[發明專利]真空系統設備和方法

在審

• 申請號: 202180041487.6
• 申請日: 2021-06-08
• 公開（公告）號: CN115667723A
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: S·凱拉薩姆;M·W·格雷
• 申請（專利權）人: 愛德華茲有限公司
• 主分類號: F04C25/02
• 分類號: F04C25/02;F04D19/04;F04D29/58;F04C29/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 代易寧;郭帆揚

本發明的方面涉及一種真空系統(1)。真空系統(1)包括真空泵(3)；和用于接收熱傳遞流體的熱交換器(7)。該熱傳遞流體包括氣體。熱交換器(7)熱聯接到真空泵(3)，并且可操作以從真空泵(3)吸收熱能。本發明的方面還涉及一種操作真空系統(1)的方法；和用于控制真空系統(1)的操作的控制器(31)。

技術領域

本公開涉及一種真空系統設備和方法。本發明的方面涉及一種真空系統；一種熱交換設備；一種操作真空系統的方法和一種用于控制真空系統操作的控制器。

背景技術

已知為工業真空系統提供冷卻塊以保持真空泵的目標操作溫度。目標操作溫度通常被設定為適合特定的工業過程。真空泵的目標操作溫度持續升高，以減少過程相關的泵故障。

需要高功率壓縮級或主動加熱來實現目標操作溫度。排氣導管中的氣體溫度必須保持與泵出口溫度相似，以防止或減少過程氣體的冷凝。已知將諸如氮氣(N)的凈化氣體引入真空泵或真空泵的排氣導管中，以最小化冷凝故障。隨著流向泵的過程流量增加，泵在高負荷下操作時，泵功率也會增加。存在真空泵的操作溫度的對應升高。真空泵配備有冷卻塊，以在這種情況期間保持泵溫度。然而，當真空泵在低負荷下操作時，例如在空轉操作狀況期間，冷卻塊起到散熱器的作用，散熱器吸收熱能。冷卻塊延遲真空泵達到目標操作溫度。因此，消耗附加的功率來實現目標操作溫度。

本發明的目的是解決與現有技術相關聯的缺點中的一個或多個缺點。

發明內容

本發明的方面和實施例提供了如所附權利要求中所要求保護的真空系統、操作真空系統的方法和控制器。

根據本發明的第一方面，提供了一種真空系統，包括:

真空泵；以及

熱交換器，該熱交換器用于接收熱傳遞流體，該熱傳遞流體包括氣體；

其中熱交換器熱聯接到真空泵，并且可操作以從真空泵吸收熱能。

熱傳遞流體促進從真空泵散熱。至少在某些實施例中，可以控制對熱交換器的熱傳遞流體的供應。因此，例如根據真空泵的一個或多個操作參數，可以控制來自真空泵的熱能傳遞。至少在某些實施例中，真空系統的占用面積可以小于現有技術系統的占用面積。可以降低真空系統的功率消耗；和/或可以減少與真空系統的操作相關聯的排放。

熱交換器可以包括入口和出口。可以在入口與出口之間限定流動路徑。在使用中，通過入口引入的熱傳遞流體遵循流動路徑，并通過出口排放。流動路徑可以例如包括蛇形路徑或盤繞路徑或由其組成，以增加熱交換表面積。熱交換器可以具有一個或多個內部翅片，用于促進與熱傳遞流體的熱交換。

熱交換器可以安裝到真空泵。真空泵可以包括泵殼體。熱交換器可以熱聯接到泵殼體。熱交換器可以安裝到泵殼體。熱聯接器可以設置在熱交換器與熱交換器之間以促進熱傳導。

熱傳遞流體可以包括用于引入真空泵內的凈化氣體。

真空系統可以包括至少一個端口。熱交換器可以連接到至少一個端口。例如，熱交換器出口管線可以連接到該端口或每個端口。在使用中，來自熱交換器的熱傳遞流體可以被引入至少一個端口。該端口可以設置在真空泵中，以能夠將熱傳遞流體引入真空泵。該端口可以例如被配置成將熱交換流體引入真空泵的中間級。該端口可以例如包括真空泵的級間端口。替代地或附加地，該端口可以設置在真空泵的排出管(或最終級)中，以能夠將熱傳遞流體引入該排出管。

真空系統可以包括用于加熱該熱傳遞流體的氣體加熱器。氣體加熱器可以例如設置在熱交換器與該端口之間。從熱交換器排放的熱傳遞流體可以被供應到氣體加熱器。氣體加熱器可以在將凈化氣體引入真空泵之前執行附加的加熱。

真空系統可以包括用于控制對熱交換器的熱傳遞流體供應的裝置。例如，控制裝置可以包括泵。替代地，控制裝置可以包括至少一個控制閥。（一個或多個）控制閥可適于控制對熱交換器的熱傳遞流體供應。（一個或多個）控制閥可以例如包括一個或多個三通閥。也可以設想到其他類型的閥。