǎn)動頻率。如果振動傳感器36檢測到過強的振動，轉(zhuǎn)動頻率校正裝置34向上或向下增減10赫茲的轉(zhuǎn)動頻率校正值來校正額定轉(zhuǎn)動頻率，從而獲得新的馬達轉(zhuǎn)動頻率。如果當(dāng)驅(qū)動馬達14在新的馬達轉(zhuǎn)動頻率下工作時振動傳感器36檢測到不允許的高頻振動，額定轉(zhuǎn)動頻率被改變了第二轉(zhuǎn)動頻率校正值，并且驅(qū)動馬達14在第二新馬達轉(zhuǎn)動頻率下工作。
在轉(zhuǎn)動頻率校正裝置中可設(shè)置控制裝置，該控制裝置接收來自振動傳感器36的受控變量。馬達轉(zhuǎn)動頻率還可這樣無級地改變，使得馬達轉(zhuǎn)動頻率總是盡可能接近額定轉(zhuǎn)動頻率。
權(quán)利要求
1.一種高轉(zhuǎn)速真空泵(10；30)，包括壓縮機(12)，用于驅(qū)動所述壓縮機(12)的驅(qū)動馬達(14)，以及用于以恒定的額定轉(zhuǎn)動頻率操作所述驅(qū)動馬達(14)的馬達控制單元(16；32)，其特征在于，可啟動的轉(zhuǎn)動頻率校正裝置(18；34)與所述馬達控制單元(16；32)相關(guān)聯(lián)，當(dāng)所述額定轉(zhuǎn)動頻率校正裝置(18；34)啟動時，所述校正裝置以最大為額定轉(zhuǎn)動頻率的10％的轉(zhuǎn)動頻率校正值來不斷地校正額定轉(zhuǎn)動頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高轉(zhuǎn)速真空泵(10)，其特征在于，設(shè)置有轉(zhuǎn)動頻率校正啟動器(20)，該轉(zhuǎn)動頻率校正啟動器能夠連接到所述轉(zhuǎn)動頻率校正裝置(18)以啟動后者。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高轉(zhuǎn)速真空泵(10)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動頻率校正啟動器(20)是能夠電連接到所述轉(zhuǎn)動頻率校正裝置(18)的外部電子存儲元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高轉(zhuǎn)速真空泵(10)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動頻率校正啟動器(20)是能夠連接到所述轉(zhuǎn)動頻率校正裝置(18)的電接口(22)的軟件狗。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高轉(zhuǎn)速真空泵(30)，其特征在于，連接到所述轉(zhuǎn)動頻率校正裝置(34)的振動傳感器(36)與所述壓縮機(12)相關(guān)聯(lián)，其中當(dāng)所述振動傳感器(36)檢測到超過預(yù)定振幅時所述轉(zhuǎn)動頻率校正裝置(34)啟動。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高轉(zhuǎn)速真空泵(30)，其特征在于，在所述轉(zhuǎn)動頻率校正裝置(34)中存儲了至少兩個不同的轉(zhuǎn)動頻率校正值。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高轉(zhuǎn)速真空泵(30)，其特征在于，控制裝置與所述轉(zhuǎn)動頻率校正裝置(34)相關(guān)聯(lián)，所述控制裝置控制馬達轉(zhuǎn)動頻率并且接收來自于所述振動傳感器(36)的受控變量。
8.一種用于操作高轉(zhuǎn)速真空泵(30)的方法，其中該真空泵具有壓縮機(12)、用于驅(qū)動所述壓縮機(12)的驅(qū)動馬達(14)、以及用于以恒定的額定轉(zhuǎn)動頻率操作所述驅(qū)動馬達(14)的馬達控制單元(32)，所述方法包括如下方法步驟借助于振動傳感器(36)確定所述壓縮機(12)的固有振動，當(dāng)所述壓縮機的固有振動超過預(yù)定的極限值時，以小于所述驅(qū)動馬達(14)額定轉(zhuǎn)動頻率的10％的值改變所述驅(qū)動馬達(14)轉(zhuǎn)動頻率，以及以改變后的轉(zhuǎn)動頻率操作所述驅(qū)動馬達(14)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高轉(zhuǎn)速真空泵(10)，該真空泵包括壓縮機(12)、用于驅(qū)動壓縮機(12)的驅(qū)動馬達(14)、以及用于以恒定的額定轉(zhuǎn)動頻率操作驅(qū)動馬達(14)的定時齒輪(16)。根據(jù)約束條件，在壓縮機(12)以額定轉(zhuǎn)動頻率工作期間，在壓縮機(12)中會發(fā)生不期望的強振動，這在軸承上產(chǎn)生過大的應(yīng)變。由此本發(fā)明的目的是減少壓縮機或真空泵上的振動應(yīng)變。為達到此目的，可啟動的轉(zhuǎn)動頻率校正裝置(18)分配到定時齒輪(16)，當(dāng)轉(zhuǎn)動頻率校正裝置(18)啟動時，所述裝置以最大為額定轉(zhuǎn)動頻率的10％的校正值來不斷地校正額定轉(zhuǎn)動頻率。如果壓縮機(12)或真空泵(10)非常強烈地振動，那么因此能夠簡單地修改驅(qū)動馬達(14)的轉(zhuǎn)動頻率以防止共振效應(yīng)。
文檔編號F04D27/02GK101035989SQ200580033845
公開日2007年9月12日 申請日期2005年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月7日
發(fā)明者卡爾－海因里?！じ柨藸? 克里斯蒂安·拜爾, 阿洛伊斯·格雷文 申請人:厄利孔萊博爾德真空技術(shù)有限責(zé)任公司