本發(fā)明的領(lǐng)域涉及真空泵啟動(dòng)，并且在某些優(yōu)選的實(shí)施方式中涉及減小在泵啟動(dòng)期間所需的扭矩。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)真空泵啟動(dòng)時(shí)，它可能最初在較高的壓力下(例如，在大氣壓力下)泵送氣體，并且這可能需要比在壓力低得多時(shí)的穩(wěn)態(tài)操作期間所需的扭矩大得多的扭矩量。這是由于在泵中轉(zhuǎn)移的額外流體所致，除了由于轉(zhuǎn)子的慣性和靜摩擦所致的阻力之外額外流體會(huì)產(chǎn)生巨大的阻力。

2、在一些類型的泵(諸如，滑動(dòng)葉片式旋轉(zhuǎn)油真空泵)中，這是一個(gè)特殊的問(wèn)題，因?yàn)槌藲怏w轉(zhuǎn)移之外，還存在用于在啟動(dòng)時(shí)密封葉片的油的運(yùn)輸。在啟動(dòng)時(shí)克服這些力所需的扭矩在泵馬達(dá)上產(chǎn)生初始負(fù)載，該初始負(fù)載可能是在正常穩(wěn)態(tài)操作期間的負(fù)載的幾倍。當(dāng)確定驅(qū)動(dòng)泵所需的馬達(dá)尺寸時(shí)，這可能是一個(gè)限制因素。它還可能導(dǎo)致在泵的使用壽命期間出現(xiàn)潛在的啟動(dòng)失效。

3、將期望能夠減小在啟動(dòng)期間的扭矩。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、第一方面提供了一種用于抽空真空室的旋轉(zhuǎn)葉片真空泵，所述旋轉(zhuǎn)葉片真空泵包括：用于連接到所述真空室的入口和用于排出由所述真空泵泵送的流體的出口；定子和包括多個(gè)葉片的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子被構(gòu)造成用于在所述定子內(nèi)旋轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)子和定子限定多個(gè)泵送室以用于在所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)將流體從所述入口泵送到所述出口；馬達(dá)，其用于驅(qū)動(dòng)所述轉(zhuǎn)子；以及通氣通道，其用于在所述真空泵的外部和所述真空泵內(nèi)的泵送室之間提供流體連通，所述通氣通道包括用于控制通過(guò)所述通氣通道的流動(dòng)的流動(dòng)控制裝置；所述流動(dòng)控制裝置被構(gòu)造成在啟動(dòng)所述泵時(shí)允許流動(dòng)通過(guò)所述通氣通道并且響應(yīng)于以下各者中的至少一者而阻礙流動(dòng)通過(guò)所述通氣通道：預(yù)定時(shí)間流逝、所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到預(yù)定閾值、馬達(dá)電流達(dá)到預(yù)定值、以及來(lái)自至少一個(gè)傳感器的輸出，來(lái)自所述至少一個(gè)傳感器的所述輸出指示所述真空泵的操作。

2、發(fā)明人認(rèn)識(shí)到，在啟動(dòng)時(shí)使真空泵(特別是從大氣壓力抽空降壓的真空泵)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)所需的扭矩可能非常大，并且在選擇馬達(dá)來(lái)驅(qū)動(dòng)泵時(shí)常常是一個(gè)限制因素。他們還認(rèn)識(shí)到，大部分所需扭矩是由于在初始旋轉(zhuǎn)期間跨越葉片的壓力差所致，并且這可通過(guò)在啟動(dòng)時(shí)提供泵的受控通氣，使得流體能夠進(jìn)入入口泵送室來(lái)緩解。在某個(gè)點(diǎn)之后，則可阻礙或停止流動(dòng)通過(guò)通氣通道，并且真空泵能夠以通常的方式起作用。通過(guò)使用提供到不處于減小壓力下的區(qū)域的流體通路的通氣通道來(lái)減小跨越葉片的壓力差，得以減小在啟動(dòng)期間所需的最大扭矩。通氣通道可向大氣通氣，或者在一些情況下向壓力增加的區(qū)域(諸如，油套管)通氣。

3、可以基于指示泵的操作的若干個(gè)不同因素中的一個(gè)或多個(gè)來(lái)完成選擇停止通氣是最優(yōu)選的點(diǎn)。它可僅為在啟動(dòng)之后的某個(gè)時(shí)間。

4、替代地，停止通氣的決定可基于泵本身的操作，因此它可基于以下各者中的一者或多者：轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到預(yù)定閾值、馬達(dá)電流達(dá)到預(yù)定值、或來(lái)自傳感器的輸出，該輸出指示真空泵的某個(gè)操作參數(shù)。使該決定基于檢測(cè)到的泵的操作可允許在優(yōu)選或最佳的點(diǎn)停止通氣。傳感器可以是與真空泵相關(guān)聯(lián)的傳感器，或者它可與泵正進(jìn)行泵送的系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)。

5、在一些實(shí)施例中，所述真空泵包括所述至少一個(gè)傳感器。在一些實(shí)施例中，所述至少一個(gè)傳感器包括溫度傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器和用于感測(cè)所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)次數(shù)的傳感器中的至少一者。

6、自啟動(dòng)轉(zhuǎn)子以來(lái)的壓力、溫度、濕度和旋轉(zhuǎn)次數(shù)全部都與真空泵的當(dāng)前狀態(tài)相關(guān)，并且一個(gè)或多個(gè)這些測(cè)量值可用于決定停止對(duì)泵進(jìn)行通氣。

7、在一些實(shí)施例中，所述入口包括用于打開(kāi)或閉合所述入口的可移動(dòng)閉合元件，所述可移動(dòng)閉合元件被構(gòu)造成響應(yīng)于所述可移動(dòng)閉合元件的真空泵側(cè)上的壓力上升到在所述可移動(dòng)閉合元件的真空室側(cè)上的壓力之上而在打開(kāi)位置和閉合位置之間移動(dòng)；其中，所述通氣通道與所述可移動(dòng)元件的所述真空室側(cè)流體連通，使得允許流動(dòng)通過(guò)所述通氣通道的所述流體控制裝置引起所述可移動(dòng)元件移動(dòng)到所述閉合位置。

8、真空泵可具有用于密封其入口的可移動(dòng)閉合元件，使得當(dāng)泵關(guān)閉時(shí)，它們所附接到的真空室能夠被密封處于真空狀態(tài)。在一些情況下，這些可移動(dòng)閉合元件在流動(dòng)控制裝置的控制下移動(dòng)到閉合位置，該流動(dòng)控制裝置可打開(kāi)以允許流動(dòng)通過(guò)通道，該流動(dòng)改變了可移動(dòng)閉合元件的一側(cè)上的壓力，使得打開(kāi)通道改變了跨越閉合元件的壓力差，從而將其推到閉合位置。流動(dòng)控制裝置可常規(guī)地為由發(fā)送到馬達(dá)的功率來(lái)控制的電磁閥，使得在停止馬達(dá)時(shí)，閥打開(kāi)且閉合元件閉合，而在啟動(dòng)馬達(dá)時(shí)，閥閉合。在實(shí)施例中，用于控制可移動(dòng)閉合元件的系統(tǒng)可與用于在啟動(dòng)時(shí)對(duì)泵進(jìn)行通氣的系統(tǒng)進(jìn)行組合。在為這種情況的情況下，則這能夠減少所需的流動(dòng)控制元件的數(shù)量，其中一個(gè)流動(dòng)控制元件(在一些情況下其可以是閥)既用于控制可移動(dòng)閉合元件又用于在啟動(dòng)時(shí)對(duì)泵進(jìn)行通氣。在這種情況下，延遲閥的閉合而不是在啟動(dòng)馬達(dá)時(shí)立即閉合閥，使得在泵的旋轉(zhuǎn)的初始階段期間，存在對(duì)泵送室的通氣并且可移動(dòng)閉合元件保持閉合。

9、在一些實(shí)施例中，通氣通道被構(gòu)造成在更靠近真空泵的入口而不是出口處通向旋轉(zhuǎn)葉片泵。

10、通氣通道可在靠近泵入口處通向泵，泵入口是發(fā)生氣體抽吸的地方。在一些實(shí)施例中，它可相對(duì)于入口在沿泵的旋轉(zhuǎn)方向的下游處通向真空泵，使得通氣通道通向入口泵送室。

11、在一些實(shí)施例中，所述通氣通道提供向所述真空泵的處于大氣壓力下的外部的通氣。

12、在其他實(shí)施例中，所述通氣通道提供向在大氣壓力之上的壓力的通氣。

13、在一些實(shí)施例中，所述旋轉(zhuǎn)葉片真空泵包括潤(rùn)滑劑密封的滑動(dòng)葉片真空泵，并且所述通氣通道提供向所述泵的潤(rùn)滑劑套管的通氣。

14、在真空泵是潤(rùn)滑劑密封的真空泵的情況下，則向潤(rùn)滑劑套管通氣可能是有利的，因?yàn)檫@避免了當(dāng)泵停止時(shí)(諸如，在運(yùn)輸期間)因通氣通道造成的潤(rùn)滑劑污染，這可能是一個(gè)問(wèn)題。

15、通氣室通過(guò)在泵的內(nèi)部和泵的外部或潤(rùn)滑劑套管之間提供流體連通來(lái)提供通氣。通氣通道可在一端處通向泵送室，且在另一端處通向真空泵外部的某處或通向真空泵的潤(rùn)滑劑套管內(nèi)。

16、在一些實(shí)施例中，所述流動(dòng)控制裝置被構(gòu)造成打開(kāi)所述通氣通道或閉合所述通氣通道。

17、在其他實(shí)施例中，所述流動(dòng)控制裝置被構(gòu)造成控制打開(kāi)的程度，且因此控制通過(guò)所述通氣通道的流動(dòng)。

18、盡管可以以若干種方式完成流動(dòng)控制，但在一些實(shí)施例中，流動(dòng)控制裝置包括閥。

19、在一些實(shí)施例中，所述閥包括機(jī)械閥，該機(jī)械閥包括用于將所述閉合元件偏置朝向所述閉合位置的彈性構(gòu)件。

20、在其他實(shí)施例中，所述閥包括電控閥，該電控閥被構(gòu)造成響應(yīng)于由控制電路系統(tǒng)發(fā)送的控制信號(hào)而操作。

21、在閥是電控閥的情況下，則可存在控制電路系統(tǒng)以控制閥。這樣的控制電路系統(tǒng)可稍微增加真空泵的復(fù)雜性，然而，它也可允許更仔細(xì)地控制啟動(dòng)階段并提供對(duì)所需的最大扭矩的非常有效的減小。

22、在一些實(shí)施例中，所述旋轉(zhuǎn)葉片泵進(jìn)一步包括控制電路系統(tǒng)，該控制電路系統(tǒng)被構(gòu)造成：控制用于驅(qū)動(dòng)所述泵的所述馬達(dá)；以及控制所述流動(dòng)控制裝置；所述控制電路系統(tǒng)被構(gòu)造成控制所述流動(dòng)控制裝置在啟動(dòng)所述泵時(shí)允許流動(dòng)通過(guò)所述通氣通道、控制所述馬達(dá)開(kāi)始驅(qū)動(dòng)所述泵、且然后控制所述流動(dòng)控制裝置阻礙流動(dòng)通過(guò)所述通氣通道。

23、盡管控制電路系統(tǒng)可僅控制閥在預(yù)定時(shí)間之后打開(kāi)，但是在一些情況下，它在其控制方面可能更加復(fù)雜，并且在確定用于阻礙流動(dòng)通過(guò)通氣通道的優(yōu)選或最佳時(shí)間時(shí)可對(duì)來(lái)自一個(gè)或多個(gè)傳感器的信號(hào)作出響應(yīng)。在一些情況下，控制電路系統(tǒng)可包括用于基于多個(gè)輸入來(lái)確定何時(shí)停止通氣的算法。

24、第二方面提供了一種啟動(dòng)根據(jù)第一方面的旋轉(zhuǎn)葉片真空泵的方法，所述方法包括：控制流動(dòng)控制裝置允許流動(dòng)通過(guò)通氣通道；啟動(dòng)泵的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)；以及響應(yīng)于以下各者中的至少一者而阻礙流動(dòng)通過(guò)所述通氣通道：預(yù)定時(shí)間流逝、所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到預(yù)定閾值、馬達(dá)電流達(dá)到預(yù)定值、以及來(lái)自傳感器的輸出，來(lái)自所述傳感器的所述輸出指示所述真空泵的操作。

25、在一些實(shí)施例中，所述方法進(jìn)一步包括：通過(guò)阻礙流動(dòng)通過(guò)所述通氣通道的所述步驟，引起可移動(dòng)元件從遮擋所述真空泵的入口移動(dòng)到打開(kāi)所述真空泵的所述入口。

26、在一些實(shí)施例中，阻礙流動(dòng)通過(guò)所述通氣通道的所述步驟包括閉合閥。

27、在所附獨(dú)立權(quán)利要求和從屬權(quán)利要求中陳述了另外的特定和優(yōu)選方面。從屬權(quán)利要求的特征可在適當(dāng)時(shí)并且以除權(quán)利要求中明確陳述的組合之外的組合與獨(dú)立權(quán)利要求的特征進(jìn)行組合。

28、在設(shè)備特征被描述為可操作以提供功能的情況下，將了解，這包括提供該功能或者被適配或構(gòu)造成提供該功能的設(shè)備特征。